一、設置原則

在高層建筑供電設計中，首先必須明顯什么情況下應設置柴油發(fā)電機組，我們先從高層建筑的負荷等級談起：樹(shù)上鳥(niǎo)教育電氣設計師在線(xiàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò )課程！

①高層建筑中的消防水泵、防排煙設施、消防電梯、應急照明等消防用電，按照《高層民用建筑設計防火規范》(gb50045-95)9.1.1條規定，一類(lèi)高層建筑應安一級負荷要求供電，二類(lèi)高層建筑應按二級負荷要求供電。

②按《民用建筑電氣設計規范》(jgj/t16-92)3.1條規定，高層建筑中許多部位的負荷為一級負荷，如一、二級旅館的宴會(huì )廳、娛樂(lè )廳、**客房、廚房，重要辦公建筑的客梯電力、主要辦公室、會(huì )議室照明，大型百貨商店的營(yíng)業(yè)廳照明。

還有一些部位的負荷為二級負荷，如百貨商店的自動(dòng)扶梯、客梯電力，部、省級辦公建筑的主要辦公室、會(huì )議室照明等。一級負荷中還含有特別重要負荷，如重要的交通樞紐、通訊樞紐以及經(jīng)常用于重要**活動(dòng)的大量人員集中的公共場(chǎng)所等的一級負荷。

一級負荷應由兩個(gè)電源共電。二級負荷當條件允許時(shí)也宜由兩個(gè)回路供電，特別是屬于消防用電的二級負荷，應按二級負荷的兩個(gè)回路要求供電。由此可見(jiàn)，高層建筑對供電的可靠性要求較高，都要求兩個(gè)電源供電。

因此，考慮設置柴油發(fā)電機組的原則如下：

①對電網(wǎng)能夠提供二個(gè)獨立電源的高層建筑，按規范已經(jīng)滿(mǎn)足了一、二級負荷的要求，原則上可不設柴油發(fā)電機組。但是，對于特別重要的高層建筑(如**層建筑)，其內部含有特別重要負荷，應考慮一電源系統檢修或故障時(shí)，另一電源系統又發(fā)生故障的嚴重情況，此時(shí)一般應設柴油發(fā)電機組做應急電源。

②對于當地電網(wǎng)只能提供一路電源、或取得第二電源有困難或不經(jīng)濟合理的高層建筑，應設柴油發(fā)電機組提供第二電源。此時(shí)，柴油發(fā)電機組是作為備用電源使用，不僅僅是應急用。

③按照我國旅游飯店星極標準，四**及五**賓館應設自備發(fā)電系統。以上是設置柴油發(fā)電機組的基本原則。值得一提的是，在國內外一些高層建筑中，即使市網(wǎng)供電相當可靠，可以滿(mǎn)足規范要求，但也都設置了自備應急發(fā)電機組，以便當市網(wǎng)萬(wàn)一中斷供電，一方面能**停電期間消防用電的需要，同時(shí)也能使大廈的基本秩序得以維持。

二、機組型式選擇

1. 起動(dòng)方式

柴油機在起動(dòng)時(shí)，必須依靠外力驅動(dòng)曲軸旋轉，當達到一定轉速時(shí)，氣缸內的空氣被壓縮到一定的壓力和溫度，使噴進(jìn)氣缸的燃油開(kāi)始燃燒，柴油機才開(kāi)始正常地運轉起來(lái)。

柴油機的起動(dòng)方式有三種，

①手搖起動(dòng)，通過(guò)手搖裝置把柴油機起動(dòng)起來(lái)；

②電動(dòng)起動(dòng)：利用電動(dòng)機作為動(dòng)力，通過(guò)傳動(dòng)機構來(lái)驅動(dòng)曲軸旋轉，從而使柴油機起動(dòng)起來(lái)，電起動(dòng)所用的電源為蓄電池，電壓一般為24v；

③壓縮空氣起動(dòng)，把壓縮空氣導入柴油機氣缸中，利用它的壓力來(lái)推動(dòng)活塞，使柴油機曲軸旋轉，當達到一定轉速時(shí)停送空氣，而向燃燒室噴入燃油，便可把柴油機起動(dòng)起來(lái)。

