发电机房设计安装分解.docx
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发电机房设计安装分解
目录
前言…………………………………………………..……….……..1
发电机房的建设与组安装…………………………………………2
一.设置的原则.....................................................................................2
二．容量选择…………………………………………………..…..4
三机组的选择………………………………………………….…..6
四.机房设计……………………………………………………..…..6
五.发电机组的吊装……………………………………………..…..9
六.主机安装……………………………………………………….…..12
七.机组调试………………………………………………...……..…..13
前言
我团自保定归来之后,一直处于建设状态,配套设施逐步完善,在11年,和12年,营房部门曾打算建柴油发电机机房,向我咨询过相关事项,后由于建设繁忙,建设计划搁浅.
随着信息中心,消防系统的配套不断完善,对二次电源的要求也越来越迫切,做为电源专业的一员,从2012年至今本人也在关注发电机房建设的相关信息资料,考虑到发电机机房一旦建立就是永久性建筑,其结构,还有可扩展性,都要考虑到,考虑全面.
以前关注和收集的零碎资料,在头脑中很乱,没个头绪,值此今年考评,结合专业所学,结合实际工作经验特汇编整理成论文.一来可以在理论上更加系统,二来还可请专家评审提出不足缺陷与改进措施.真正地做到理论指导实践,如果我的论述能够为我团建设尽上一份力,那么我将倍感荣幸.
发电机房的建设与发电机的组安装
摘要：
柴油发电机组是建筑中常用的应急电源，选用恰当的后备电源来满足紧急情况下消防负荷及其它重要负荷的供电要求，是各种建筑电气设计中一个不可忽视的问题,本文结合工程实例，总结建筑中备用发电机组的选型及机房设计中应注意的问题以及吊运安装的过程。
目前我们一般采用柴油发电机组作为应急交流电源，那么选用自备柴油发电机组时应注意哪几方面的问题呢?
笔者认为应注意以下几点。
1．设置原则
《民用建筑电气设计规范》JGJ／T16—923．1条规定：
民用建筑中的消防
水泵、消防电梯、防排烟设施、火灾自动报警、自动灭火装置、火灾应急照明、
电动防火门窗、卷帘、阀门等消防用电的负荷等级，应符合国家现行《高层民用
建筑设计防火规范》和《建筑设计防火规范》的规定。
根据《高层建筑设计防火规范》GB50045（2001年版）9．1规定：
一类高层建筑应按一级负荷要求供电，二类高层建筑应按二级负荷要求供电。
《民用建筑电气设计规范》JGJ／T16—923．1条规定：
一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏；二级负荷条件允许时，也宜采用二路电源来供电，特别是消防用的二级负荷，更应该按两个回路要求供电；
一级负荷中的特别重要负荷，除上述两个电源外，还必须增设应急电源。
根据这
些规定，笔者总结了自备柴油发电机组的设置原则：
（1）当民用建筑需按一级负荷要求供电时，若城市电网能提供二路独立电源（一用一备或相互备用），则可不设柴油发电机组；但当一级负荷中有特别重要的负荷时，则一般应设柴油发电机组作为应急电源。
针对我团发电机房建设，可参考以上国标，并针对某项指标进行加强。
（2）当电网只能提供一路电源时，为满足对一、二级负荷的供电要求，一般应设置柴油发电机组，此时机组将作备用电源及应急电源使用。
（3）大、中型商业建筑中为确保市电中断时不造成较大的经济损失，也宜设柴油发电机组。
由于城市电网不可能完全独立，有时一个电源故障或检修时，另一电源有可能同时故障，因此，即使有两路或以上电源供电，为确保民用建筑中消防及其他重要设备（如智能化设备、通讯设备等）的可靠供电，一般都设置柴油发电机组。
2．容量选择
自备发电机组容量的选择，目前国家尚无统一的计算公式，因此设计人员在
实际工作中所采用的方法也不相同：
有的简单地按电力变压器容量的10％-20％
确定；有的按消防设备的容量相加；有的则根据特定使用选择，造成了自备
发电机组容量选择的不准确性，若容量选择太大造成一次投资浪费，选择太小则
在事故时满足不了使用要求。
那么，如何选择自备发电机组的容量呢?
