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在高層建筑中，作為應(yīng)急電源或備用電源，幾乎毫無(wú)例外地選擇柴油發(fā)電機(jī)組，這是因柴油發(fā)電機(jī)組的特點(diǎn)所決定的。本文就高層建筑中柴油發(fā)電機(jī)組的設(shè)置原則、機(jī)組選擇、機(jī)房設(shè)計(jì)等問(wèn)題提出一些粗淺的認(rèn)識(shí)。

一、設(shè)置原則

在高層建筑供電設(shè)計(jì)中，首先必須明顯什么情況下應(yīng)設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組，我們先從高層建筑的負(fù)荷等級(jí)談起：

①高層建筑中的消防水泵、防排煙設(shè)施、消防電梯、應(yīng)急照明等消防用電，按照《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50045-95)9.1.1條規(guī)定，一類高層建筑應(yīng)安一級(jí)負(fù)荷要求供電，二類高層建筑應(yīng)按二級(jí)負(fù)荷要求供電。

②按《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ/T16-92)3.1條規(guī)定，高層建筑中許多部位的負(fù)荷為一級(jí)負(fù)荷，如一、二級(jí)旅館的宴會(huì)廳、娛樂(lè)廳、高級(jí)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(fù)荷為二級(jí)負(fù)荷，如百貨商店的自動(dòng)扶梯、客梯電力，部、省級(jí)辦公建筑的主要辦公室、會(huì)議室照明等。一級(jí)負(fù)荷中還含有特別重要負(fù)荷，如重要的交通樞紐、通訊樞紐以及經(jīng)常用于重要國(guó)際活動(dòng)的大量人員集中的公共場(chǎng)所等的一級(jí)負(fù)荷。

一級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩個(gè)電源共電。二級(jí)負(fù)荷當(dāng)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(jí)負(fù)荷，應(yīng)按二級(jí)負(fù)荷的兩個(gè)回路要求供電。由此可見，高層建筑對(duì)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(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組的原則如下：

①對(duì)電網(wǎng)能夠提供二個(gè)獨(dú)立電源的高層建筑，按規(guī)范已經(jīng)滿足了一、二級(jí)負(fù)荷的要求，原則上可不設(shè)柴油發(fā)電機(jī)組。但是，對(duì)于特別重要的高層建筑(如超高層建筑)，其內(nèi)部含有特別重要負(fù)荷，應(yīng)考慮一電源系統(tǒng)檢修或故障時(shí)，另一電源系統(tǒng)又發(fā)生故障的嚴(yán)重情況，此時(shí)一般應(yīng)設(shè)柴油發(fā)電機(jī)組做應(yīng)急電源。

②對(duì)于當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)只能提供一路電源、或取得第二電源有困難或不經(jīng)濟(jì)合理的高層建筑，應(yīng)設(shè)柴油發(fā)電機(jī)組提供第二電源。此時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)組是作為備用電源使用，不僅僅是應(yīng)急用。

③按照我國(guó)旅游飯店星極標(biāo)準(zhǔn)，四星級(jí)及五星級(jí)賓館應(yīng)設(shè)自備發(fā)電系統(tǒng)。以上是設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組的基本原則。值得一提的是，在國(guó)內(nèi)外一些高層建筑中，即使市網(wǎng)供電相當(dāng)可靠，可以滿足規(guī)范要求，但也都設(shè)置了自備應(yīng)急發(fā)電機(jī)組，以便當(dāng)市網(wǎng)萬(wàn)一中斷供電，一方面能保證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、柴油發(fā)電機(jī)組容量的選擇(略) 

三、機(jī)組型式選擇 

1. 起動(dòng)方式

柴油機(jī)在起動(dòng)時(shí)，必須依靠外力驅(qū)動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，當(dāng)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時(shí)，氣缸內(nèi)的空氣被壓縮到

一定的壓力和溫度，使噴進(jìn)氣缸的燃油開始燃燒，柴油機(jī)才開始正常地運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)。柴油機(jī)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(jī)起動(dòng)起來(lái)；②電動(dòng)起動(dòng)：利用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，從而使柴油機(jī)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(dǎo)入柴油機(jī)氣缸中，利用它的壓力來(lái)推動(dòng)活塞，使柴油機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)，當(dāng)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時(shí)停送空氣，而向燃燒室噴入燃油，便可把柴油機(jī)起動(dòng)起來(lái)。

