柴油發(fā)電機(jī)維修機(jī)組在建筑電氣中應(yīng)用淺析
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一．柴油發(fā)電機(jī)維修機(jī)組的分類(lèi)
柴油發(fā)電機(jī)維修機(jī)組通常按冷卻方式分成水冷柴油發(fā)電機(jī)組與風(fēng)冷發(fā)電機(jī)組。水冷柴油發(fā)電機(jī)組又按冷卻水循環(huán)方式分為開(kāi)式系統(tǒng)與閉式系統(tǒng)，其中常見(jiàn)的為閉式系統(tǒng)。
水冷機(jī)組,靠自身引擎外冷卻水套與冷卻風(fēng)扇配合保證柴油發(fā)電機(jī)組的缸體工作溫度，可靠性較高，性?xún)r(jià)比較好，可以按現(xiàn)場(chǎng)條件組成開(kāi)式水冷機(jī)組和閉式水冷機(jī)組。因其應(yīng)用形式相對(duì)簡(jiǎn)單常見(jiàn)，在建筑電氣設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。
風(fēng)冷機(jī)組，主要應(yīng)用于環(huán)境條件惡劣或維護(hù)不便的項(xiàng)目中。靠冷風(fēng)加熱器提供引擎工作時(shí)的燃燒空氣適和溫度，依靠自帶軸聯(lián)動(dòng)風(fēng)機(jī)及風(fēng)套實(shí)現(xiàn)缸溫的相對(duì)穩(wěn)定。因其價(jià)格相對(duì)水冷機(jī)組高，故爾應(yīng)用相對(duì)較少。
二．柴油發(fā)電機(jī)維修機(jī)組在現(xiàn)代建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用型式
按柴發(fā)機(jī)組的設(shè)置位置，可將柴發(fā)機(jī)組的應(yīng)用形式大致分成三類(lèi)，分述如下：
◆內(nèi)置式柴油發(fā)電機(jī)維修機(jī)房
此類(lèi)柴油發(fā)電機(jī)組的多設(shè)置于建筑物內(nèi)部的地下設(shè)備層，在現(xiàn)行工程設(shè)計(jì)圖紙上較為常見(jiàn)。柴發(fā)機(jī)組一般標(biāo)配8小時(shí)日用機(jī)底油箱(附設(shè)于機(jī)組鋼質(zhì)底座內(nèi))，但為滿(mǎn)足更長(zhǎng)的使用時(shí)間需求，多于柴發(fā)機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)有專(zhuān)用儲(chǔ)油間,內(nèi)置不小于1噸的鋼質(zhì)油箱。另為滿(mǎn)足消防規(guī)范要求的氣體滅火設(shè)施需求，柴發(fā)機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)有氣體滅火儲(chǔ)瓶間以滿(mǎn)足氣體滅火介質(zhì)的集中儲(chǔ)藏。近來(lái)無(wú)管網(wǎng)的箱式氣體滅火裝置因其造價(jià)相對(duì)較低，施工簡(jiǎn)便，不用搭建復(fù)雜的高壓噴射管網(wǎng)越來(lái)越多的受到房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商的青睞。獨(dú)立的儲(chǔ)瓶間尤其在住宅類(lèi)應(yīng)用中己逐漸消失，但對(duì)于多機(jī)房共用的氣體滅火系統(tǒng)中，獨(dú)立的氣體滅系統(tǒng)儲(chǔ)瓶間+管網(wǎng)的應(yīng)用形式，因其對(duì)昂貴的滅火劑可組合分配，集中維護(hù)管理仍具有其優(yōu)越性，在大中型工程應(yīng)用較多。
◆獨(dú)立柴油發(fā)電機(jī)維修機(jī)房
將柴發(fā)機(jī)房設(shè)于主體建筑內(nèi)，因其自重較大，需獨(dú)立的進(jìn)排風(fēng)系統(tǒng)，供儲(chǔ)油系統(tǒng)，氣體滅系統(tǒng)等必然會(huì)對(duì)建筑物本體的結(jié)構(gòu)荷載，降音抑制，有效使用內(nèi)部空間等方面的整體設(shè)計(jì)帶來(lái)大量的負(fù)面影響。為降低這種影響，同時(shí)保障柴發(fā)機(jī)組能正常發(fā)揮備用電源的功能而選擇了建設(shè)獨(dú)立的柴油發(fā)電機(jī)房的應(yīng)用形式。
