自备柴油发电机房设计规范和布置要求

摘要：柴油发电机房的设计是一个系统工程，它包括地址选择、设备选型和容量确定、控制方式、储油间设置、进风、排风、排烟等一系列问题，如何使柴油发电机组安全可靠、高效地工作，是设计人员必需综合考虑的问题。康明斯公司在本文中主要介细了柴油发电机房的一些设计要点和注意事项，主要包括设置原则、发电机房设计、发电机组选择、通风排烟等技术间题，对建设柴油发电机房有一定的参考意义。

一、发电机房位置的选择和布置

      按照《民用建筑电气设计规范》的要求，柴油发电机房宜布置在首层。但是大型公共建筑、商业建筑等民用建筑首层昂贵，并且会给周围环境带来一定的噪音和污染，因此按规范规定，在确有困难时，也可布置在地下室（非较底层），考虑发电机房的进风/排风、排烟情况，自然通风不能满足要求情况下给发电机房设计带来很多不利因素。

1、发电机房选址

（1）应靠近外墙设置，为排风及排烟创造条件；

（2）尽量避开建筑物主入口正立面等部位，以免排风/排烟对其周围环境和行人造成影响；

（3）减少噪音对环境的影响；

（4）不应设在厕所、浴室、厨房或其它经常积水场所的正下方和贴邻；

（5）宜贴邻建筑物的变电所，便于接线，减少电能的损耗，也便于管理；

（6）不宜靠近弱电间、计算机发电机房等防电磁干扰的房间；

2、发电机房的布置

（1）发电机房内设备的布置应满足《民用建筑电气设计规范》的要求，力求紧凑、保证安全及便于操作和维护。辅助设备宜布置在柴油机侧或靠发电机房侧墙，荔电池宜靠近所属柴油机。

（2）发电机房四周墙体及天花板作减噪处理。

（3）发电机房应有两个出入口，其中一个出口的大小应满足搬运发电机组的要求，搬运通道上一面墙也可采取后砌的做法，或采用吊装孔、汽车坡道运输。门应向外开启。储油间应采用防火墙与发电机室隔开；当必须在防火墙上开门时，应设置能自行关闭的甲级防火门；

（4）发电机组布置时应充分考虑进、排风口位置及发电机附属水箱等的所需空间。

（5）发电机房与控制及配电室贴邻布置时，发电机出线端及电缆沟宜布置在称控制及配电室侧。

（6）发电机组之间、发电机组外廓至墙的距离应满足搬运设备、就地操作、维护检修或布置辅助设备的需要。

3、柴发设置原则

      符合下列情况之一时，宜设应急柴油发电机组：

（1）为一级负荷中特别重要的负荷供电。

（2）有一级负荷、消防负荷，但从市电取得第二电源有困难或不经济合理时。

（3）大型公共建筑，当市电中断，将会造成经济效益有较大损失时。

以上情况考虑一电源系统检修或故障时，另一电源系统同时发生故障，应设柴油发电机组做应急电源；对于当地电网只能提供一路电源、或取得第二电源有困难或不经济的建筑，应设柴油发电机组作为备用电源和应急电源使用。

二、柴发机组选择

      柴油发电机组的选择应考虑的因素主要有机械与电气性能、发电机组的用途、负荷的容量与变化范围、自动化功能等。

1、发电机组的用途

      由于柴油发电机组可用于常用、备用和应急等3种情况。作为应急用，只持续运行几小时（≤12H）；应急发电机组宜选用高速、增压、油耗低、同容量的柴油发电机组。作为备用，发电机组平时处于停机等待状态，只有当主用电源全部鼓障断电后，应急柴油发电机组才起动运行供给紧急用电负荷，当主用电源恢复正常后，随即切换停机。常用发电机组持续工作时间长，负荷曲线变化较大。

2、负荷容量

      根据不同用途选择负荷容量和负荷变化范围，确定柴油发电组机单机容量和备用柴油发电机组容量。发电机组容量、台数需根据应急负荷大小和投入顺序，以及单台电动机较大起动容量等因素综合考虑确定，发电机组总台数不宜超过两台。在初步设计时，柴油发电机容量可按变压器总容量10%～20%估算。在施工图设计时，可根据一级负荷、消防负荷以及部分重要二级负荷容量，按下述方法计算选择其中较大者：

