柴油發(fā)電機房的暖通設計措施探討

1、    柴油發(fā)電機房的暖通設計措施探討    張寶天摘 要：通過分析柴油發(fā)電機組散熱量組成，結合風量計算公式，探討柴油發(fā)電機房的通風措施；結合環(huán)境、消防等要求，探討柴油發(fā)電機房的布置和降噪、采暖措施。關鍵詞：柴油發(fā)電機 發(fā)電效率 冷卻排風電力供應是現(xiàn)代化社會生產(chǎn)和工業(yè)發(fā)展的動力先驅，針對經(jīng)濟快速發(fā)展和電力緊缺之間的矛盾，柴油發(fā)電機組以其方便、靈活、可靠性高的特點而被廣泛應用。在大型建筑中往往均配備柴油發(fā)電機組作為備用電源。為保證機組的穩(wěn)定運行，減少其環(huán)境污染，在柴油發(fā)電機房（簡稱機房）暖通設計過程中應采取針對性的技術措施。柴油發(fā)電機組簡介柴油發(fā)電機組是一

2、種內(nèi)燃發(fā)電機組，通過壓燃式內(nèi)燃機使柴油燃燒的熱能轉變?yōu)闄C械功，并帶動發(fā)電機發(fā)電，由柴油機、發(fā)電機和控制系統(tǒng)組成。機組運行過程除產(chǎn)生機械功外，其自身冷卻系統(tǒng)有風冷和水冷之分，風冷機組在發(fā)電機機頭裝有氣-水換熱器和排氣扇，是本文探討的型式。由于燃燒時柴油與空氣無法均勻混合，運行時還會產(chǎn)生一定量的有害氣體。此外機組運行時還會產(chǎn)生噪聲、振動、電磁干擾等排放物。機房的溫度對發(fā)電機的效率有很大影響，有關資料提出，室溫40以上時，每上升11，發(fā)電機的功率下降2%。機組運行時，室內(nèi)溫度和相對濕度應符合機組樣本及有關電氣規(guī)范的要求，一般夏季溫度應不大于35，相對濕度應不大于75%。柴油發(fā)電機房的布置柴油發(fā)電機房

3、一般宜布置在建筑首層，但常因首層售價較高，實施中常很難與業(yè)主共同劃出合適的空間，此外，機組運行時產(chǎn)生的噪音、空氣污染等也增加了在首層布置時困難。根據(jù)相關規(guī)范規(guī)定也可布置在地下室內(nèi)。機房位置應貼鄰建筑外墻以便于布置風井，靠近變電所以便于配電接線，并且盡量不靠近給排水設施較多的房間，更不應布置在用水房間的下方。機房可由柴油發(fā)電機室、儲油間、進風豎井、排風豎井、煙囪豎井、油路系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等組成。柴油發(fā)電機房的通風根據(jù)有關資料介紹，柴油發(fā)電機組的發(fā)電效率約為30%46%，其余轉化為熱量。柴油發(fā)電機組的散熱量如圖一所示：圖中q1為柴油機的排煙熱量，q2為機組的冷卻系統(tǒng)散熱量，q3為機身以輻射和對流形式

4、放散到室內(nèi)的熱量。各部分熱量均應結合柴油發(fā)電機組樣本提供的參數(shù)進行計算，或參考有關公式。據(jù)相關資料介紹，以12001800kw的大型發(fā)電機組為例，以總燃油熱計，q1約占機組30%35%，q2約占20%25%，q3約占6%8%。不同廠家、不同功率級別的機組之間差別較大。按通風的作用，柴油發(fā)電機房的送風主要分為：補充機組燃燒所需空氣量l1、提供機組冷卻系統(tǒng)所需空氣量l2、消除機組散入室內(nèi)的熱量所需空氣量l3、消除機房內(nèi)的有害物所需空氣量l4、補充儲油間排除污濁空氣的通風量l5等。各部分空氣量如圖二所示：送風量可按如下方式計算：l1應根據(jù)廠家樣本取值，資料不足的情況下可按7m3/（kw h），或1k