笔者经过
查阅资料和参考同行各种经验做法后，归纳出如下几点：
2.1方案或初步设计阶段
自备发电机的容量按供电变压器总容量的10％-20％计算。
2.2施工图阶段
2.2．1、按计算负荷选择发电机容量
我们知道，建筑物的用电负荷可分为三类：
第一类为保安型负荷，即保证大楼内人身及设备安全和可靠运行的负荷，如消防水泵、消防电梯、防排烟设备、应急照明、通讯设备、重要的计算机及相关设备等；
第二类为保障型负荷，即保障大楼运行的基本设备负荷，主要是工作区照明、部分电梯、通道照明；
第三类为一般负荷，即除了上述负荷以外的其它负荷，例如：
空调、水泵及其他一般照明、动力设备。
计算自备发电机组的容量时，第一类负荷必须考虑在内，第二类负荷则根据大楼功能及电网情况来定，若大楼功能要求较高或城市电网供电不稳定，则应将第二类负荷考虑在内，但若将第一类、第二类负荷简单相加来选择发电机容量，则所选容量偏大，因为在消防状态时，只需保证消防设备的运行，第二类负荷不使用；而在非消防状态下电网停电时，消防设备不使用。
所以，笔者认为可以选择两者中较大者作为发电机组的容量。
设备容量统计出来后，根据实际情况选择需要系数Kx（一般取0．85-0．95），
计算出计算容量Pj=kxPΣ，自备发电机组的功率按下式计算P=kPj／η
式中：
p—自备发电机组的功率kw；
Pj—负荷设备的计算容量kw；
PΣ—总负荷kw；
η—发电机并联运行不均匀系数一般取0．9，单台取1；
k—可靠系数，一般取1．1。
2.2.2按最大的单台电动机或成组电动机起动的需要，计算发电机容量
P=（PΣ-Pm）／ηΣ+Pm·K·C·cosψm（KW）
Pm—起动容量最大的电动机或成组电动机的容量（kw）；
ηΣ一总负荷的计算效率，一般取0．85；
cosΨm—电动机的起动功率因数，一般取0．4；
K—电动机的起动倍数；
C—全压起动C=l．0，Y—△起动C=0．67，
自耦变压器起动50％抽头C=0．25，
65％抽头C==0．42，
80％抽头C=0．64。
2.2.3按起动电动机时母线容许电压降计算发电机容量
P=Pn·K·C·Xd″（1／△E-1）（kw）
Pn一造成母线压降最大的电动机或成组起动电动机组的容量（kw）
K—电动机的起动电流倍数；
Xd＂—发电机的暂态电抗，一般取0．25；
△E—母线允许的瞬时电压降，有电梯时取0．20，无电梯时取0．25。
尔在实际工作中，也可用系数法估算柴油发电机组的起动能力。
近年来，变频起动装置在民用建筑中应用越来越广泛，变频起动与其它起动方式相比，起动电流小而起动力矩大，对电网无冲击电流，引起的母线电压降也很小，因此，笔者认为，当电动机采用变频调速起动时，可以只考虑用计算负荷来计算发电机的容量，而不用考虑电动机起动的因素。
2.2.4工程实例：
以某工程为例，该工程建筑面积10000m2，12层，为二类高层，保安性负荷主要为消防负荷，其容量为191kw，最大一台电动机为喷淋
泵37kw，采用自耦降压80％抽头降压起动。
（1）按计算负荷计算
P=kPj／η=1．1x191／1kw=210．1kw
（2）最大的单台电动机起动的需要计算
P=（PΣ-Pm）／ηΣ+Pm·K·C·cosΨm
=（191—37）／0．85+37x6x0．64x0．4
=238．0kw
（3）按起动电动机时发电机母线允许电压降计算
P=Pn·K·C·Xd″（1／△E-1）
=37x6x0.64x0．25（1／0．20-1）
=142.08kw
根据以上计算，应选择≥238．0kw的发电机组一台，因此可选一台250kw机组。
3机组的选择
3.1台数的选择
当用电动机起动容量来选择发电机组的容量时，发电机台数不能多，因为台
数增加，单机容量小，有可能满足不了电动机的起动要求。
一般当容量不超过
800kw时，选用单机为好，当容量在800kw以上时，宜选择两台，且两台机组的
各种物理参数应相同，便于机组并车运行。
针对特殊场合可以选用两台，一主一备，或是互为备份，加强二次供电的可靠性。
3.2其它功能的选择
建筑备用应急发电机组宜选用高速柴油发电机组和无刷型自动励磁装
置。
选用的机组应装快速自动起动及电源自动切换装置，并应具有连续三次自起动的功能。
不宜采用压缩空气起动，一般采用24V蓄电池组作为起动电源。
4.机房设计
4.1柴油发电机房的选址
