浅谈高层建筑内柴油发电机房的设计探讨.pdf

传播经纬 Propagation Web 096电子制作 【文章摘要】 随着我国高层建筑的兴起， 建筑 用电的正常和安全已成为现代人工 作和生活的重要保证， 但在高层建筑 中， 经常出现有电故障而不能及时提 供应急供电， 从而造成经济上不必要 的损失。 因此柴油发电机作为高层建 筑的第二电源就成为必然选择。 文章 主要介绍了高层建筑应急柴油发电 机容量选择、 机房防火设计及机房通 风的深化设计等问题进行分析， 旨在 不断加强柴油发电机房的设计， 保证 工程的质量。 【关键词】 高层建筑； 柴油发电机房； 深化设计； 防火通风 0 引言 随着我国建筑事业的发展， 建筑物高 度不断增加， 所使用设施的功能日趋完善 和复杂。 为了保障建筑物内人员安全和建 筑物及设施的完好， 也为了将事故率降至 最低， 国家对建筑物内的供电系统提出更 高、 更严的设计要求。 尤其针对高层建筑 物， 其用电可靠性一定要保障， 要求双路 电源为一级用电负荷供电， 同时要求此类 负荷中特别重要的负荷必须配置自备应 急电源。 现高层建筑的自备应急电源一般 以柴油发电机为主。 1 设置原则 在高层建筑供电设计中， 首先必须明 确在哪些情况下应配备柴油发电机组， 先 从高层建筑的负荷等级谈起 ： 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， 按照 高层民用建筑设 计防火规范 相关规定， 一类高层建筑应 按一级负荷要求供电， 二类高层建筑应按 二级负荷要求供电。 一级负荷应由双重电源供电， 当一 电源发生故障时， 另一电源不应同时受到 损坏。 二级负荷的供电系统， 宜由两个回 路供电， 在负荷较小或地区供电条件困难 时， 二级负荷可由一回 6kV 及以上专用的 架空线路供电。 一级负荷中特别重要的负 荷供电， 除应有双重电源供电外， 尚应增 设应急电源。 市政条件相对落后的地区， 专用架空线路供电困难时， 考虑设置应急 电源。 应急电源应根据允许中断供电的时 间选择。 柴油发电机组的设置原则如下 ： 一级负荷具有特别重要的负荷 ； 用电负荷 为一级负荷， 但从市电取得第二电源有困 难或技术经济不合理时 ； 电力系统中第二 电源不能满足一级负荷、 消防负荷的要求； 在取得电力局同意的情况下， 对于远离电 浅谈高层建筑内 柴油发电机房的设计探讨 刘 芬 浙江省省直建筑设计院 浙江 310007 力系统的偏远地区， 可以用自备电源作为 主电源 ； 大、 中型商业大厦等公共建筑， 当 市电中断时， 将会造成经济效益的巨大损 失 ； 地下室工程的级别要求要达到需要设 置柴油发电机的标准。 应急电源选用柴油 发电机便成为高层建筑的必然选择。 2 超高层建筑应急柴油发电机房间的 深化设计 高层建筑一般为一个地方区域内具 有一定代表性的建筑物 , 往往位置的选择 已由建筑专业设计 , 而机电专业做配合 , 既要满足相关规范、 标准的要求以及业主 要求 , 又要满足当地质量、 安全、 消防、 环 保等主管部门的要求。 这就需要根据提供 的位置对应急柴油发电机房间做深化设 计。 应急柴油发电机房间深化设计在柴油 发电机组、 控制箱 （柜） 、 油箱、 起动和控制 用蓄电池组、 应急配电柜 , 进风消声器、 排 风消声器、 排烟管道及排烟消声器、 机房 内排烟、 排风管道等按实际产品尺寸深化 布置后 , 再进行详细的房间布置设计。 3 柴油发电机容量的选型 3.1 方案或初步设计阶段 : 高层建筑柴油发电机的容量按供电 变压器总容量的 10%20% 估算。 