5、g/h燃油按20m3/kg計算燃燒空氣量；l2與機組散熱器特性參數(shù)有關，一般均應根據(jù)柴發(fā)廠家樣本取值；式中 l3為消除室內(nèi)機組散熱所需空氣量（m3/h）；q3為機組散熱量（kw）；cp為空氣比熱容1.01kj/（kg ）；為空氣密度1.2kg/m3；tn為室內(nèi)設計空氣溫度（）；tw為室外通風計算溫度（）；式中 g為室內(nèi)有害物散發(fā)量（mg/h）；n為柴油機額定功率（kw）；k1為氣缸系數(shù)mg/（kw h）；k2為油箱系數(shù)mg/（kw h）；l4為消除機房內(nèi)有害物所需送風量（m3/h）；cy為機房內(nèi)有害物最大允許濃度（mg/m3）；cj為大氣中有害物濃度（mg/m3）。根據(jù)相關資料，當機房內(nèi)排煙管

6、架空敷設時，l4常按1420m3/（kw h）簡算。儲油間通風量l5可按換氣次數(shù)不小于5次/h計算。柴油發(fā)電機房的總送風量、排風量分析：空氣進入機房后，一部分進入柴油發(fā)電機進氣口作為燃燒空氣參與柴油機運行后變?yōu)楦邷責煔饨?jīng)排煙管排出，一部分經(jīng)柴油發(fā)電機散熱器換熱后由機頭排氣扇排入專用風井，其余補充室內(nèi)其他局部排風（儲油間排風、室內(nèi)余熱排風、室內(nèi)污染物排風）。送風量中，l1經(jīng)柴油發(fā)電機利用后，經(jīng)排煙管排至室外高處；l2經(jīng)專用排風井排至室外；l3、l4、l5經(jīng)排風機排至室外。需要注意的時，l2直接排入室內(nèi)會因其熱量大、溫度高使得l3不得不增大數(shù)倍，室內(nèi)溫度難以控制，排風系統(tǒng)難以實施，因此應將l2引入

7、專用風井內(nèi)。當l3、l4兩者均小于冷卻排風量l2時，l3、l4吸收室內(nèi)余熱后會由l2經(jīng)散熱器繼續(xù)換熱并由機頭風扇排入專用冷卻風井，而不必再設排風機排出，這時l2包含了消除室內(nèi)余熱的功能。為使機房內(nèi)處于負壓狀態(tài)，當采用風機排風時，l3、l4、l5的排風量均取送風量的1.051.1倍。由于室內(nèi)負壓，可采用自然進風、機械排風的方式，并設送風井、冷卻排風井、排煙氣井、平時排風井。但在機組風機的風壓限制下，風井風速、百葉風速宜降低并由計算確定，有的資料取百葉面風速1m/s，風井風速2m/s。柴油發(fā)電機房的降噪、采暖柴發(fā)機房應充分考慮降噪措施，在機房布置時，不宜將其布置在主立面或面向人員活動密集區(qū)的位置。

8、降噪措施主要包括選擇噪音小的環(huán)保機組；建筑吸聲、隔聲；通風消聲；燃燒廢氣消聲；機組隔振等。機房內(nèi)噪聲主要為中、高頻噪聲，故可在進、排風井內(nèi)貼吸聲玻璃棉，在風管上設置阻抗復合式消聲器。值得注意的是，由于機組機頭排氣扇風壓較小，在一些條件有限的噪聲改造項目中，應根據(jù)設備參數(shù)確定是否需在冷卻通風豎井外加設接力風機。北方冬季機房內(nèi)應有值班采暖。根據(jù)防火要求，目前柴油發(fā)電機房內(nèi)有時設有自動噴水滅火系統(tǒng)，且常為濕式系統(tǒng)，此時更應采取必要的采暖措施保證消防設施安全。在機房的進風、排風系統(tǒng)上，宜設置不運行時自動關閉的電動閥門，以避免冷風損失。有人停留的控制室等宜單獨設置，以便于獨立控制室內(nèi)空氣參數(shù)。參考文獻：1馬最良，姚楊，民用建筑空調(diào)設計（第二版），化學工業(yè)出版社，20102項硼中，梁慶慶，張偉偉，大型柴油發(fā)電機房通風問題探討，暖通空調(diào)，2013，43（4）：41-43endprint科學與財富2017