柴油发电机组的选择与机房设计

1、柴油发电机组的选择与机房设计（以高层建筑 / 企事业 / 船舶为例）一、设置原则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，特别是属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，高层建筑对供电的可靠性要求较高，都要求两个电源供电。因此，考虑设置柴油发电机组的原则如下：对电网能够提供二个独立电源的高层建筑，按规范已经满足了一、二级负荷的要求，原则上可不设柴油发电机组。但是，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，应考虑一电源系统检修或故障时，另一电源系统又发生故障的严重情况，此时一般应设柴油发电机组做应急电源。对于当地电网

2、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使用，不仅仅是应急用。按照我国旅游饭店星极标准，四星级及五星级宾馆应设自备发电系统。以上是设置柴油发电机组的基本原则。值得一提的是，在国内外一些高层建筑中，即使市网供电相当可靠，可以满足规范要求，但也都设置了自备应急发电机组，以便当市网万一中断供电，一方面能保证停电期间消防用电的需要，同时也能使大厦的基本秩序得以维持。二、柴油发电机组容量的选择（船舶电站容量的选择 ）发电机组采购指南容量选定一个单位在购置发电机组时，对发电机组的容量选定必须做出科学 . 合理选择，既不要贪

3、图节省，选用了容量不足的机组，以致系统无法正常工作，也应该避免盲目投资，买来容量过大的机组，造成资源浪费 . 通常发电机组容量选定可遵循以下二条法则：（一） .统计估算法1. 充分统计本单位各用电设备的功率总和 P1：包括生产设备 . 公共设施（如电梯等） . 办公设备 . 消防设施 . 生活设施等 ;2. 估算今后一段时间（如 3 年）内，可能会增加的各类设施的容量 P2；3. 分析已经存在与准备增加的设施中，超过 7KW的大功率用电器的情况，评估该类设施的起动功率 P3，此为机组容量确定之难点本站对此提供免费咨询服务；4. 最后确定发电机容量： P= P1+P2+P3。（二） .参照确定法

4、：该法则适合于已经装备了变压器的单位，通常变压器的容量选定时，已考虑了统计法中所列的诸多因素，因此，选用的发电机组容量既可为变压器容量。另外，值得提醒的是，发电机组的功率档次中，可能会没有恰好为你所需要的功率标准的一款， 此时应遵循“宁多勿少”的原则，选择与你所需要的标准最接近的上一档次机组。（三）发电机组采购指南并机方案的优点和缺点在设计公司发电机组项目的时候，尤其是在功率在 500KW以上容量的用户选择发电机组方案时，往往需要考虑是需要使用单台机组还是使用并机方案，在此我们谈谈并机方案的优缺点。（一）、并机的优点：由于 500KW功率段以上的柴油机在设计和制造上难度的提高，因此此功率段以上

5、的柴油发动机惟有具备了一定的技术实力和制造工艺的工厂才有可能涉及，世界上能够生产出高质量高性能的此类柴油发动机的公司很少， 500KW功率段以上的柴油机价格也较 500KW以下发动机贵不少 ，所以很多柴油发电机组主机生产商在大功率段上往往选择并机方案，比如800KW机组选择使用 2台 400KW机组并机，这样设备成本相对更低一些， 成本低是并机方案的第一个优点。2 台或多台柴油发电机组并机这个方案弹性更强 ，因为当所需要发电机供电时某些时段负荷要求低，此时可以选择停掉部分机组，这就减少了燃油消耗并且能够让发电机组得到一定时间的轮休，这种情况在需要日夜班轮换上班时比较常见，有的工厂白天需要带更多

6、的负荷而夜间只需要部分生产线开工，这样夜间就可以少开 1 台至数台机组，因此说，并机方案弹性更强。当并机用户在机组出现故障时，能够保持部分供电能力 ，多机并联时，多机同时出现故障的情况比较少见，当出现故障时，仍旧能够保持一台或多台机组供电，故障机组在维修时不至于全部生产线停工，这是优点之三。二、并机的缺点：优点和缺点总是并立存在的， 多台发电机组并联同时也带来了故障点的成倍增长，因为每台柴油发电机组的容易发生故障的地方也就是故障点是固定的，当使用中的机组增长时，故障点也同时增长了， 这为维护维修造成了更大的压力和使用成本的增长，这是并机的主要缺点。在设计采用何种方案时， 应该综合考虑各种情况后

7、决定是采用单机呢还是并机，这是很重要的一个方面。 本站观点： 柴油发电机组单机如果超过 2000KW，那么一定是需要采用并机方案了，在 1200KW以内，还是尽量以采用单机为好。三、机组型式选择1. 起动方式柴油机在起动时，必须依靠外力驱动曲轴旋转，当达到一定转速时，气缸内的空气被压缩到一定的压力和温度，使喷进气缸的燃油开始燃烧，柴油机才开始正常地运转起来。柴油机的起动方式有三种，手摇起动，通过手摇装置把柴油机起动起来；电动起动：利用电动机作为动力，通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；压缩空气起动， 把压缩空气导入柴油机气缸中，利用

8、它的压力来推动活塞，使柴油机曲轴旋转，当达到一定转速时停送空气，而向燃烧室喷入燃油，便可把柴油机起动起来。当采用自动信号控制起动电动机或控制压缩空气阀，并对润滑系统和冷却系统采取措施后，便可实现机组自起动。在高层建筑中宜采用电起动方式，避免采用压缩空气起动方式。一类高层建筑中一定要选择带自起动装置的柴油发电机组，一旦市网供电中断，必须在15 秒内供电 ( 高规要求 30 秒) 。二类高层建筑中有条件时，也宜采用带自起动装置的机组，有困难时也可采用手动起动装置。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