① 按稳定负荷计算发电机的容量；

② 按较大单台电动机或成组电动机起动的需要，计算发电机的容量；

③ 按起动电动机时，发电机母线允许电压降计算发电机的容量；

3、发电机与励磁方式的选择

      励磁装置有很多种，高层建筑中一般选择无刷型自动励磁装置。这种类型发电机组能适应各种运行方式，易于实现发电机组自动化或对发电机组的遥控。

4、冷却方式

      柴油机的冷却方式有水冷和风冷两种。在高层及大型公共建筑中，一般情况下应选择闭式水循环冷却的整体发电机组，此种发电机组所占面积和空间较小。

5、柴发的启动顺序及条件

（1）发电机组应始终处于准备起动状态，一类高层建筑及一级火灾自动报警系统保护对象建筑物的发电机组，应设有自动起动装置，当市电中断时，发电机组应立即起动，并在15s内供电。二类高层建筑及二级保护对象建筑物的发电机组，也宜采用带自起动装置的发电机组，当采用自动起动有困难时，可采用手动起动装置。发电机组应与市电系统联锁，不得与其并列运行。市电恢复时，发电机组应自动退出工作，并延时停机。

（2）为了避免防灾用电设备的电动机同时起动而造成柴油发电机组熄火停机，一般应先起动大容量电动机，然后再依次起动中、小容量电动机。先起动应急照明，排烟风机、正压风机、电梯、水泵等。

（3）自起动发电机组的操作电源、热力系统、燃料油、润滑油、冷却水以及室内环境温度等均应保证发电机组随时起动，水源及能源必须具有足够的独立性，不得受工作电源停电的影响。

6、柴发机组的自动化控制

      发电机组控制选择应符合下列要求：

① 对于应急发电机组宜采用自动控制或控制室集中控制方式；

② 严禁发电机组与电力系统电源并网运行，并应设置防止误并网的可靠联锁。

③ 当市电中断供电时，单台发电机组应能自动起动，并在15s内向应急负载供电；应急发电机组投入进行后，为了减少突加负荷时的机械及电流冲击，在满足供电要求的情况下，紧急负荷较好按时间间隔分级增加。

④ 当市电恢复正常后，应能自动切换和自动延时停机，由市电向负荷供电；

⑤ 有多发电机组并列运行要求的电站，待并发电机组可自动启动，由自动并车系统按准同期并车要求自动合闸并网运行。

⑥ 应能在隔室操作发电机组停机。

⑦ 具有手动自动切换功能；

⑧ 发电机组故障自动紧急停机或发出声光报警，以防止损坏发电机组。

⑨ 附属设备电动机的控制方式与发电机组控制方式一致；柴油机冷却水泵宜采用就地控制和随发电机组运行联动控制；发电机组卸油泵宜采用就地控制。高位油箱供油泵宜采用就地控制或液位控制器进行自动控制。

三、发电机房设计

1、通风设计

      柴油发电机房的通风问题是发电机房设计中要注意的问题。排风一般应设热风管道有组织地进行，发电机房内要有足够的新风补充，进风口与出风口宜分别布置在发电机组的两端。发电机房的出风口/进风口的面积应满足下式要求：

S₁≥1.5S

S₂≥1.8s

      式中：S₁——柴油机散热面积；S₂——进风口面积；

2、排烟系统

      柴油发电机组燃烧时除了会产生大量热气外，还会产生大量燃烧度气。应合理确定烟道位置，发挥发电机组效率，减少对建筑物外观的影响和对周围环境的污染。当环境条件要求较高时，宜将烟气处理后排至室外。

3、日用油箱间

      根据《民用建筑电气设计规范》的规定按柴油发电机运行3-8小时设置燃油箱，而《民用建筑防火规范》要求更严格，应在发电机房内设置专用的储油间，内设日用油箱，其总储存量不应超过8小时的需要量，而根据建筑设计防火规范规定储油罐容积不大于1m³。日用油箱的容积按下式计算：

V=G*t/r/A

      式中，V——日用油箱间的容积（m³）；C——柴油机燃料的消耗量（kg/h）；r——燃油密度（kg/m³）；A——油箱充满系数（一般取0.8）；t——供油时间（3-8h）。

