談民用建筑自備柴油發(fā)電機組的選用

1、談民用建筑自備柴油發(fā)電機組的選用     內(nèi)容提要：柴油發(fā)電機組是民用建筑中常用的應(yīng)急電源，本文結(jié)工程實例，談民用建筑中備用發(fā)電機組的選型及機房設(shè)計中應(yīng)注意的幾個問題。 選用恰當(dāng)?shù)暮髠潆娫磥頋M足緊急情況下消防負(fù)荷及其它重要負(fù)荷的供電要求，是民用建筑電氣設(shè)計中一個不可忽視的問題，目前我們一般采用柴油發(fā)電機組作為應(yīng)急交流電源，那么選用自備柴油發(fā)電機組時應(yīng)注意哪幾方面的問題呢？筆者認(rèn)為應(yīng)注意以下幾點。1 設(shè)置原則民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范JGJT1692 3.1條規(guī)定：民用建筑中的消防水泵、消防電梯、防排煙設(shè)施、火災(zāi)自動報警、自動滅火裝置、火災(zāi)應(yīng)急照明、電動防火門窗

2、、卷簾、閥門等消防用電的負(fù)荷等級，應(yīng)符合國家現(xiàn)行高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范和建筑設(shè)計防火規(guī)范的規(guī)定。根據(jù)高層建筑設(shè)計防火規(guī)范GB50045（2001年版）9.1規(guī)定：一類高層建筑應(yīng)按一級負(fù)荷要求供電，二類高層建筑應(yīng)按二級負(fù)荷要求供電。民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范JGJT1692 3.1條規(guī)定：一級負(fù)荷應(yīng)由兩個電源供電，當(dāng)一個電源發(fā)生故障時，另一個電源應(yīng)不致同時受到損壞；二級負(fù)荷條件允許時，也宜采用二路電源來供電，特別是消防用的二級負(fù)荷，更應(yīng)該按兩個回路要求供電；一級負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷，除上述兩個電源外，還必須增設(shè)應(yīng)急電源。根據(jù)這些規(guī)定，筆總結(jié)了自備柴油發(fā)電機組的設(shè)置原則：（1）當(dāng)民用建筑需按一級負(fù)荷要

3、求供電時，若城市電網(wǎng)能提供二路獨立電源（一用一備或相互備用），則可不設(shè)柴油發(fā)電機組；但當(dāng)一級負(fù)荷中有特別重要的負(fù)荷時，則一般應(yīng)設(shè)柴油發(fā)電機組作為應(yīng)急電源。（2）當(dāng)電網(wǎng)只能提供一路電源時，為滿足對一、二級負(fù)荷的供電要求，一般應(yīng)設(shè)置柴油發(fā)電機組，此時機組將作備用電源及應(yīng)急電源使用。（3）大、中型商業(yè)建筑中為確保市電中斷時不造成較大經(jīng)濟(jì)損失，也宜設(shè)柴油發(fā)電機組。由于城市電網(wǎng)不可能完全獨立，有時一個電源故障或檢修時，另一電源有可能同時故障，因此，即使有兩路或以上電源供電，為確保民用建筑中消防及其他重要設(shè)備（如智能化設(shè)備、通訊設(shè)備等）的可靠供電，一般都設(shè)置柴油發(fā)電機組。2 容量選擇自備發(fā)電機組容量的選擇

4、，目前國家尚無統(tǒng)一的計算公式，因此設(shè)計人員在實際工作中所采用的方法也不相同：有的簡單地電力變壓器容量的10-20確定；有的按消防設(shè)備的容量相加；有的則根投資者的意愿選擇，造成了自備發(fā)電機組容量選擇的不準(zhǔn)確性，若容量選擇太大造成一次投資浪費，選擇太小則在事故時滿足不了使用要求。那么，如何選擇自備發(fā)電機組的容量呢？筆者經(jīng)過查閱資料和參考同行各種經(jīng)驗做法后，歸納出如下幾點：（一）方案或初步設(shè)計階段自備發(fā)電機的容量按供電變壓器總?cè)萘康?0-20計算。（二）施工圖階段（1）按計算負(fù)荷選擇發(fā)電機容量我們知道，建筑物的用電負(fù)荷可分為三類：第一類為保安型負(fù)荷，即保證大樓內(nèi)人身及設(shè)備安全和可靠運行的負(fù)荷，如消防

5、水泵、消防電梯、防排煙設(shè)備、應(yīng)急照明、通訊設(shè)備、重要計算機及相關(guān)設(shè)備等；第二類為保障型負(fù)荷，即保障大樓運行的基本設(shè)備負(fù)荷，主要是工作區(qū)照明、部分電梯、通道照明；第三類為一般負(fù)荷，即除了上述負(fù)荷以外的其它負(fù)荷，例如：空調(diào)、水泵及其他一般照明、動力設(shè)備。計算自備發(fā)電機組的容量時，第一類負(fù)荷必須考慮在內(nèi)，第二類負(fù)荷則根據(jù)大樓功能及電網(wǎng)情況來定，若大樓功能要求較高或城市電網(wǎng)供電不穩(wěn)定，則應(yīng)將第二類負(fù)荷考慮在內(nèi)，但若將第一類、第二類負(fù)荷簡單相加來選擇發(fā)電機容量，則所選容量偏大，因為在消防狀態(tài)時，只需保證消防設(shè)備的運行，第二類負(fù)荷不使用；而在非消防狀態(tài)下電網(wǎng)停電時，消防設(shè)備不使用。所以，筆者認(rèn)為可以選擇兩

