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云南柴油发电机组设计探讨

来源: 时间:2018-05-09 10:38:13 次数:

云南柴油发电机组设计探讨:?GB 50016 - 2014《建筑设计防火规范》(以下简称《建规》)已于2015年5月1日实施,其中第5. 4. 13条针对布置在民用建筑内的柴油发电机房提出了相关规定,且其中2 ~ 6款为强制性条文,设计人员必须引起高度重视。
云南柴油发电机组设计探讨:GB 50016 - 2014《建筑设计防火规范》(以下简称《建规》)已于2015年5月1日实施,其中第5. 4. 13条针对布置在民用建筑内的柴油发电机房提出了相关规定,且其中2 ~ 6款为强制性条文,设计人员必须引起高度重视。以下为笔者对柴油发电机组设置的原则、柴油发电机组容量的选择、柴油发电机房设计等方面进行的梳理及探讨。
云南柴油发电机组设计
1柴油发电机组设置的原则

为了满足供电的要求,符合下列条件之一时,宜设应急柴油发电机组

a. 为保证一级负荷中特别重要的负荷用电,但从市电获得第三重市电电源有困难,或设置自备电源更经济合理。

b. 用电负荷为一级负荷,但从市电获得双重电源中的第二路电源有困难,或设置自备电源更经济合理。

c. 用电负荷为二级负荷,但从市电获得两回线路电源或采用一回6 kV及以上专用的架空线路供电有困难,或设置自备电源更经济合理。

d. 用电负荷为三级负荷,所在地区偏僻,远离电力系统,设置自备电源作为主电源更经济合理。

相关规范已明确要求设置柴油发电机组或自备电源

a. JGJ 312 - 2013《医疗建筑电气设计规范》第4. 4. 1条要求:三级医院应设置应急柴油发电机组,二级医院宜设置应急柴油发电机组。应急柴油发电机组的容量应保证一级负荷中特别重要的负荷用电,并宜保证一级负荷的用电。对于柴油发电机组的供油时间,三级医院应大于24 h,二级医院宜大于12 h。

b. GB 50174 - 2017《数据中心设计规范》第8. 1. 12条、8. 1. 13条要求:A级数据中心应设置应急柴油发电机组;B级数据中心当供电电源只有一路时,需设置后备柴油发电机系统。应急柴油发电机组的容量应包括不间断电源系统的基本容量、空调和制冷设备的基本容量。对于柴油发电机组的供油时间,A级数据中心宜满足12 h用油。

c. JGJ 354 - 2014《体育建筑电气设计规范》第6. 1. 4条、6. 1. 5条要求:特级体育建筑可设应急柴油发电机组作为应急电源和备用电源;甲级及以上等级的体育建筑应为临时柴油发电机组的接驳预留条件。对于柴油发电机组的供油时间,应能满足体育赛事的需要。

d. JGJ 62 - 2014《旅馆建筑设计规范》第6. 3. 1条要求:四级旅馆建筑宜设自备电源,五级旅馆建筑应设自备电源,其容量应能满足实际运行负荷的需求。国际品牌酒店标准已明确提出要求设置柴油发电机组,柴油发电机组所带的负荷一般分为两类:一类是消防负荷;另一类是维持运营的重要负荷,如弱电机房、酒店管理用计算机及设备管理用计算机、厨房冷库、生活水泵等设备供电。对于柴油发电机组的供电时间,酒店管理方甚至提出要求应大于48 h。

e. JGJ 392 - 2016《商店建筑电气设计规范》第3. 5. 4条要求:大型超级市场应设置自备电源。很多大型品牌超市在设计指引中明确要求预留单独的柴油发电机房。

备用电源与应急电源可合用设置柴油发电机组

备用电源与应急电源是两个完全不同用途的电源:备用电源是当正常电源断电时,由于非安全原因用来维持电气装置或其某些部分所需的电源;而应急电源,又称安全设施电源,是用作应急供电系统组成部分的电源,是为了人体和家畜的健康和安全,以及避免对环境或其他设备造成损失的电源。目前行业内已达成共识,设计中备用电源与应急电源可合用设置柴油发电机组。在市电停电非消防状态时,确保向非消防重要负荷的供电;在市电停电消防状态时,切除非消防负荷,确保向消防负荷供电。