3.2 施工图设计阶段 在施工图设计阶段可根据一级负荷、 消防负荷以及某些重要的二级负荷容量， 先确定检修或停电时启动所需要的最大 负荷 （如 ： 备用照明、 生活水泵、 客梯、 重要 的计算机系统电源等等） ， 再与消防时需 要启动的最大负荷相比较， 取其中较大的 数据作为高层建筑柴油发电机的选择标 准， 具体计算如下 ： （1） 按稳定负荷数值计算发电机容 量， 即柴油发电机工作时所需的负荷的总 和， 其计算公式为 ： Pj1=KPn Pj1 ： 发电机组稳定运行的有功功率， 单位为 kW ； K ： 可靠系数， 范围 1.2-1.3 ； Pn ： 并联机组不均匀系数 ； 一般取 0.8， 单台机组时取 1。 （2） 按电动机中最大功率的机器为 启动条件计算发电机的容量， 计算公式如 下 ： Pj2=KP1+P。 Pj2 ： 按最大功率电动机启动， 其发电 机组所需的有功功率， 单位为 kW ； K ： 发电机组供电负荷中最大的电动 机的最小启动倍数 ； P1 ： 最大电动机额定功率， 单位为 kW ； P ： 在最大发电动机启动之前， 发电机 已带的负荷， 单位为 kW。 当以上 Pj1、Pj2 计算完成后， 比较两 者的大小， 取其中数值较大者作为柴油发 电机容量的选择标准。 一般工程最大单台 电动机容量与发电机额定容量之比不宜 大于 25%。 综上所述， 在数量相对较多的工程 中， 柴油发电机功率由单台电动机的最大 功率决定， 在保证重要负荷平稳运行的前 提下， 如何将高层建筑中柴油发电机最大 限度的减小， 是设计人员必须考虑的重要 因素。 4 柴油发电机冷却方式的选择 柴油发电机冷却方式根据柴油机的 功率来定， 一般有两种冷却方式， 即风冷 和水冷， 由于水的散热性能高于空气， 大 中型发电机组一般都采用水冷却方式， 水 冷却方式需较大建筑场地， 当受建筑场地 限制时， 优先选用风冷。 5 柴油发电机房消防要求 采用洁净气体灭火系统。高层民用 建筑设计防火规范 柴油发电机房布置在 高层建筑和裙楼内时， 应设置火灾自动报 警系统和除卤代烷 1211、1301 以外的自 动灭火系统。 从这条规范可以看出， 对于 高层建筑室内柴油发电机房的消防技术， 法规并不限制在一定要以水为介质的自 动灭火系统， 亦可以采用气体消防系统。 柴油发电机房燃料供给管道应满足下列 规定 ： (1) 应在进入建筑物前和设备间内 设置自动和手动切断阀 ； (2) 储油间的油 箱应密闭， 且应设置通向室外的通气管， 通气管应设置带阻火阀的呼吸阀。 油箱的 下部应设置纺织油品流散的设施。(3) 燃 料供给管道的敷设应符合现行国家标准 城镇燃气设计规范GB50028 的规定。 6 柴油发电机房通风设计以及排烟设 计 6.1 机房通风设计 高层建筑柴油发电机房的通风问题 是机房设计中特别关键并且需要解决的 问题， 如果机房位于地下室更要处理好， 否则直接影响高层建筑柴油机发电机组 的运行。 机组的排风一般应设置热风管 道， 并且要有组织地进行， 不要将柴油机 散热器设置成将热量散在机房内之后再 由排风机抽出， 最好直接排除室外。 机房 内需要有足够的新风来补充原有的不足。 柴油机在运行时， 柴油机燃烧所需新风量 与维持机房室温所需新风量之和应该小 于或者等于机房的总换气量。 柴油发电机房的通风、 排风设备一 般采用热风管道， 进风方式为自然进风。 柴油机的散热片与热风管道连接在一起， 用软接头将二者连接， 热风散热管道应该 保持平直， 如果走向需要转弯， 其转弯半 径一定要大并且内部保持平滑， 出风口要 尽量靠近并且正对散热器的热风管道， 如 果直接伸出管道外存在困难则可设管道 将其导出。 机组两端要布置出风口与进风 传播经纬 Propagation Web 097 电子制作 【文章摘要】 随着经济的快速发展和城市化进 程的加快， 城市配网建设成为了民众 普遍关心的问题。10kV 配电网是电 力系统的重要组成部分 , 其负担着向 城乡供电的重要职能， 城市人口密集， 用电负荷高， 一旦电网出现问题， 将会 对经济发展和人民生活、 生命财产带 来相应的损失。 因此， 其可靠性的高低 决定着供电企业的供电能力。 因此， 分 析影响 10kV 配电网可靠性的各种因 素， 研究提高 10kV 配电网供电可靠性 的各种措施， 就具有重大的实际意义。 