6、者中較大者作為發(fā)電機組的容量。設(shè)備容量統(tǒng)計出來后，根據(jù)實際情況選擇需要系數(shù)Kx（一般取0.85-0.95），計算出計算容量Pj=KxP，自備發(fā)電機組的功率按下式計算P=kPj式中： P自備發(fā)電機組的功率kw；Pj負(fù)荷設(shè)備的計算容量kw；P總負(fù)荷kw；發(fā)電機并聯(lián)運行不均勻系數(shù)一般取0.9，單臺取1；k可靠系數(shù)，一般取1.1。（2）按最大的單臺電動機或成組電動機起動的需要，計算發(fā)電機容量P=（P-Pm）+ PmKCcosm（KW）Pm起動容量最大的電動機或成組電動機的容量（kw）；一總負(fù)荷的計算效率，一般取0.85；cosm 電動機的起動功率因數(shù)，一般取0.4；K電動機的起動倍數(shù)；C全壓起動C=l

7、.0，Y起動C=0.67，自耦變壓器起動50抽頭C=0.25，65抽頭C=0.42，80抽頭C=0.64。（3）按起動電動機時母線容許電壓降計算發(fā)電機容量P=PnKCXd（1E-1）（kw）Pn一造成母線壓降最大的電動機或成組起動電動機組的容量（kw）K電動機的起動電流倍數(shù)；Xd發(fā)電機的暫態(tài)電抗，一般取0.25；     近年來，變頻起動裝置在民用建筑中應(yīng)用越來越廣泛，變頻起動與其它起動方式相比，起動電流小而起動力矩大，對電網(wǎng)無沖擊電流，引起的母線電壓降也很小，因此，筆者認(rèn)為，當(dāng)電動機采用變頻調(diào)速起動時，可以只考慮用計算負(fù)荷來計算發(fā)電機的容量，而不用考慮

8、電動機起動的因素。工程實例：筆者設(shè)計的某工程為例，該工程建筑面積10000m2，12層，為二類高層，保安性負(fù)荷主要為消防負(fù)荷，其容量為191kw，最大一臺電動機為噴淋泵37kw，采用自耦降壓80抽頭降壓起動。（1）按計算負(fù)荷計算P=kPj=1.1×1911kw=210.1 kw（2）最大的單臺電動機起動的需要計算P=（P-Pm） +PmKCcosm =（19137）0.85+37×6×0.64×0.4 =238.0 kw（3）按起動電動機時發(fā)電機母線允許電壓降計算P=PnKCXd（1E-1）=37×6×0.64×0.25（1

9、0.20-1）=142.08 kw根據(jù)以上計算，應(yīng)選擇238.0 kw的發(fā)電機組一臺，因此可選一臺250kw機組。3 機組的選擇（一）臺數(shù)的選擇當(dāng)用電動機起動容量來選擇發(fā)電機組的容量時，發(fā)電機臺數(shù)不能多，因為臺數(shù)增加，單機容量小，有可能滿足不了電動機的起動要求。一般當(dāng)容量不超過800kw時，選用單機為好，當(dāng)容量在800kw以上時，宜選擇兩臺，且兩臺機組的各種物理參數(shù)應(yīng)相同，便于機組并車運行。（二）其它功能的選擇民用建筑備用應(yīng)急發(fā)電機組宜選用高速柴油發(fā)電機組和無刷型自動勵磁裝置。選用的機組應(yīng)裝快速自動起動及電源自動切換裝置，并應(yīng)具有連續(xù)三次自起動的功能。不宜采用壓縮空氣起動，一般采用24V蓄電池

10、組作為起動電源。4 柴油發(fā)電機房的平面布置、通風(fēng)、排煙及噪聲處理（一）機房的平面布置選擇機房的平面位置時，應(yīng)盡可能與變配電室相鄰，因為這樣便于接線，減少材料、電能的損耗，同時也便管理。如果條件允許，機房最好設(shè)于首層，這樣便于通風(fēng)，散熱，排煙，但在高層建筑和大中型商業(yè)建筑中，首層通常作為商業(yè)用房，業(yè)主一般不會同意此方案，而往往把機房設(shè)于地下室，此時，在選擇機房位置方面應(yīng)注意以下幾點：（1）機房要有一面靠外墻，這樣設(shè)備通風(fēng)、排煙比較容易處理。（2）應(yīng)注意機組的吊裝，搬運和檢修方便。一般利用停車庫出入通道作為搬運通道，但若通道太小，應(yīng)考慮吊裝孔的位置。（3）應(yīng)避開潮濕之處，不要設(shè)在廁所，浴室，水池等經(jīng)常積水場所的下面或隔壁，避免因廁所檢修或樓板滲水影響機組的運行。（二）機組的通風(fēng)散熱柴油機，發(fā)電機及排煙管在運行時均散發(fā)熱量，使機房溫度升高，溫度升高到一定程度將會影響發(fā)電機的出力，因此，必須采取措施來保證機組的冷卻。在有足夠的進(jìn)風(fēng)，排風(fēng)通道的情況下，一般采用閉式水循環(huán)及風(fēng)冷的整體式機組，否則可將排風(fēng)機，散熱管與機組主體分開，單獨放在室外，用水管將室外散熱管與柴油主機連接。（三）排煙在設(shè)計排煙管系統(tǒng)時，應(yīng)注意如下幾點：（1）使排煙系統(tǒng)盡量減少背壓，因為廢氣阻力的增加將導(dǎo)致柴油機出力的下降及溫升的增加。因此排煙管設(shè)計得越短越直越好