柴油发电机房的安装间距和布置条件

摘要：柴油发电机组是应急电源中的主要方式，在消防安全和企业生产过程中有着举足轻重的作用，柴油发电机组的好坏将直接影响整个后备电力的工作状态。本文对柴油发电机组的设计、安装中几个常见的问题如柴油发电机组选择、容量选择、通风冷却系统、储供油系统、及排烟消音系统在设计和安装中应注意和遵循的原则进行了阐述。

一、机房位置的选择及大小要求

柴油发电机组作为应急电源，尽量靠近配电室的总配电柜，以便接线方便；为防噪音、震动污染应尽量远离工作区和生活区，避开主要出口通道；应考虑运输、安装、检修方便；应考虑储油、运油方便；应考虑水、烟污染问题等。

1、基本的机房布置条件

发电机房基本设施应具有混凝土基础、进风百叶窗、排风、百叶窗、排烟口、排烟消声器、排烟弯头、防震及膨胀排气接管、吊码弹簧等，而油箱进、排风机、电池、控制屏、配电柜和空气开关等辅助设备也应设在机房或机房附近。

2、设备安装间距

一般发电机组机房都建在地下室或地面一层，一般放在水泥混凝土基础上，如图1所示。如机房单建则机房应有两堵外墙，机房大小应根据机组数量及机组的大小来确定，机组间距及机组距舱壁的距离应满足下表要求：

表1  发电机组外廓与舱壁的净距（m)

3、决定安装地点时的考虑下因素

（1）机房支撑结构适合机组及附件的安装；

（2）必须有效地隔振、减振、减少振动的传播以防止连接系统的疲劳断裂；

（3）机房应干净、干燥，而且不会被水淹没；

（4）机房面积应足够大，以方便对机组进行维护、保养；

（5）保证机房足够的通风面积，应通风良好；

（6）排气必须用管道引出并远离进风口，排气管中必须使用大半径、阻力小的弯头；

（7）应可以随时供应足够的燃料以维持运行；

（8）燃料的主供给应尽可能接近机组；如果主燃料箱埋入地下，可能要采用辅助油泵和日用油箱将主燃料箱中的燃料转入日用油箱中。

图1  固定式柴油发电机组安装示意图

二、柴油发电机组容量的选择

柴油发电机组容量的选择除了要考虑柴油发电机组所带负荷的大小外，还应考虑到大功率电动机或电动机组启动对发电机电网所造成的冲击等因素。根据所带负荷的大小确定发电机组容量的计算公式，即按稳态供电负荷计算，公式为：

S=α×P_Σ /（η_Σ×cosφ)（KVA).................（公式1）

式中：P_Σ——供电总负荷；

η_Σ——计算效率；

α——负荷率0.8～1.0；

cosφ——发电机功率因数。

采用上述公式计算是确定发电机组容量的基本方法，如所带负荷中无大功率电机，无启动冲击电流，采用该方法即可确定发电机组容量，如电网中还有较大功率电机，有启动冲击电流，则还需要校验母线允许电压降及发电机端瞬时电压降及电机启动本身需要。

按母线允许的瞬时电压降计算，公式如下：

S=P_n×K×C×X_d｛（1/△E) -1｝.................（公式2）

式中：P_n——大功率电机组容量；

K——电动机启动电流倍数；

C——按启动方式确定的系数，全压启动；C=1，Y——△启动0.67，自藕降压0.25～0.64；

X_d——发电机暂态电抗0.25；

△E——母线允许瞬时压降，有电梯0.2，无电梯0.25~0.3。

发电机端电压瞬时压降一般不大于20%，启动瞬时发电机端电压：

U_c=E_d'×X_q /（E_d+X_q).................（公式3）

式中：E_d'——发电机暂态电动势，空载时Ed'=1.05U以标幺值表示为1.05。

X_q——发电机端子外电路计算电抗，以标幺值计。

另外还需校验电动机启动时，本身能顺利启动所需条件，公式为：

S=｛（P_Σ-P_M) /η_Σ+PKCcosφ_M｝/cosφ.................（公式4）

式中：P——电动机容量；

cosφ_M——电动机启动功率因数，取0.4；

K——电动机启动电流倍数；

C——按启动方式确定系数，全压启动C=1，Y-△启动0.67，自藕降压0.25～0.64。

通过以上公式，取较大者来确定发电机组容量。另外在海拔较高地区还要对发电机容量进行修正，每台机组输出功率按下式计算：

P={Ne[C-（1-C₁)]-Np｝×η_F.................（公式5）

式中：P——机组的实际输出功率；

Ne——机组的标定功率；

Np——机组风扇消耗的功率；

η_F——发电机的效率；

C——大气状况率修正系数，根据大气状况按《内燃机台架性能试验方法》的可调油量法功率的修正公式计算；

C₁——进排风阻力影响修正系数，地面取1.0。

三、柴油发电机房的通风冷却系统

柴油发电机组运行时，机组及排烟管道等部件都向机房内散发热量，使机房温度升高，同时还会散发一些有毒气体，机组运行还需要足够的新鲜空气，故机房需进行通风降温。

1、采用机械通风系统

柴油发电机房通常使用机械通风系统，包括排风设备和进风设备。排风设备可采用排风扇或排风机，进风设备可采用新风机或空调系统。根据发电机房的具体情况和布局，选择合适的通风设备，并合理设置其位置和数量。

