3.4 柴油发电机组

3.4.1 产品概述
柴油发电机组由柴油机、发电机、超动及控制装置、日用油箱、底盘等组成。作为应急、备用电源使用，亦可作正常电源使用。应急或备用柴油发电机组以陆地固定式、闭式循环水冷机组为主，单台发电机容量不超过1500kW为宜。
3.4.2 产品分类与基本特点、功能、适用范围
1 柴油发电机组分类
  1)柴油发电机组可分为普通型、普通保护型和自动化机组，三种类型：
    ①普通型机组：一般采用一体式结构，具备基本的起动、停止、手动操作和仪表显示功能。
    ②普通保护型机组：在普通型机组的基础上，增加了自动保护、报警功能，一般具有水温高、油温高、油压低报警和停机功能。有的还带超速(过频)、充电系统故障报警功能。过负荷和短路保护，由低压断路器来实现。
2 自动化机组应具有：
  1)自动维持准备运行状态：机组应急起动和快速加负荷时的机油压力、机油温度、冷却水温度应符合产品技术条件之规定。
  2)自起动和加负荷：接自控和遥控指令，或市电供电中断时，机组能自动起动并供电，机组允许三次自动起动，每次起动时间8～12s，起动间隔5～10s，第三次自起动失败时，应发出起动失败的声光报警信号。设有备用机组时，应能自动地将起动信号传递给备用机组，有的机组在起动前还有预润滑和预热等程序，(在寒冷地区订货时应注明带预热装置)。
机组自动起动成功后．自动升速至额定转速，自动励磁之后，自动合闸并向负荷供电。首加负荷量，对于额定功率不大于250kW者，不小于50％的额定负荷；对于额定功率大于250kW者，按产品技术条件之规定。市电恢复向负荷供电时间一般为8～20s。机组自起动的成功率不低于98％。
  3)自动停机：接自控或遥控指令后，或市电恢复供电后，应能自动切换负荷，主开关分闸，空载进行1min左右，自动停车并转入待机状态。
  4)自动并车与解列：接自控或遥控的并车或解列指令后，应能自动并车或解列。通常第一台机组运行功率持续达到产品技术条件规定时，应向第二台机组发出起动指令，使其自动并车运行。当二台并车机组的总功率持续减少到总额功率40％时，应向二台机组中的—台机组发出解列和停机指令。
两台机组并车运行时，应能自动分配输出的有功和无功功率，其分配差度不超过±10％。
  5)自动补给：机组的燃油、机油、冷却水应自动补充，机组起动用蓄电池自动充电。
  6)自动报警与保护：机组的水温高、油温高、油压低、水位低、超速(过频)、失速(低频)时，发出声光报警信号，主开关分闸、冷机运行后停机。
当机组发生短路故障，过负荷1.2倍(可延时15～20s)、电压高于480V或低于320V(可延时3～6s)时，发出声光报警信号，主开关分闸、冷机运行后停机。
3 持续功率：在标准环境条件下，无时间限制，能连续不间断地运行的功率，一般为额定功率的90％。
4 备用功率：在规定环境条件下，能短期运行的最大功率，一般为额定功率的110％。
5 当环境条件超过上述标准环境条件时，按GB／T6072—2000标准，应将功率调整到现场环境状况时的功率。
3.4.3 产品选用要点
1 应急柴油发电机组选择
应急柴油发电机组在市电停电时作应急之用，主要供电给一级负荷，保证消防时不致停电。
应急柴油发电机组作应急用，经常处于待机应急起动状态，连续运行的时间不长，一般不超过8h，因此可按“备用功率”来确定容量。
按上述各负荷的容量之和(不计备用容量)，考虑经修正后的机组容量，并能满足上述负荷中最大一台电动机的起动要求，据此以确定应急柴油发电机组的容量。
应急柴油发电机组，一般选用1台自动化、转速1500～1000r.p.m、无刷励磁、230／400V、三相四线带控制屏、充放电设备及共用底盘的发电机组。可要求共用底盘带日用油箱，以减少管路和占用面积。