當(dāng)采用自動(dòng)信號(hào)控制起動(dòng)電動(dòng)機(jī)或控制壓縮空氣閥，并對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)采取措施后，便可實(shí)現(xiàn)機(jī)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。一類高層建筑中一定要選擇帶自起動(dòng)裝置的柴油發(fā)電機(jī)組，一旦市網(wǎng)供電中斷，必須在15秒內(nèi)供電(高規(guī)要求30秒)。二類高層建筑中有條件時(shí)，也宜采用帶自起動(dòng)裝置的機(jī)組，有困難時(shí)也可采用手動(dòng)起動(dòng)裝置。

2. 轉(zhuǎn)速

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

在高層建筑中應(yīng)選用轉(zhuǎn)速1000～1500轉(zhuǎn)/分的高速機(jī)組。此種機(jī)組具有體積小、重量輕、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)。

3. 冷卻方式

柴油機(jī)在運(yùn)行中由于柴油的燃燒產(chǎn)生高溫，為保證柴油機(jī)受熱機(jī)件及增壓器外殼等部分不受高溫的影響，并保證各工作面的潤(rùn)滑，就要在受熱部分進(jìn)行冷卻。柴油機(jī)冷卻不良、機(jī)件溫度過(guò)高時(shí)，將會(huì)引起一些故障。柴油機(jī)機(jī)件也不能過(guò)度冷卻，機(jī)件溫度太低也會(huì)造成不良后果。由此可見，冷卻系統(tǒng)的功用是從各受熱機(jī)件傳走部分熱量，使機(jī)件保持正常的工作溫度。柴油機(jī)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(jī)組中一種為封閉式自循環(huán)水冷卻機(jī)組，它是由散熱水箱水泵柴油機(jī)體的水冷腔，再返回到散熱水箱，而散熱水箱是利用機(jī)組上的風(fēng)扇進(jìn)行冷卻的，另一種為開式循環(huán)冷卻機(jī)組。在高層建筑中，一般情況下應(yīng)選擇閉式水循環(huán)冷卻的整體機(jī)組

此種機(jī)組所占面積和空間較小。

4. 勵(lì)磁系統(tǒng)

勵(lì)磁系統(tǒng)是發(fā)電機(jī)的主要組成部分。勵(lì)磁系統(tǒng)調(diào)節(jié)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(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性等。勵(lì)磁裝置有很多種，高層建筑中一般選擇無(wú)刷型自動(dòng)勵(lì)磁裝置。采用此種勵(lì)磁方式的發(fā)電機(jī)組特點(diǎn)是：當(dāng)與自動(dòng)電壓調(diào)整裝置配套使用時(shí)，其靜電壓調(diào)整率可保證在±2.5%以內(nèi)，這種類型機(jī)組能適應(yīng)各種運(yùn)行方式，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)組自動(dòng)化或?qū)Πl(fā)電機(jī)組的遙控。

四、機(jī)房設(shè)計(jì)

1. 柴油發(fā)電機(jī)房的選址

考慮到柴油發(fā)電機(jī)組的進(jìn)風(fēng)、排風(fēng)、排煙等情況，如果有條件時(shí)機(jī)房最好設(shè)在首層。但是，高層建筑造價(jià)昂貴，特別是首層通常用于對(duì)外營(yíng)業(yè)，屬黃金地帶，因此機(jī)房一般都設(shè)在地下室。由于地下室出入不宜、自然通風(fēng)條件不良，人機(jī)房設(shè)計(jì)帶來(lái)一系列不利因素，設(shè)計(jì)中要注意處理好。機(jī)房選址時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①不應(yīng)設(shè)在四周無(wú)外墻的房間，為熱風(fēng)管道和排煙管道導(dǎo)出室外創(chuàng)造條件；②盡量避開建筑物的主入口、正立面等部位，以免排煙、排風(fēng)對(duì)其造成影響；③注意噪音對(duì)環(huán)境的影響；④宜靠近建筑物的變電所，這樣便于接線，減少電能損耗，也便于運(yùn)行管理。

2. 通風(fēng)

柴油發(fā)電機(jī)房的通風(fēng)問(wèn)題是機(jī)房設(shè)計(jì)中要特別注意解決的問(wèn)題，特別是機(jī)房位于地下室時(shí)更要處理好，否則會(huì)直接影響柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行。機(jī)組的排風(fēng)一般應(yīng)設(shè)熱風(fēng)管道有組織地進(jìn)行，不宜讓柴油機(jī)散熱器把熱量散在機(jī)房?jī)?nèi)，再由排風(fēng)機(jī)抽出。機(jī)房?jī)?nèi)要有足夠的新風(fēng)補(bǔ)充。柴油機(jī)在運(yùn)行時(shí)，機(jī)房的換氣量應(yīng)等于或大于柴油機(jī)燃燒所需新風(fēng)量與維持機(jī)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(jì)算：C= 0.078P T