高层建筑如何选择发电机组及机房设计

在高层建筑中，作为应急电源或备用电源，几乎毫无例外地挑选柴油发电机组，这是因柴油发电机组的特点所决议的。本文就高层建筑中柴油发电机组的设置准则、机组挑选、机房规划等问题提出一些粗浅的认识。 
　　 
　　一、设置准则 
　　 
　　在高层建筑供电规划中，首先有必要显着什么状况下应设置柴油发电机组，我们先从高层建筑的负荷等级谈起： 
　　 
　　①高层建筑中的消防水泵、防排烟设施、消防电梯、应急照明等消防用电，依照《高层民用建筑规划防火规范》(GB50045-95)9.1.1条规则，一类高层建筑应安一级负荷要求供电，二类高层建筑应按二级负荷要求供电。 
　　 
　　②按《民用建筑电气规划规范》(JGJ/T16-92)3.1条规则，高层建筑中许多部位的负荷为一级负荷，如一、二级旅馆的宴会厅、娱乐厅、高级客房、厨房，重要办公建筑的客梯电力、首要办公室、会议室照明，大型百货商店的营业厅照明；还有一些部位的负荷为二级负荷，如百货商店的主动扶梯、客梯电力，部、省级办公建筑的首要办公室、会议室照明等。一级负荷中还含有特别重要负荷，如重要的交通纽带、通讯纽带以及常常用于重要国际活动的大量人员会集的公共场所等的一级负荷。 
　　 
　　一级负荷应由两个电源共电。二级负荷当条件允许时也宜由两个回路供电，特别是归于消防用电的二级负荷，应按二级负荷的两个回路要求供电。由此可见，高层建筑对供电的牢靠性要求较高，都要求两个电源供电。因此，考虑设置柴油发电机组的准则如下： 
　　 
　　①对电网可以提供二个独立电源的高层建筑，按规范已经满意了一、二级负荷的要求，准则上可不设柴油发电机组。可是，对于特别重要的高层建筑(如超高层建筑)，其内部含有特别重要负荷，应考虑一电源体系检修或毛病时，另一电源体系又发生毛病的严重状况，此时一般应设柴油发电机组做应急电源。 
　　 
　　②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合理的高层建筑，应设柴油发电机组提供第二电源。此时，柴油发电机组是作为备用电源运用，不仅仅是应急用。
　　 
　　③依照我国旅游饭店星极规范，四星级及五星级宾馆应设自备发电体系。以上是设置柴油发电机组的根本准则。值得一提的是，在国内外一些高层建筑中，即便市网供电相当牢靠，可以满意规范要求，但也都设置了自备应急发电机组，以便当市网假如中断供电，一方面能确保停电期间消防用电的需要，一起也能使大厦的根本秩序得以坚持。 


二、机组型式挑选 
　　 
　　1.起动方法 
　　 
　　柴油机在起动时，有必要依托外力驱动曲轴旋转，当抵达必定转速时，气缸内的空气被压缩到必定的压力和温度，使喷进气缸的燃油开始焚烧，柴油机才开始正常地运转起来。柴油机的起动方法有三种，①手摇起动，经过手摇设备把柴油机起动起来；②电动起动,使用电动机作为动力，经过传动机构来驱动曲轴旋转，从而使柴油机起动起来，电起动所用的电源为蓄电池，电压一般为24V；③压缩空气起动，把压缩空气导入柴油机气缸中，使用它的压力来推进活塞，使柴油机曲轴旋转，当抵达必定转速时停送空气，而向焚烧室喷入燃油，便可把柴油机起动起来。当选用主动信号控制起动电动机或控制压缩空气阀，并对光滑体系和冷却体系采纳办法后，便可完成机组自起动。 
　　 
　　在高层建筑中宜选用电起动方法，避免选用压缩空气起动方法。一类高层建筑中必定要挑选带自起动设备的柴油发电机组，一旦市网供电中断，有必要在15秒内供电(高规要求30秒)。二类高层建筑中有条件时，也宜选用带自起动设备的机组，有困难时也可选用手动起动设备。 
　　 
　　2.转速 
　　 
　　柴油发电机组按转速分高、中、低三类。高速转速≥1000转/分；中速转速在300～1000转/分；低速转速≤300转/分。在高层建筑中应选用转速1000～1500转/分的高速机组。此种机组具有体积小、分量轻、运转牢靠等长处。 
　　 
　　3.冷却方法 
　　 
　　柴油机在运转中由于柴油的焚烧发生高温，为确保柴油机受热机件及增压器外壳等部分不受高温的影响，并确保各工作面的光滑，就要在受热部分进行冷却。柴油机冷却不良、机件温度过高时，将会引起一些毛病。柴油机机件也不能过度冷却，机件温度太低也会形成不良后果。由此可见，冷却体系的功用是从各受热机件传走部分热量，使机件坚持正常的工作温度。柴油机的冷却方法有水冷和风冷两种。水冷方法即用水冷却气缸，风冷方法即用风冷却气缸。水冷机组中一种为封闭式自循环水冷却机组，它是由散热水箱、水泵柴油机体的水冷腔，再返回到散热水箱，而散热水箱是使用机组上的电扇进行冷却的，另一种为开式循环冷却机组。在高层建筑中，一般状况下应挑选闭式水循环冷却的全体机组，此种机组所占面积和空间较小。 
　　 
　　4.励磁体系 
　　 
　　励磁体系是发电机的首要组成部分。励磁体系调节的首要任务是坚持电压于必定水平、添加运送功率和运送间隔、提高体系的动态稳定性等。励磁设备有很多种，高层建筑中一般挑选无刷型主动励磁设备。选用此种励磁方法的发电机组特点是：当与主动电压调整设备配套运用时，其静电压调整率可确保在±2.5%以内，这种类型机组能适应各种运转方法，易于完成机组主动化或对发电机组的遥控。 