市电电源与应急发电机电源的切换主开关之间，除电气联锁外．还必须有机械联锁，以确保应急发电机组不向市电网络供电。
2 备用柴油发电机组的选择
为了方便生活、商业活动不致停顿，可考虑向以下负荷供电：
一般电梯、生活饮用水泵、生活给排水泵、应急照明、疏散标志、照明、消防报警装置、安全保卫装置等；商场、餐厅、多功能厅、会议室的照明、空调及通风用电、商场上行自动扶梯、货梯等。
  1)上述各负荷容量之和，乘以需要系数之后的计算负荷小于应急柴油发电机组的容量时(应急柴油发电机组容量确定见前述) (备用系数按1．2考虑，即1.2倍计算容量小于应急柴油发电机组的容量)，在市电停电后，由应急发电机组向上述负荷供电，以保障生活和商业的正常行。
  2)上述各负荷容量之和，乘以需要系数之后的计算负荷大于单台应急柴油发电机组的容量时(应急柴油发电机组容量的确定和计算负荷的确定见1所述)，可选择2台型号、容量相同、调压、调速特性相近的发电机组，在市电停电后，由其中一台或二台机组向生活和商业用电供电；当市电停电，又发生火灾时，由2台机组向消防负荷供电，以利消防。
备用柴油发电机组选用2台时：型号、容量相同，调压、调速特性相近，自动化机组．机组转速为1500～1000r.p.m、无刷励磁、230／400V、三相四线、带控制屏、亢放电设备共用底盘。底盘可带日用油箱。
市电电源与发电机电源的切换主开关之间，除电气联锁外，还必须带有机械联锁，以保证发电机电源不向市电网络供电。
3 工程设计相关规范、规程及国家建筑标准设计图集
《智能建筑设计标准》GB／T 50314—2006。
《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045—1995(2005)年版。
《供配电系统设计规范》GB 50052。
《通用用电设备配电设计规范》GB 50055。
《建筑设计防火规范》GB 50016—2006。
《民用建筑电气设计规范》JCJ 16—2008。
《备用电源》D 202—1～2(2002年合订本)。
3.4.4 施工安装要点
1 柴油发电机组在机房中，除了散热水箱端外，其余布置尺寸要求，请参照《民用建筑电气设计规范》。
散热水箱距墙小于250mm时，可在墙上开洞直接将热风排至室外。散热水箱距墙600～1000mm时，加导风罩将热风排至室外，导风罩与散热水箱之间加柔性接头。
发电机站房屋的净高一般为发电机组高的2倍，最少应比发电机高出1.5m。
2 电机功率大于500kW时，建议在机组上方的屋顶下安装16～20#工字钢，用以安装起重设备。
3 有些发电机组须安装日用燃油箱，日用燃油箱容量一般满足3～8h满负荷运行要求，日用燃油箱须高于柴油机的油泵，可以用支架安装。出油口必须高出油箱底100mm以上，以防杂质堵塞油管。
当某些地方的消防部门硬性规定日用燃油箱的容量(与发电机容量无关)时，日用燃油箱必须安装在单独的防火的房间内，并须设有事故储油池。为此，须事先向有关部门了解。当需要时，在室外地下埋设储油罐一个，以便外部燃油卸入后能沉淀一定的时间。
4 一般生产厂都提供每台柴油发电机组的排风量，基于进风量大于排风量的原则，从而可得出进排风百页窗的有效面积。由于发电机室一般在地下一层，应有一个足够大的排风竖井，这样对消除噪声有利。进风百页窗一般位于发电机尾部，排风百页窗位于进风百页窗相对应的位置。如果因地下室的位置，难以做到上述要求时，但排出的热风不要被进风装置又吸进室内，否则做不到空气新鲜、清洁和降温，进排风竖井的面积可由暖通等专业协助解决。由发电机、柴油机、排烟管散发的辐射热，亦要用机械通风或自然通风的方法排至室外。