2、确保良好的空气流通

发电机房内产生大量热量和废气，因此必须确保良好的空气流通，及时将热空气和废气排出。排风设备应位于发电机房的高处，以便更好地排除热量和废气。进风设备应位于发电机房的低处，以便更好地引进新鲜空气。

3、良好的空气过滤系统

为了保证发电机房内的空气质量，通风系统应配备有效的空气过滤装置，以过滤大颗粒物和有害气体。空气过滤器的选择应考虑发电机房的使用环境和工作条件，定期清洁和更换过滤器以保持其良好的过滤效果。

4、防水和防尘设计

考虑到发电机房的使用环境，通风系统应具备防水和防尘的功能。排风设备和进风设备的设计应确保其能够有效阻止雨水和灰尘进入房内，避免其对发电机设备的损坏和影响。

5、安全措施和紧急处理

通风设计中必须考虑到发电机房的安全和紧急情况。应配置紧急开关或紧急按钮，以便在发生火灾或其他紧急情况时及时切断通风系统的电源。同时，通风系统应有备用电源，以确保在停电情况下仍能正常运行。

6、噪声控制

柴油发电机工作时会产生噪声，因此通风设计中还需考虑噪声控制。排风扇或排风机应选择低噪声型号，同时还需采取隔音措施，如加装隔音罩或隔音板，以减少噪声对周围环境和工作人员的影响。

7、定期维护和清洁

通风系统是发电机房正常运行的重要环节，应定期进行维护和清洁。包括清理排风扇或排风机的叶片和过滤器，检查电源线路和控制系统的连接和运行情况等。定期的维护和清洁可以保证通风系统的正常工作和长久的使用寿命。

柴油发电机房通风设计需要考虑空气流通、空气过滤、防水和防尘、安全和紧急处理、噪声控制以及定期维护和清洁等因素。只有合理设计和维护通风系统，才能保证发电机房设备的正常运行，并确保操作人员的健康安全。

四、供油储油系统

柴油发电机组运行需供应大量柴油，必须储备一定的油量，对小型机组只需设油箱，对大一点的机组应设置储油间，如再大的机组还应在室外专设储油设施。柴油机储油量按下式计算：

V=G×t×K/1000AR（6)

式中：G——机组每小时耗油量，G=g_eN_e/1000，g_eN_e分别为机组耗油率及标定功率；

t——机组运行时间，（3～8小时)；

K——安全系数，一般取1.1～1.2；

A——容积系数，一般取0.9；

R——燃油密度，轻柴油约为0.85。

油箱安装时应注意以下几点，油箱（罐)较高油面不能比机组底座高出2.5m，否则应在中间加日用油箱；出油位要比油箱底高50mm，以免将沉淀物吸入机组；油箱底应加额外的盛油盘将溢出的油收集；油箱顶必须带检视口，以便检修；送油管应为黑铁管，不能用镀锌管，以免产生化学反应，损害机组；回油管油路到油箱必须保持在2.5m高度以下。

五、排烟消音系统

排烟系统应尽可能布置的短平，但应满足当地规划、环保部门的规定，尽量少用弯头及长径型的弯头。热排烟因高速流动，使流线变得异常不稳定，若其流向急转变化，将使排烟系统的背压加大，阻碍排烟效果，从而导致发电机组的功率损失，因此应尽可能的降低背压。当条件要求增加排烟系统的长度大于9m时，则排烟管径应加大。

从发动机排烟总管排出的第一段管道必须包含一段柔性软管或波纹管，排烟管的第二段应被支撑住，以容许柔性管走动时，不致于将承重施加于发电机的总管上。排烟管壁厚应大于3mm。

当排烟管需要穿过墙壁时，应当配置套管或壁外套板，否则墙壁将会因过度受热而出现裂缝，并有可能造成火灾。排烟口应远离建筑物进气栏或门窗，设计成防雨型，在靠近发动机的长排烟管处配置疏水点或泄水收集盘。

排烟管道上应设置排烟消音器，根据场所的不同选用不同的消音器，对噪音控制要求不高场所；管道顶端用共震或吸收式消音器，对控制噪音要求较高场所用住宅消音器，有易爆气体场所用火花制动器式消音器。

对于小型机组，当地环保部门允许时，烟气可直接排入大气，对较大机组，当地环保部门一般不允许烟气直接排入大气，还应设置消烟池。消烟池尺寸由机组大小决定，一般3~20m³。

总结：

总述，柴油发电机组的设计是一个多专业、多部门密切配合才能完成的工作，电气专业设计过程中，要了解机组本身特性，了解当地环保、供电等部门的一些规定，要考虑各专业之间的配合，便于施工、运行管理及维护等。