三、机房规划 
　　 
　　1.柴油发电机房的选址 
　　 
　　考虑到柴油发电机组的进风、排风、排烟等状况，假如有条件时机房最好设在首层。可是，高层建筑造价贵重，特别是首层一般用于对外营业，属黄金地带，因此机房一般都设在地下室。由于地下室出入不宜、自然通风条件不良，人机房规划带来一系列不利因素，规划中要留意处理好。机房选址时应留意以下几点： 
　　 
　　①不该设在四周无外墙的房间，为热风管道和排烟管道导出室外创造条件；②尽量避开建筑物的主入口、正立面等部位，避免排烟、排风对其形成影响；③留意噪音对环境的影响；④宜接近建筑物的变电所，这样便于接线，削减电能损耗，也便于运转办理。 
　　 
　　2.通风 
　　 
　　柴油发电机房的通风问题是机房规划中要特别留意处理的问题，特别是机房坐落地下室时更要处理好，否则会直接影响柴油机发电机组的运转。机组的排风一般应设热风管道有组织地进行，不宜让柴油机散热器把热量散在机房内，再由排风机抽出。机房内要有满足的新风弥补。柴油机在运转时，机房的换气量应等于或大于柴油机焚烧所需新风量与坚持机房室温所需新风量之和。坚持室温所需新风量由下式核算： 
　　 
　　C=0.078PT 　 
　　式中：——需要的新风量((m3/s)  
　　P——柴油机额定功率(kW)  
　　T——机房温升(℃)。 
　　
　　坚持柴油机焚烧所需新风量可向机组厂家索取，若无资料时，可按每千瓦制动功率需要0.1m3/min算(柴油机制动功率按发电机主发电功率千瓦数的1.1倍装备)。柴油发电机房的通风一般采纳排风设置热风管道，进风为自然进风的方法。热风管道与柴油机散热器连在一起，其连接处用软接头，热风管道应平直，假如要转弯，转弯半径尽量大而且内部要平滑，出风口尽量接近且正对散热器热风办理直接伸出管外有困难时可设管中导出。进风口与出风口宜别离布置在机组的两头，避免形成气流短路，影响散热效果。机房的出风口、进风口的面积应满意下式要求： 
　　 
　　S1≥1.5SS2≥1.8S 
　　 
　　式中：S——柴油机散热面积； 
　　S1——出风口面积； 
　　S2——进风口面积； 
　　 
　　在冰冷区域应留意进风口、排风口平常对机房温度的影响，避免机房温度过低影响机组的起动。风口与室外的连接处可设风门，平常处于关闭状态，机组运转时能主动开启。 
　　 
　　3.排烟 
　　 
　　排烟体系的作用是将气缸里的废气排放到室外。排烟体系应尽量削减背压，由于废气阻力的添加将会导致柴油机出力的下降及温升的添加。排烟管敷设方法常用的有二种：①水平架空敷设，长处是转弯少、阻力小，缺点是添加室内散热量，使机房温度升高；②地沟内敷设，长处是室内散热量小，缺点是排烟管转弯多，阻力相对较大。高层建筑中常用的是水平架空敷设。排烟管应单独引出，尽量削减弯头。排烟温度在350～550℃，为防止烫坏和削减辐射热，排烟管宜进行保温处理。排烟噪声在机组总噪声中属最强烈的一种，应设消音器以削减噪音。 
　　 
　　4.根底 
　　 
　　根底首要用于支撑柴油发电机组及底座的全部分量，底座坐落根底上，机组装置在底座上，底座上一般都采纳减震办法。 
　　 
　　在高层建筑中一般选用高速柴油发电机组，当机组装置在楼板上即不在最底层时，都注选用重混凝土根底，避免根底过重而添加楼板荷重，规划时需把机组荷栽提供给结构专业。当机组坐落建筑物底层时，应按机组要求设置混凝土根底。底角螺丝可预埋，也可以等机组抵达后在用电钻打孔装置。 
　　 
　　5.机房接地 
　　 
　　柴油发电机房一般使用三种接地：①工作接地：发电机中性点接地；②维护接地：电气设备正常不带电的金属外壳接地；③防静电接地：燃油体系的设备及管道接地。各种接地可与高层建筑的其它接地共用接地设备，即选用联合接地方法。 
　　 
　　6.燃油的存放 
　　 
　　机房内需设置3～8小时的日用油箱，其容积可按下式核算：V=G.ν.A.t 
　　式中：V——日用油箱容积((m3)； 
　　G——柴油机燃油消耗量(kg/h)，由样本查出； 
　　V棗燃油重度(kg/m3)，轻柴油为810～860(kg/m3)； 
　　ν—油箱充溢系数，一般取0.90； 
　　V棗供油时间，一般取3～8小时。 
　　 
　　当机房设在高层建筑内时，日用油箱应设专用房间，用防火墙与柴油发电机隔开。