5 柴油机的废气，具有噪声高、震动大、温度高的特点，排烟管道在室内部分应采用壁厚不小于3mm的焊接钢管，排烟管与柴油机之间采用波纹管连接，经室内“带隔热带的消声器”排至室外或烟道，排至烟道对降低噪声和防治污染都有好处。由于排烟温度较高(一般为500左右)，普通粘土砖砌烟道，做不到经久耐用，宜用耐火砖筑砌。
排烟金属管室内段必须保温，保温层表面温度以不超过60℃为宜。
柴油机组的废气排放和除尘等，请与当地环保部门协商解决。
6 柴油发电机组的基础，一般为200号混凝土结构，基础长、宽为机组共用底盘长、宽各加200～300mm，基础高出地面50～200mm，基础厚度：

式中：H——基础厚度（m）；
           K——重量倍数1.5~2；
          G——机组总重量（kg）；
           d——混凝土密度2400kg/m³；
           B——基础宽度（m）；
           L——基础长度（m）。

机组基础不预留地脚螺栓孔，安装时在机组底盘下安置减震器(或橡胶减震垫)，用膨胀螺栓将减震器与基础固定即可。如有必要，在基础周围可设置防震沟，能够对建筑物提供较好的保护。防震沟宽度为25～30mm，沟深与基础持平。沟内放黄沙或木屑，或二者的混合物。
7 柴油发电机站除地面外，其余各面均须安装吸音材料，机房内壁用多孔板，在多孔板夹层中均匀填充岩棉，既吸音又隔音，而且阻燃。具体要求请按《民用建筑电气设计规范》相关内容设计，或征得当地环保部门的同意，另外使进风和排风经过排气室和进气室，可以有效的吸声和降低噪声。
8 柴油发电机站各房间耐火等级与火灾危险性类别请参照《民用建筑电气设计规范》规定执行。
9 施工做法可参见国家建筑标准设计图集《应急柴油发电机组安装00D202—2》、《备用电源D202—1～3》。
10 施工安装验收规范
《建筑电气工程施工质量验收规范》GB 50303。
3.4.6 相关标准
《往复式内燃机驱动的交流发电机组第1部分：用途、定额和性能》GB／T 2820．1—1997。
《往复式内燃机驱动的交流发电机组第2部分：发动机》GB／T 2820．2—1997。
《往复式内燃机驱动的交流发电机组第3部分：发电机组用交流发电机》GB／T 2820．3—1997。
《往复式内燃机驱动的交流发电机组第4部分：控制装置和开关装置》GB／T2820．4—1997。
《往复式内燃机驱动的交流发电机组第5部分：发电机组》GB／T 2820．5—1997。
《往复式内燃机驱动的交流发电机组第6部分：试验方法》GB／T 2820．6—1997。
《往复式内燃机驱动的交流发电机组第7部分：用于技术条件和设计的技术说明》GB／T 2820．7—2002。
《往复式内燃机驱动的交流发电机组第8部分：对小功率发电机组的要求和试验》GB／T 2820．8—2002。
《往复式内燃机驱动的交流发电机组第9部分：机械振动的测量和评价》GB／T2820．9—2002。
《往复式内燃机驱动的交流发电机组第10部分：噪声的测量(包面法)》GB／T 2820．10—2002。
《往复式内燃机驱动的交流发电机组第12部分：对安全装置的应急供电》GB／T 2820．12—2002。
《自动化柴油发电机组分级要求》GB／T 4712—2008。
《自动化内燃机电站通用技术条件》GB／T 12786—2006。
《高压交流发电机断路器》GB／T 14824—2008。
《往复式内燃机驱动的三相同步发电机通用技术条件》GB／T15548—2008。
《往复式内燃机零部件和系统术语第9部分：监控系统》GB／T6809．9—2007。