笔者在设计广州太古汇项目时,机电顾问最早方案消防负荷单独设置柴油发电机组,但为了减少投资及柴油发电机房面积等,业主及机电顾问接受了设计院的意见,备用电源与应急电源合用设置柴油发电机组。

实际工程应急柴油发电机组的设置及使用情况调查

实际工程设置柴油发电机组,南北地域差别很大。在广州,由于南方电网之前的供用电合同中明确要求业主自备保安电源,即使进线满足双重电源的要求,供电部门也不承诺不同时停电,所以消防负荷为一级负荷的建筑物项目均设置了柴油发电机组,消防负荷为二级负荷的建筑物大部分也设置了柴油发电机组。但最近查阅南方电网的供用电合同,用电保安电源中增加了可由供电方提供的选项,笔者就消防负荷供电事宜咨询过广州消防部门的意见,答复是只要满足规范要求即可,没有特别强调要求设置柴油发电机组。正因为此原因,北方大部分建筑物未设置柴油发电机组。表1是部分工程柴油发电机组设置方案。

表1  部分工程柴油发电机组设置方案

笔者对上述项目柴油发电机组使用情况进行了调查,使用方都没有因为市电停电而投入使用柴油发电机组,偶尔在广州市对商业限电期间投入使用过。天河城项目是广州市消防重点监管单位,在日常消防检查时,由于在地下二层设置了容量40 m3储油罐,消防部门多次提出要求整改。使用方咨询过消防部门意见,按目前市政电源已满足消防负荷供电要求,可取消设置柴油发电机组。但本工程中含有喜来登五星级酒店及近200 m高写字楼,笔者认为应设置柴油发电机组,但可减少台数及储油罐的容量。

2柴油发电机组容量的选择

a. 按稳定负荷计算发电机组容量。设计应取市电停电下需确保重要负荷的供电容量与消防状态下应急供电容量的较大值。实际设计中对消防应急供电容量计算争议很大,笔者认为可按一处火灾点时最大消防状态下计算发电机组容量,同时给排水、空调专业消防设计时均按一处火灾点设计。消防应急供电容量可参照上海市工程建设规范DGJ 08 - 2048 - 2016《民用建筑电气防火设计规程》第4. 1. 13条计算:应保证火灾发生时建筑物内所有应急照明、消防电梯、消防水泵、相邻两个最大的防火分区排烟风机及正压风机的正常供电。

b. 按最大的单台电动机或成组电动机启动的需要计算发电机组容量。实际设计中如单台电动机容量较大时,消防设备可采用星三角启动或自耦变压器等降压启动方式,非消防重要设备还可采用软启动器、变频器启动;启动电流较大的设备宜分时启动,以便减少柴油发电机组容量。

c. 按启动发电机时,发电机母线允许电压降计算发电机组容量。实际设计中可采用上述b中的措施,减少柴油发电机组容量。

d. 柴油发电机组容量选择时应标明机组的常用功率 / 备用功率,常用功率指发电机组在24 h之内连续使用的最大功率,而备用功率指发电机组在每12 h之内有1 h可在常用功率的基础上超载10 %,如常用功率 / 备用功率1 000 kW / 1 100 kW。国内机组一般给出的功率为常用功率,进口机组一般给出的功率为备用功率。

e. 柴油发电机组容量选择时,应考虑外界气压(海拔高度)、温度等条件的不同,发电机组功率应进行修正。

f.  柴油发电机组容量选择时,应综合考虑机组的造价、电压等级、供电的可靠性等因素,低压柴油发电机组单台容量不宜大于2 000 kW,设有多台柴油发电机组宜采用并机运行,并机总容量不宜超过4 000 kVA。


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