4.1.1考虑到柴油发电机组的进风、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：
①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；②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；③注意噪音对环境的影响；④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。
4.1.2针对我团发电机房的选址
我团院落较大，可将发电机房单独建设，虽有足够的便利性，也应注意一下几个方面：
（1）远离生活区，及办公区
噪音污染是其主要因素，尤其是大型发电机。
（2）远离食堂
发电机长时间使用，其渗漏的液体，以及挥发性油类会在排水网络渗出，影响食品安全。
（3）应尽量靠近变电站，或总配电箱
尽量减少线缆的铺设距离，减少材料消耗，节约成本，同时又可以使线损减少，保证发电机有效的功率。
4.2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，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=0.078PT
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≥1.5SS2≥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。
4.3排烟
排烟系统的作用是将气缸里的废气排放到室外。
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。
同时应做好排烟管道的防水防尘等防护工作。
排烟管敷设方式常用的有二种：
4.3.1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；
4.3.2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350～550C，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。
4.3.3排烟管倾斜角度
排烟管要向下倾斜5-10度，主要是防止雨水进入排烟管，防止雨水倒灌进发电机气缸及机油底壳，从而导致重大事故发生。
4.4.4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。
4.5机房接地
柴油发电机房一般应用三种接地：
①工作接地：
发电机中性点接地；②保护接地：
电气设备正常不带电的金属外壳接地；③防静电接地：
燃油系统的设备及管道接地。
各种接地可与高层建筑的其它接地共用接地装置，即采用联合接地方式。
4.6燃油的存放
机房内需设置8小时的日用油箱，其容积可按下式计算：
V=G·γ·A·τ
式中：
V——日用油箱容积（m3）；
G——柴油机燃油消耗量（kg/h），由样本查出；
γ燃油重度（kg/m3），轻柴油为810～860kg/m3；
A——油箱充满系数，一般取0.90；
τ供油时间，一般取8小时。
当机房设在建筑内时，日用油箱应设专用房间，用防火墙与柴油发电机隔开。
4.7降噪声处理
柴油发电机机房声源复杂，只有对整体隔声才能够达到良好的降噪目的，如果将机房完全密闭发电机散发的热量可以在短时间内上升到90度，因此消声是本工程治理的重点。
机房降噪需要对以上的噪声产生原因分别作处理，主要有以下方法：
4.7.1进排风降噪：
机房的进风通道和排风通道分别做隔音墙体，进风通道和排风通道内设置消音片。
在通道内有一段距离进行缓冲，这样就能降低声源从机房内向外辐射的强度。
4.7.2控制机械噪声：
机房内顶部和四周墙上铺设吸声系数高的吸、隔声材料，主要用来消除室内混响，降低机房内声能密度及反射强度。
为防止噪声通过大门向外辐射，设置放火隔音铁门。
4.7.3控制排烟噪声：
排烟系统在原有一级消音器的基础上安装特制二级消音器，可以保证机组排烟噪声的有效控制。
排烟管长度超过10米就要加大管径，以减少发电机组排气背压。
以上的处理可以改善发电机组的噪声及背压，通过降噪处理，机房内发电机组的噪声在室外可以达到用户的要求。
根据城市环境噪声标准规定白天要小于60db,夜间要小于50db.
