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机房设计与设备安装 |
柴油发电机房排烟井设置要求 |
摘要：柴油发电机房是一个需要排放大量废气的场所，因此排烟井的设置是非常重要的。排烟井是指将发电机房内产生的废气排放到室外的管道。排烟井的设置是柴油发电机房的重要组成部分，其合理设置可以有效地减少废气对人员和环境的危害，保障发电机房的安全运行。康明斯在本文中简明扼要的陈说了柴油发电机房排烟井设置要求和规范，对于建设和维护柴油发电机房的单位和个人来说，应严格遵守相应的规定和标准，确保安全生产和环境保护。
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图1 柴油发电机组排烟系统示例图 |
一、排烟井国标规范
本规范出自于《民用建筑设计统一标准》GB 50352-2019第8.3.3条，设立的排烟井口部下缘距地2米即可。
1、柴油发电机房的设置应符合本标准第8.3.1条的规定。
2、柴油发电机房宜设有发电机间、控制及配电室、储油间、备件贮藏间等，设计时可根据具体情况对上述房间进行合并或增减。
3、当发电机间、控制及配电室长度大于7.0m时，至少应设2个出入口门。其中一个门及通道的大小应满足运输机组的需要，否则应预留运输条件。
4、发电机间的门应向外开启。发电机间与控制及配电室之间的门和观察窗应采取防火措施，门应开向发电机间。
5、柴油发电机房宜靠近变电所设置，当贴邻变电所设置时，应采用防火墙隔开。
6、当柴油发电机房设在地下时，宜贴邻建筑外围护墙体或顶板布置，机房的送、排风管(井)道和排烟管(井)道应直通室外。室外排烟管(井)的口部下缘距地面高度不宜小于2.0m。
7、柴油发电机房墙面或管(井)的送风口宜正对发电机进风端。
8、建筑物内设或外设储油设施设置应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的规定。
9、高压柴油发电机房可与低压柴油发电机房分别设置。
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图2 柴油发电机房排烟井平面图示例 |
二、排烟井设置要求
1、位置合理
排烟井应设置在房间内能够有效排烟的位置。通常，排烟井的位置应该在发电机房的顶部或侧面，以便将废气排放到室外。同时，排烟井的位置应该远离人员活动区域，以免对人员造成危害。
2、高度适当
排烟井的高度应该根据发电机房的高度和周围建筑物的高度来确定。一般来说，排烟井的高度应不小于房间顶部的高度，应该比周围建筑物的高度高出1-2米，以确保废气能够顺利排放到室外。
3、直径合适
排烟井的直径应该根据发电机房的大小和废气排放量来确定。一般来说，排烟井的直径应该大于发电机房内最大的排放口的直径，以确保废气能够顺利排放到室外。
4、材质优良
排烟井的材质应该选用耐高温、耐腐蚀的材料，如不锈钢、玻璃钢等。同时，排烟井的内部应该光滑无缝，以减少废气在管道内的阻力。
5、安全可靠
排烟井的安装应该符合相关的安全标准，如防火标准、防雷标准等。同时，排烟井的支架和固定件应该牢固可靠，以确保排烟井不会因为外力而倒塌或损坏。
6、注意防火
排烟井应具有良好的密封性能和耐火性能，以确保在突发情况下烟气无法逸出或引起火灾。
（1）排烟井的耐火极限应符合国家相关标准及建筑设计规范要求，一般要求耐火极限不少于2小时。
（2）具体的耐火极限要根据排烟井的设计要求、建筑物的用途、高度等因素进行综合考虑，并由专业的设计师进行计算和确定。
7、方便维护
排烟井应设立出入口或者防火门，方便用户定期进行检查和维护，以确保其正常工作和安全运行。
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图3 柴油发电机房排烟井设计图 |
三、排烟井设计案例
以深圳某楼盘地下室发电机房建设项目为例，该工程采用350KW康明斯柴油发电机组。排烟井设计情况如下：
（1）设4个竖井，面积分别为：1.0m²(进风)、1.0m²(排风)、400x300(排发电机高温尾气)，竖井出地面后分别设置3.0m²、3.0m²、0.3m²的百叶窗。排风井远离进风井水平距离至少5m，达不到者则排风竖井室外排风风口必须高于进风竖井室外进风口3m。
（2）储油间必须单独设最小尺寸为300x300mm的排风竖井一个，竖井出地面后设置0.2m²的百叶窗。
（3）计算公式
① 上述发电机房风井是按照发电机功率为350kW计算的，当实际功率大于350kW时，应按照下式计算实际风井面积：
F=实际功率/350KW×1.0m²
(储油间风井面积不变，排尾气风井短边>400mm)
② 进、排风竖井出地面后的百叶面积计算：
F=实际功率/350KW×3.0m²
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图4 柴油发电机房排烟口室内示意图 |
图5 柴油发电机房排烟井出屋面示意图 |
四、排烟井面积的计算公式
确定排烟井的面积首先也要确定柴油发电机组的排烟量，柴油发电机组的排烟量一般由厂家选型样本提供，再根据排烟量和烟囱路径核算烟囱尺寸。
P背压+P抽力≥P阻力..........................（公式1）
式中：P背压——发电机组的排气背压，Pa；
P压力——竖向烟道的自然抽力，Pa；
P阻力——烟囱总阻力，Pa。
其中，P背压由选型厂家提供，抽力由式(2)计算。
..........................（公式2）
式中：H——烟囱的垂直高度，m；
tb——室外空气温度，℃；
Tf——烟囱管道平均温度，℃；
B——大气压力，Pa。
其中，由选型厂家提供，而阻力则由式(3)计算：
..........................（公式3）
式中：λ——烟壁阻力系数，取0.03；
H——烟囱沿程管道总长度，m；
d——烟囱内径，m；
ζ——局部阻力系数(90°弯头取0.7，缓弯取0.3，三通取1.0，30°，变径取0.5，烟囱出口阻力系统取1.1，烟囱的消声器局部阻力由厂家提供，当无资料时可取2)；
V烟气——烟囱内烟气流速，m/s；
p——烟气密度，kg/m²。
其中，烟气、p分别由式(6)、式(7)计算：
式中：G烟气——烟气排放量(由柴油发电机厂家提供)，m³/h。
假定烟囱内径d，再根据上述各公式确定是否满足机组背压与抽力之和大于烟囱总阻力，从而确定烟囱内径，同时可以得知当烟囱内径越大，弯头越少，则阻力越小，但烟囱的成本也越高，土建预留的井道也越大，因此需要合理计算。在初步设计阶段，也可以根据烟气流量及烟气流速烟气预估烟囱内径。
计算确定烟囱内径d后，考虑烟囱外包岩棉保温层100 mm厚，烟囱距管井各边墙面预留150 mm安装间隙（剪力墙一边留350 mm），以此确定烟井尺寸。
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