當采用自動(dòng)信號控制起動(dòng)電動(dòng)機或控制壓縮空氣閥，并對潤滑系統和冷卻系統采取措施后，便可實(shí)現機組自起動(dòng)。

在高層建筑中宜采用電起動(dòng)方式，避免采用壓縮空氣起動(dòng)方式。一類(lèi)高層建筑中一定要選擇帶自起動(dòng)裝置的柴油發(fā)電機組，一旦市網(wǎng)供電中斷，必須在15秒內供電(高規要求30秒)。二類(lèi)高層建筑中有條件時(shí)，也宜采用帶自起動(dòng)裝置的機組，有困難時(shí)也可采用手動(dòng)起動(dòng)裝置。

2. 轉速

柴油發(fā)電機組按轉速分高、中、低三類(lèi)。高速轉速≥1000轉/分；中速轉速在300～1000轉/分；低速轉速≤300轉/分。

在高層建筑中應選用轉速1000～1500轉/分的高速機組。此種機組具有體積小、重量輕、運行可靠等優(yōu)點(diǎn)。

3. 冷卻方式

柴油機在運行中由于柴油的燃燒產(chǎn)生高溫，為**柴油機受熱機件及增壓器外殼等部分不受高溫的影響，并**各工作面的潤滑，就要在受熱部分進(jìn)行冷卻。柴油機冷卻不良、機件溫度過(guò)高時(shí)，將會(huì )引起一些故障。

柴油機機件也不能過(guò)度冷卻，機件溫度太低也會(huì )造成不良后果。由此可見(jiàn)，冷卻系統的功用是從各受熱機件傳走部分熱量，使機件保持正常的工作溫度。柴油機的冷卻方式有水冷和風(fēng)冷兩種。

水冷方式即用水冷卻氣缸，風(fēng)冷方式即用風(fēng)冷卻氣缸。水冷機組中一種為封閉式自循環(huán)水冷卻機組，它是由散熱水箱　水泵　柴油機體的水冷腔，再返回到散熱水箱，而散熱水箱是利用機組上的風(fēng)扇進(jìn)行冷卻的，另一種為開(kāi)式循環(huán)冷卻機組。

在高層建筑中，一般情況下應選擇閉式水循環(huán)冷卻的整體機組，此種機組所占面積和空間較小。

4. 勵磁系統

勵磁系統是發(fā)電機的主要組成部分。勵磁系統調節的主要任務(wù)是維持電壓于一定水平、增加輸送功率和輸送距離、提高系統的動(dòng)態(tài)穩定性等。

勵磁裝置有很多種，高層建筑中一般選擇無(wú)刷型自動(dòng)勵磁裝置。采用此種勵磁方式的發(fā)電機組特點(diǎn)是：當與自動(dòng)電壓調整裝置配套使用時(shí)，其靜電壓調整率可**在±2.5%以?xún)?，這種類(lèi)型機組能適應各種運行方式，易于實(shí)現機組自動(dòng)化或對發(fā)電機組的遙控。

三、機房設計

1. 柴油發(fā)電機房的選址

考慮到柴油發(fā)電機組的進(jìn)風(fēng)、排風(fēng)、排煙等情況，如果有條件時(shí)機房.好設在首層。

但是，高層建筑造價(jià)昂貴，特別是首層通常用于對外營(yíng)業(yè)，屬黃金地帶，因此機房一般都設在地下室。

由于地下室出入不宜、自然通風(fēng)條件不良，人機房設計帶來(lái)一系列不利因素，設計中要注意處理好。

機房選址時(shí)應注意以下幾點(diǎn)：

①不應設在四周無(wú)外墻的房間，為熱風(fēng)管道和排煙管道導出室外創(chuàng )造條件；

②盡量避開(kāi)建筑物的主入口、正立面等部位，以免排煙、排風(fēng)對其造成影響；

③注意噪音對環(huán)境的影響；

④宜靠近建筑物的變電所，這樣便于接線(xiàn)，減少電能損耗，也便于運行管理。

2. 通風(fēng)

柴油發(fā)電機房的通風(fēng)問(wèn)題是機房設計中要特別注意解決的問(wèn)題，特別是機房位于地下室時(shí)更要處理好，否則會(huì )直接影響柴油機發(fā)電機組的運行。

機組的排風(fēng)一般應設熱風(fēng)管道有組織地進(jìn)行，不宜讓柴油機散熱器把熱量散在機房?jì)?，再由排風(fēng)機抽出。機房?jì)纫凶銐虻男嘛L(fēng)補充。