其主要優(yōu)點(diǎn)如下：
1．避免因續(xù)加注燃油管路對(duì)油料二次污染，降低了運(yùn)維期間的對(duì)建筑物整體消防防火需求。
2．避免因柴發(fā)機(jī)組的進(jìn)排風(fēng)管路過(guò)長(zhǎng)，機(jī)組運(yùn)行"背壓"過(guò)高,進(jìn)而造成輸出的功率損失及對(duì)建筑物主體的結(jié)構(gòu)性要求。
3.無(wú)需考慮柴發(fā)機(jī)組的安裝及維修通道等要求,亦對(duì)建筑結(jié)構(gòu)影響較小。
這種應(yīng)用形式較多見(jiàn)于工業(yè)廠區(qū)，醫(yī)院等大中型功率段的柴油發(fā)電機(jī)組的應(yīng)用。但其因獨(dú)立建設(shè)相對(duì)于內(nèi)置式機(jī)房仍存在占地較大，配電距離增加，噪聲抑制相對(duì)困難等缺點(diǎn)，進(jìn)而產(chǎn)生對(duì)建筑群落的平面整體規(guī)劃，電氣工程中的配電與控制系統(tǒng)的整本成本上升等影響。
◆箱式柴油發(fā)電機(jī)維修機(jī)組
箱式柴發(fā)機(jī)組多用于移動(dòng)式拖車(chē)/車(chē)載式應(yīng)用，也有用于暫設(shè)性柴發(fā)機(jī)組應(yīng)用。這種應(yīng)用方式適用于中小功率段兒柴發(fā)機(jī)組。但因其工程設(shè)置的靈活性好，便于與箱式變配電站匹配等優(yōu)點(diǎn)，近來(lái)在土地面積緊張的工程應(yīng)急供電等方面得到了廣泛的應(yīng)用。其主要優(yōu)點(diǎn)如下:
1．機(jī)動(dòng)性好。便于快速安裝就位提供備用電源，基本不受使用場(chǎng)地的空間限制，因而常見(jiàn)于野外施工作業(yè)，無(wú)人值守機(jī)房，工程搶險(xiǎn)救災(zāi)等方面的應(yīng)用。
2.維護(hù)簡(jiǎn)便?？梢苑奖惴制趯?shí)施的整體建筑方案，避免產(chǎn)生因重復(fù)投資及重復(fù)建設(shè)衍生的一些問(wèn)題。相當(dāng)多的建筑群落分期建設(shè)時(shí)，因規(guī)劃設(shè)計(jì)中的柴發(fā)機(jī)房設(shè)于后續(xù)建設(shè)的建筑物內(nèi)或附近，在本期建設(shè)中又必須先期運(yùn)行，此時(shí)采用箱式柴發(fā)機(jī)組，做為一種過(guò)渡（機(jī)組或租或購(gòu)入，待全部竣工后再行移入專(zhuān)用機(jī)房?jī)?nèi)）就顯得極其靈活了。
箱式柴發(fā)機(jī)組的主要缺點(diǎn)如下：
1．噪聲不易抑制。因其自身體積小，外壁薄，盡管其采用特殊的降噪設(shè)計(jì)，但整體的噪聲抑制效果仍比不上土建機(jī)房。但作為暫時(shí)性設(shè)施或不經(jīng)常使用的供電設(shè)備，一般還是可以接受的。
2．因其室外單獨(dú)就地安裝，漏油，廢氣排放等對(duì)周?chē)h(huán)境土壤及空氣產(chǎn)生的負(fù)面影響相對(duì)較大。另因其箱體長(zhǎng)期曝露在室外環(huán)境下，箱體的使用年限較短，所以多見(jiàn)于租用或是暫設(shè)一段建設(shè)周期遷入固定機(jī)房的應(yīng)用型式。
三.柴油發(fā)電機(jī)維修機(jī)組的功率核定原則
柴發(fā)機(jī)組受自身引擎的輸出功率限制，其一次帶載能力較之市電差，因而在設(shè)計(jì)選型的時(shí)候，選擇多大功率的機(jī)組就成了一個(gè)難題。但因篇幅限制，本文主要針對(duì)普通工程的功率選擇方法進(jìn)行概念性的介紹。柴發(fā)機(jī)組功率選擇的主要注意如下幾個(gè)方面。
1．一次加載率受母線允許壓降限制。因機(jī)組本身動(dòng)力的來(lái)源是柴油機(jī)引擎，因?yàn)闄C(jī)組的電功率輸出能力很大程度取決于柴油引擎的功率。但除非特殊定制，國(guó)標(biāo)中對(duì)機(jī)組的一次加載率規(guī)定在機(jī)組總功率容量的50%，前提為純阻性負(fù)載。如果負(fù)載的功率因數(shù)較低，則又會(huì)大大打扣。例如，一般機(jī)組多不能拖動(dòng)超過(guò)30%額定功率的風(fēng)機(jī)和水泵的直接啟動(dòng)，但卻可以通過(guò)改變負(fù)載的啟動(dòng)方式加以變通。一般工程上主要采用分批起動(dòng)/采用降壓起動(dòng)方式/對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行本地/集中無(wú)功補(bǔ)償?shù)确绞絹?lái)提升機(jī)組的帶載能力，從而提高機(jī)組的容量的利用率，限制機(jī)組容量及相關(guān)的工程造價(jià)。