4.8柴油发电机房的平面布置
选择机房的平面位置时，应尽可能与变配电室相邻，因为这样便于接线，减
少材料、电能的损耗，同时也便于管理。
在选择机房位置方面应注意以下几点：
（1）机房要有一面靠外墙，这样设备通风、排烟比较容易处理。
（2）应注意机组的吊装，搬运和检修方便。
一般利用停车库出入通道作为搬运通道，但若通道太小，应考虑吊装孔的位置。
（3）应避开潮湿之处，不要设在厕所，浴室，水池等经常积水场所的下面或隔壁，避免因厕所检修或楼板渗水影响机组的运行。
4.9消防
发电机房平时储备一定量的柴油，属于易燃易爆物品，存在一定的安全隐患，为了以防万一，或者说阻止灾害的继续扩大应安装消防设备。
烟雾报警器，以及自动喷淋装置，其喷淋装置应具有手动操作功能。
喷头出水量应在20L/min以上，能够形成良好水雾，将火熄灭。
在燃油存放区应设置沙箱，以及灭火器，灭火器类型为二氧化碳灭火器，并定期检查。
进出入口设防火卷帘门。
地面应设计机油坑和排油沟，防止长期使用地面存有油污，减少隐患。
5.发电机组的吊装
由于大型发电机组重量都是以吨计量，同时也是在发电机组安装施工中最容易引发安全事故的阶段，所以发电机的吊装过程显得尤为重要，我以在2005年亲自组织发电机吊装为样本进行参考：
工程概况
柴油发电机组的重量（400KVA）为6441kg，长宽高分别为4485、1749，1987。
5.2工地的准备工作：
5.2.1机具的准备：
32T汽车吊一辆
10T吊链4个
滚杠20根（每根2.5米）
滑子6个
钢丝绳80米
挂钩千斤4个
大绳50米
卡子35个
以及撬杠，方木等用具。
5.2现场机具设备安排：
1.准备6个碘钨灯，电压在36V以下供柴油发电机房施工照明用，在柴油发电机室附近设一个专用闸箱。
2.认真落实检察柴油发电机组的水平及垂直运输通道是否符合要求。
3.确定好吊装锚点的位置设置。
5.3设备吊装：
1.柴油发电机组的吊装可由室外直接吊入地下一层锅炉机房，经锅炉房水平运至柴油发电机房吊装深度距地平为-9.8米。
在设备吊装下方放方木、滚杠若干，使其和柴油发电机的基础座找平。
2.柴油发电机吊入后，可用吊链及滚杠拉至柴油发电机房基础位。
5.4设备吊装注意事项
1.搬运时应对土建地面、墙及门等注意保护，必要时可加胶皮，木板等进行保护。
2.请注意不要将设备损坏，因柜上指示灯，开关等全部为明装，不要把撬棍等物直接撬在易碎的部位。
3.拆箱及搬运过程中，必须有厂家人员参加开箱检验。
小组应认真清点并做好开箱纪录，零散备件应注意保管，发现问题及时汇报。
5.5设备吊装安全措施：
1、严格遵守国务院、部委、北京市以及总公司所颁发的各项安全生产各项法规与文件。
2、各级领导、施工员、操作工作严格贯彻执行《安全生产责任制》，遵守各项安全规章制度。
3、进入本工程进行安装的所有施工人员，在进场前必须进行安全教育，并组织书面考试，考试合格后方可进场工作。
4、各级领导及施工员在任何情况下不违章指挥，在安排生产的同时，必须保证安全，有可靠的措施并已经解决落实。
5、施工人员进行安装施工时，严格遵守安全操作规程，对违反安全操作规程者，任何人有权予以制止。
施工人员发现有不安全因素应立即停止工作，向施工员、安全员报告，在采取相应措施，并经施工员、安全员确认已消除后，方可继续安装施工。
6、严格执行《建设工程施工现场供用电安全规范》，以及现场所制定的各有关规定。
严格禁止非暂设电工对现场用电进行操作。
7、施工员应根据工程施工部位、施工条件、施工特点进行针对性的安全交底、提出要求和措施，并严格执行，经常督促检查。
8、坚持班前讲话制度，认真开展各项安全活动，提高安全知识与安全意识，按要求作好安全日志。
9、严禁酒后作业、穿高跟鞋或拖鞋进入施工现场。
严禁施工过程中嬉笑打闹。
10、进入现场戴安全帽，高处作业搭设脚手架，操作前系好安全带。
11、在较高的吊顶及电梯井道内施工时一定要带好安全帽、系好安全带，防止高处坠物及摔伤。
严格执行现场施工的消防、安全、保卫管理条例及有关规定。
12、吊装前应严格认真检查吊装用具，各大型机具承重器具是否完好无损，保证设备吊装工作的顺利进行。
13、吊装运输的整个过程应由专人负责统一指挥。
其余人员密切合作。
吊装时一定要吊在设备的吊点上。
14、现场工作时不准打闹，说笑，工作前不能喝酒。