柴油機在運行時(shí)，機房的換氣量應等于或大于柴油機燃燒所需新風(fēng)量與維持機房室溫所需新風(fēng)量之和。

維持室溫所需新風(fēng)量由下式計算：c= 0.078p t

式中：c——需要的新風(fēng)量(m3/s)

p——柴油機額定功率(kw)

t——機房溫升(°c)　。

維持柴油機燃燒所需新風(fēng)量可向機組廠(chǎng)家索取，若無(wú)資料時(shí)，可按每千瓦制動(dòng)功率需要0.1m3/min算(柴油機制動(dòng)功率按發(fā)電機主發(fā)電功率千瓦數的1.1倍配備)。

柴油發(fā)電機房的通風(fēng)一般采取排風(fēng)設置熱風(fēng)管道，進(jìn)風(fēng)為自然進(jìn)風(fēng)的方式。熱風(fēng)管道與柴油機散熱器連在一起，其連接處用軟接頭，熱風(fēng)管道應平直，如果要轉彎，轉彎半徑盡量大而且內部要平滑，出風(fēng)口盡量靠近且正對散熱器熱風(fēng)管理直接伸出管外有困難時(shí)可設管中導出。

進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口宜分別布置在機組的兩端，以免形成氣流短路，影響散熱效果。

機房的出風(fēng)口、進(jìn)風(fēng)口的面積應滿(mǎn)足下式要求：

s1≥1.5s s2≥1.8s

式中：s——柴油機散熱面積；

s1——出風(fēng)口面積；

s2——進(jìn)風(fēng)口面積；

在寒冷地區應注意進(jìn)風(fēng)口、排風(fēng)口平時(shí)對機房溫度的影響，以免機房溫度過(guò)低影響機組的起動(dòng)。風(fēng)口與室外的連接處可設風(fēng)門(mén)，平時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，機組運行時(shí)能自動(dòng)開(kāi)啟。

3. 排煙

排煙系統的作用是將氣缸里的廢氣排放到室外。排煙系統應盡量減少背壓，因為廢氣阻力的增加將會(huì )導致柴油機出力的下降及溫升的增加。

排煙管敷設方式常用的有二種：

①水平架空敷設，優(yōu)點(diǎn)是轉彎少、阻力小，缺點(diǎn)是增加室內散熱量，使機房溫度升高；

②地溝內敷設，優(yōu)點(diǎn)是室內散熱量小，缺點(diǎn)是排煙管轉彎多，阻力相對較大。高層建筑中常用的是水平架空敷設。

排煙管應單獨引出，盡量減少彎頭。排煙溫度在350～5500c，為防止燙傷和減少輻射熱，排煙管宜進(jìn)行保溫處理。

排煙噪聲在機組總噪聲中屬.強烈的一種，應設消音器以減少噪音。

4. 基礎

基礎主要用于支撐柴油發(fā)電機組及底座的全部重量，底座位于基礎上，機組安裝在底座上，底座上一般都采取減震措施。

在高層建筑中一般采用高速柴油發(fā)電機組，當機組安裝在樓板上即不在.底層時(shí)，都注采用重混凝土基礎，以免基礎過(guò)重而增加樓板荷重，設計時(shí)需把機組荷栽提供給結構專(zhuān)業(yè)。當機組位于建筑物底層時(shí)，應按機組要求設置混凝土基礎。底角螺絲可預埋，也可以等機組到達后在用電鉆打孔安裝。

5. 機房接地

柴油發(fā)電機房一般應用三種接地：

①工作接地：發(fā)電機中性點(diǎn)接地；

②保護接地：電氣設備正常不帶電的金屬外殼接地；

③防靜電接地：燃油系統的設備及管道接地。各種接地可與高層建筑的其它接地共用接地裝置，即采用聯(lián)合接地方式。

6. 燃油的存放

機房?jì)刃柙O置3～8小時(shí)的日用油箱，其容積可按下式計算：

v=g· γ · a ·τ

式中：v——日用油箱容積(m3)??；

g——柴油機燃油消耗量(kg/h)，由樣本查出；

γ棗燃油重度(kg/m3)　，輕柴油為810～860kg/m3??；

a——油箱充滿(mǎn)系數，一般取0.90；

τ棗供油時(shí)間，一般取3～8小時(shí)。

當機房設在高層建筑內時(shí)，日用油箱應設專(zhuān)用房間，用防火墻與柴油發(fā)電機隔開(kāi)。