【关键词】 城市配网 ； 故障类型 ； 供电可靠性 1 影响 10KV 配电网供电可靠性的因 素分析 影响供电可靠性的因素可分为故障 停电和非故障停电两大类。 1.1 配电网结构因素 （1） 由于配电线路经过的地理条件复 杂， 如果电网结构达不到安全标准， 在系 统内有严重故障产生时， 不能及时切除， 系统的稳定性就得不到保障。 （2） 配电线路在运行中经常发生跳闸 事故， 严重影响配电网供电可靠性。 配电 网线路主要有电缆线路、 架空线路以及电 缆与架空线混合的线路， 架空线路具有线 长、 点多、 接线方式复杂等特点， 由于长期 在露天环境下运行， 受风吹日晒、 雨雪的 影响， 线路裸露老化， 刮大风时， 容易引起 搭挂物短路， 造成线路跳闸。 （3）10kV 配电线路供电方式以放射 形居多， 而放射形供电方式的线路不具备 负荷专供的能力。 （4） 配电线路受地理条件复杂的限 制， 通讯通道尚有大部分无线网络， 因无 线通道的不稳定性， 无线通道不具备远方 浅谈影响 10KV 配电网供电 可靠性的因素及改进措施 关海亮 王世玲 中卫供电公司电力调度控制中心 宁夏中卫 755000 操作条件， 事故情况下不能迅速隔离故 障， 恢复正常用户的供电。 1.2 人为造成的外力破坏 人为造成的外力破坏是影响 10kV 配 电网供电可靠性的一个重要因素 , 常见的 主要有 ： 电缆线路因人员施工将电缆挖 伤、 挖断 ； 车辆碰撞架空线路路杆或电线， 引发线杆倒塌或电线断裂 ； 线路附近砍伐 树木， 造成倾倒的树木触碰电线， 引起的 线路故障跳闸等。 1.3 10kV 配电线路接地故障频发， 也 是影响供电可靠性的一个重要因素。 2 提高 10KV 配电网供电可靠性的措施 2.1 采用双电源供电结构 提高供电可靠性的一个主要措施就 是， 采用双电源供电结构。 针对 10kV 配电 线路供电方式多为放射形这一特点， 加强 对 l0kV 配电网的规划和改造工作， 优化组 合配电网的设备资源， 将供电线路改造成 “手拉手” 供电方式， 实现双电源供电模式， 以实现线路之间负荷互代， 减少停电时间 和范围。 最终使 10kV 配电网的供电可靠 性和运行经济指标从根本上得到提高。 2.2 做好停电的计划性管理 结合线路改造、 周期性检修、 缺陷处 理等有计划地安排生产工作， 制定月度、 周停电计划。 停电计划要综合考虑线路的 配合停电， 特别是加强与公司主要生产单 位及用户业扩接电的停电配合， 避免重复 停电 ； 加强对临时停电的管理， 严格控制 临检计划， 减少不必要的停电。 2.3 提高人员的业务技能 调控人员的业务水平直接影响着事 故情况下对正常负荷的供电时间。 所以， 加强人员的业务技能培训， 通过事故预 想、 反事故演习、 编写事故处理预案等形 式来锻炼调控人员的事故处理能力， 这样 一来， 常见故障的处理步骤对于每一位调 控人员都将熟烂于心中， 当事故发生的时 候， 可以迅速的处理， 减少对用户的停电 时间， 从而提高供电的可靠性。 2.4 做好停电前的各项准备工作。 对于计划停电的线路， 要提前组织人 员进行现场勘察， 充分考虑到地形、 交通、 气候及政策处理等可能影响施工时间的 各种因素， 优化施工方案。 事先准备好施 工用的所有安全工器具、 施工工器具及施 工材料， 不能发生在停电时安全工器具不 齐全、 施工工器具不配套或施工材料短缺 现象， 造成延期对用户供电。 2.5 杜绝外力破坏 线路外力破坏故障占故障总数的比 例相对较大。 因此， 要保证线路安全运行， 首先要控制外力事故。 对影响交通的电杆 尽快移设， 防止被车撞断 ； 加强社会舆论 监督和宣传教育， 减少撞杆事件 ； 对基建 临时施工单位 （市政工程等） ， 应讲明电缆 通道所在位置， 签定防护协议， 必要地段 设专人监护施工。 3 小结 由于城市配网与人民群众的生活、 工 作有着极为密切的联系， 所以广大用户对 电力