15、在吊装运输过程中要防止坠落，滚杠设备挤压手、脚、身体等事故发生，保障人身安全。
5.6成品保护措施：
（1）根据工程的特点制订针对性的成品保护措施；
（2）设立专用库房，对易于丢损的零部件、材料设专人保管，钥匙专人负责；
（3）重要设备、零部件在施工安排上采取重点保护措施；
（4）在成品保护工作中注意与土建及相关单位做好协调，办理手续，分清责任；
（5）在注意做好安装工程的成品保护工作的同时，重视对土建装修等其他工程的成品保护工作，严禁野蛮施工，顾此失彼；
（6）合理安排施工计划，施工中爱护其他专业、其他项
目的成品，有问题及时协商，妥善解决。
（7）管道安装中断处或欲留管口采取临时封堵措施，以防杂物掉进造成造成管道堵塞；阀门得手轮不得擅自拧动。
5.7消防措施：
（1）焊工必须持证上岗，施焊前必须办理动火证，且清理易燃物，备好消防器材。
（2）库房内设备摆设整齐，备好消防器材。
（3）班组每天对现场进行一次检查，发现隐患立即解决。
（4）施工现场严禁吸烟，严禁擅自点火取暖。
（5）氧气、乙炔及其它易燃、易爆物品，严禁进楼，氧气、乙炔在使用过程中远离火源，且两瓶之间的距离大于10米。
5.8现场保卫措施：
（1）施工保卫与文明施工是保证正常工作的必要条件，认真做好相应工作，在思想认识上高度重视；
（2）机具房、库房、办公室及更衣室的门窗保证牢固可靠，专人管理钥匙，人走锁门，重要房屋装防盗装置。
（3）小型工具、仪表、装箱入柜，由专人负责保管。
（4）不准将个人贵重物品、较多金钱带入工地。
（5）遵守各项保卫制度，服从保卫人员管理，做到遵纪守法
6.主机安装
6.1在机组安装前必须对现场进行详细的考察，并根据现场实际情况编制详细的安装计划.
6.2.对基础的施工质量和防振措施进行检查，保证满足设计要求。
6.3根据机组安装位置、机组重量选用适当的起重设备和索具，将设备吊装就位，机组运输、吊装须由起重工操作，电工配合进行。
6.4使用垫铁等固定铁件实施稳机找平作业，预紧地脚螺栓。
必须在地脚螺栓拧紧前完成找平作业。
采用楔铁找平时，应将一对楔铁用点焊连接。
6.5排气、燃油、冷却系统安装
（1）排气系统的安装：
柴油发电机组的排气系统由法兰连接的管道、支撑件、波纹管和消声器组成，在法兰连接处应加石棉垫圈，排气管管出口应经过打磨，消声器安装正确。
机组与排烟管之间连接的波纹管不能受力，排烟管外侧宜包一层保温材料。
（2）燃油、冷却系统的安装：
主要包括储油罐、机油箱、冷却水箱、电加热器、泵、仪表和管路的安装。
6.6电气设备的安装
（1）发电机控制箱（屏）是发电机的配套设备，主要是控制发电机送电及调压。
根据现场实际情况，小容量发电机的控制箱直接安装在机组上，大容量发电机的控制屏则固定在机房的地面基础上，或安装在与机组隔离的控制室内，具体安装方法应符合成套配电控制柜（屏、台）安装工艺标准。
（2）对于500KW以下的柴油发电机组，随机组配有配套的控制箱（屏）和励磁箱，对于500KW以上的机组，机组生产商一般提出控制屏。
（3）根据控制屏和机组安装的位置安装金属桥架，应符合电缆桥架安装工艺标准。
6.7地线安装
（1）将发电机的中性线（工作零线）与接地母线用专用地线及螺母连接，螺栓防松装置齐全，并设置标识。
（2）将发电机本体和机械部分的可接近导体均应与保护接地（PE）或接地线（PEN）进行可靠连接。
6.8机组接线
（1）敷设电源回路、控制回路的电缆，并与设备进行连接，应符合电缆敷设工艺标准。
（2）发电机及控制箱接线应正确可靠。
馈电线两端的相序必须与原供电系统的相序一致。
（3）发电机随机的配电柜和控制柜接线应正确无误，所有紧固件应牢固，无遗漏脱落、开关、保护装置的型号、规格必须符合设计要求。
7机组调试
（1）将所有的接线端子螺丝再检查一次；
（2）用机组的启动装置手动启动柴油发电机无负荷试车2（*1）h，检查机组的转向和机械转动有无异常，供油和机油压力是否正常，冷却水温是否过高，转速自动和手动控制是否符合要求；如发现问题，及时解决。
（3）柴油发电机无负荷试车合格后，再进行4（*2）h空载试验，检查机身和轴承的温升；只有机组空载试验合格，才能进
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