9、转/ 分。在高层建筑中应选用转速 10001500 转/ 分的高速机组。此种机组具有体积小、重量轻、运行可靠等优点。3. 冷却方式柴油机在运行中由于柴油的燃烧产生高温， 为保证柴油机受热机件及增压器外壳等部分不受高温的影响，并保证各工作面的润滑，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，将会引起一些故障。柴油机机件也不能过度冷却，机件温度太低也会造成不良后果。由此可见，冷却系统的功用是从各受热机件传走部分热量，使机件保持正常的工作温度。柴油机的冷却方式有水冷和风冷两种。水冷方式即用水冷却气缸，风冷方式即用风冷却气缸。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

10、油机体的水冷腔，再返回到散热水箱，而散热水箱是利用机组上的风扇进行冷却的，另一种为开式循环冷却机组。在高层建筑中，一般情况下应选择闭式水循环冷却的整体机组，此种机组所占面积和空间较小。4. 励磁系统励磁系统是发电机的主要组成部分。 励磁系统调节的主要任务是维持电压于一定水平、增加输送功率和输送距离、提高系统的动态稳定性等。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。采用此种励磁方式的发电机组特点是：当与自动电压调整装置配套使用时，其静电压调整率可保证在 2.5% 以内，这种类型机组能适应各种运行方式，易于实现机组自动化或对发电机组的遥控。四、发电机组采购指南 国产机，国产原装机组，

11、纯进口机解释* 国产机为发电机组两大部件柴油机和发电机都选用国产件组装的发电机组。* 国产原装机组一般指发电机组第一部件柴油机使用进口件的发电机组，其它部件是哪儿生产则说不定了。* 纯进口机组在国外采购部件并在国外组装测试，所以其部件更加高档稳定规范，测试更加严谨。* 一般说来，国产机组具备价格上的优势，但是这种价格优势只体现在初次投入上，虽然初次购买价格教低，但是国产机耗油量大而导致运行费用高提高了使用成本，再加上后继维修率高而导致维修费用较高，这就是有经验的用户往往在 200 千瓦功率段以上就不再采购国产机组的原因之一。* 由于大功率发动机均为国外大厂生产，所以在800 千瓦以上，国内厂家

12、生产的大功率机组跟纯进口的品牌机组在价格上差异不大，但是国际大公司生产的机组在元器件的选择上更加舍得下血本，又由于其单次采购的原材料多而成本更低，所以纯进口机组在大功率段的竞争力更大。* 由此可见，市场的层次基本是清晰的， 小功率机组面向中小企业，购买力有限所以采购多向国产机靠拢，中等功率段机组的市场基本控制在国内主要的采用进口发动机的企业手里，国际性大公司除在中等功率段占一定市场份额外，大功率机组是其主攻方向。* 应该提出的一点是：虽然我们国内的企业在售后服务方面越来越做得好了，但是国际性大公司在这方面的认真态度还是值得更多地学习和借鉴的。五、机房设计1. 柴油发电机房的选址考虑到柴油发电机

13、组的进风、排风、排烟等情况，如果有条件时机房最好设在首层。但是，高层建筑造价昂贵， 特别是首层通常用于对外营业， 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，人机房设计带来一系列不利因素， 设计中要注意处理好。 机房选址时应注意以下几点： 不应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；尽量避开建筑物的主入口、 正立面等部位，以免排烟、排风对其造成影响；注意噪音对环境的影响； 宜靠近建筑物的变电所，这样便于接线，减少电能损耗，也便于运行管理。2. 通风柴油发电机房的通风问题是机房设计中要特别注意解决的问题，特别是机房位于地下室时更要处理好，

14、否则会直接影响柴油机发电机组的运行。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。机房内要有足够的新风补充。柴油机在运行时， 机房的换气量应等于或大于柴油机燃烧所需新风量与维持机房室温所需新风量之和。维持室温所需新风量由下式计算：C= 0.078P T式中：C 需要的新风量 (m3/s)P柴油机额定功率(kW)T机房温升( C)。维持柴油机燃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 倍配备 ) 。柴油发电机房的通风一般采取排风设置热风管道， 进风为自

15、然进风的方式。 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，如果要转弯，转弯半径尽量大而且内部要平滑， 出风口尽量靠近且正对散热器热风管理直接伸出管外有困难时可设管中导出。 进风口与出风口宜分别布置在机组的两端，以免形成气流短路，影响散热效果。机房的出风口、进风口的面积应满足下式要求：S1 1.5S S2 1.8S式中：S 柴油机散热面积；S1出风口面积；S2进风口面积；在寒冷地区应注意进风口、 排风口平时对机房温度的影响， 以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，平时处于关闭状态，机组运行时能自动开启。3. 排烟排烟系统的作用是将气缸里的废气排放到

16、室外。排烟系统应尽量减少背压，因为废气阻力的增加将会导致柴油机出力的下降及温升的增加。 排烟管敷设方式常用的有二种： 水平架空敷设，优点是转弯少、阻力小，缺点是增加室内散热量，使机房温度升高；地沟内敷设，优点是室内散热量小，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，尽量减少弯头。排烟温度在3505500C，为防止烫伤和减少辐射热，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，应设消音器以减少噪音。4. 基础基础主要用于支撑柴油发电机组及底座的全部重量，底座位于基础上，机组安装在底座上，底座上一般都采取减震措施。在高层建筑中一般采用高速柴油发电机组，当机组安装在楼板上即不在最底层时，都注采用重混凝土基础， 以免基础过重而增加楼板荷重，设计时需把机组荷栽提供给结构专业。当机组位于建筑物底层时， 应按机组要求设置混凝土基础。底角螺丝可预埋， 也可以等机组到达后在用电钻打孔安装。5. 机房接地柴油发电机房一般应用三种接地：工作接地：发电机中性点接地