2．并機(jī)與單機(jī)工作方式下的功率選擇與設(shè)置原則。雙機(jī)并機(jī)或多機(jī)并機(jī)多見(jiàn)于對(duì)供電可靠性要求很高的應(yīng)用條件下，例如人防地下室的區(qū)域電源，冶金電爐，醫(yī)藥化工生產(chǎn)，通信運(yùn)營(yíng)樞紐機(jī)房以及軍事應(yīng)用等。一般來(lái)說(shuō)，整體功率相同的并機(jī)系統(tǒng)相對(duì)于單機(jī)系統(tǒng)而言，成本上升較大，帶載能力低，但這是運(yùn)行可靠性提升帶來(lái)的正常影響。
3．消防功率核定原則。從消防應(yīng)用層面考慮,由單體建筑,連體建筑組合構(gòu)成的建筑群落在最不利條件下的消防應(yīng)急供電需求進(jìn)行核定最終的消防用電對(duì)柴發(fā)功率的實(shí)際需求。例如，一個(gè)園區(qū)內(nèi)有六幢建筑面積相近的高層建筑，其中兩幢底部相連通，雖然連通部分有防火門(mén)相隔，但在考慮消防水泵，噴淋水泵電功率的同時(shí)需同時(shí)加入兩棟相連通建筑內(nèi)部的所有電氣負(fù)荷的消防用電量做為整個(gè)園區(qū)的消防用電量核定指標(biāo)。消防應(yīng)按實(shí)際可能過(guò)火面綜合考慮消防情況下的用電量，以避免高估柴發(fā)功率或低估功率產(chǎn)生的增加投資/不能滿(mǎn)足實(shí)際需求等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。
4．消防用電負(fù)荷與其它建筑物內(nèi)重要用電負(fù)荷的綜合核定。柴發(fā)供電系統(tǒng)中考慮到到消防負(fù)荷的供電優(yōu)先性，配電系統(tǒng)中多利用斷路器的分勵(lì)脫扣機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)柴發(fā)系統(tǒng)的供配電優(yōu)先級(jí)。如正常市電斷電情況下，加載生活必備的供水，供暖，供燃?xì)獾仍O(shè)備的用電，同時(shí)能提供在消防狀態(tài)下切除這類(lèi)正常生產(chǎn)/生活用電，騰出功率容量供應(yīng)消防設(shè)備在應(yīng)急情況下的使用。（具體參見(jiàn)參考文獻(xiàn)1相關(guān)闡述）
5．與UPS系統(tǒng)的搭配。視UPS系統(tǒng)的大小，選擇合適的柴發(fā)功率段，能實(shí)現(xiàn)可靠的經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行模式，在保障供電需求的同時(shí)為正常的工作/生產(chǎn)提供服務(wù)。常見(jiàn)于醫(yī)藥衛(wèi)生，電力電信等重要一級(jí)負(fù)荷的備用電源運(yùn)行模式。（具體見(jiàn)參考文獻(xiàn)2第5章相關(guān)闡述）
四．結(jié)語(yǔ)
隨著社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，新建建筑對(duì)供電可靠性要求的不斷提高，經(jīng)濟(jì)可靠的柴發(fā)機(jī)組也會(huì)愈來(lái)愈被工程技術(shù)人員重視。柴發(fā)機(jī)組以其靈活可靠的運(yùn)用形式將愈來(lái)愈多的被電氣工作者認(rèn)識(shí)和理解。在工程項(xiàng)目的實(shí)施中，它可以靈活的運(yùn)用在固定，暫設(shè)，移動(dòng)的應(yīng)急供電需求下為重要電氣負(fù)荷的工程供電實(shí)踐提供保障。在應(yīng)用選擇上，不再只局限于固定機(jī)房式內(nèi)閉式系統(tǒng)，針對(duì)工程項(xiàng)目的實(shí)際需求制定因地制宜的運(yùn)用形式是電氣
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