      通常发电机的功率较大，1m³的油箱不能满足长时间运行的要求，宜在建筑物外设置40~64h耗油较的储油设施或移动油车来解决大量供油问题。储油间应采用防火墙与发电机室隔开，同时应设置能自行关闭的甲级防火门.并向发电机室开启。油箱间内灯具采用防爆型，并设置日常通风。储油箱尽量选用质量较好的标准型油箱，密封性好，不漏油，油箱密封性致关重要，否则漏油是令维护人员很头痛的事。

4、基础的设计

      为了发电机的平稳运行，必须采取一定的减振措施，设置混凝土基础。电气专业提荷载时，要提供发电机组的静负荷，混凝土基础的体积，发电机组的动负荷，动负荷可向相关的厂家索取，也可按发电机组静负荷的1.5倍考虑。基础四周应设计10cm的油糖，可以方便清理设备滴漏的燃油或润滑油。

5、发电机房接地

      柴油发电机房一般应有三种接地：工作接地：发电机中性点接地；保护接地：电气设备正常不带电的金属外壳接地；防静电接地：燃油系统的设备与管道应采取防静电接地措施。各种接地与建筑物的其它接地共用接地装置，接地电阻小于1Ω。

6、发电机房的降噪处理

       柴油发电机组运行时，通常会产生95～128dB（A）的噪声。主要噪声源均为柴油机产生，包括排气噪声、机械噪声、冷却风扇和排风/进风噪声，发电机噪声等，其中排气噪声较高。在确保发电机组通风条件又不降低输出功率的前提下，采用高效吸音材料和降噪消声装置对进、排风通道和排气系统进行降噪处理。采用常规降噪技术：如消声器、隔声、吸声、隔振等。一般要求发电机房内设置进风通道，排风通道及工作人员的操作空间，否则效果将会大受影响。

7、控制室的电气设备布置

（1）单台发电机组单机容量在500kW及以下者一般可不设控制室；多台发电机组单机容量在500kW及以上者设控制室。

（2）控制室设置应便于观察、操作；通风、采光良好；线路短，进出线方便。

（3）控制室内不应有油、水等管道通过。

（4）控制室宜安装以下控制屏：

      手动控制屏（发电机组标准配置），提供发电机组的基本启动/停止功能，且附加远程控制接口。自动负载切换屏（ATS），并机控制屏，有条件的安装全自动远程监控控制屏。

（5）控制屏正而操作宽度，并列布置为1.5m；双列布置为2m。（6离墙安装时，屏后维护通道为0.8m。

（7）当控制室的长度在7m及以上时，应有两个出口，出口宜在控制室两端，门应向外开。

（8）当不需设控制室时，控制屏和配电屏宜布置在发电机端或发电机侧，其操作维护通道不应小于下列数值：屏前距发电机端为2m；屏前距发电机侧为1.5m。

8、柴油发电机房其他要求

（1）对安装自起动发电机组的发电机房，应保证满足自起动温度需要，当环境温度达不到起动要求时，应采用局部或整机预热装置。

（2）发电机室、控制及配电室应设应急照明，其工作面上的照度，不应低于一般照度的50%，其连续供电时间不应小于1h。

（3）控制室或值班室设一台电话，并应设置与消防控制室直通电话

（4）设置在高层建筑内的柴油发电机房，应设水喷雾灭火装置及火灾自动报警装置。除高层建筑外的所有属于一级及二级火灾自动报警保护对象的建筑物内的柴油发电机房，应设火灾自动报警装置和手提式灭火装置或气体灭火装置。

（5）设于地下层的柴油发电机组，其控制屏及其他电气没备均应选择防潮或防霉型产品：

（6）设置在储油间的电气设备，应按21区火灾危险场所选型。

柴油发电机房土建设计图纸

总结：

      本文仅对应急柴油发电机房在设计中应重点考虑的问题作了进一步的阐述，应急柴油发电机组的其它设计要求须遵守《民用建筑电气设计规范》及供配电设计手册的要求。在实际工程应用中，现代建筑面积昂贵，如何减少发电机组容量、合理的发电机组排布、合理布置进风口/出风口，如何占有较小的面积设计出更合理，安全可靠、高效的发电机房是所有设计者面临的挑战。