一、设置原则
在高层建筑供电设计中,首先必须明显什么情况下应设置柴油发电机组,我们先从高层建筑的负荷等级谈起:
①高层建筑中的消防水泵、防排烟设施、消防电梯、应急照明等消防用电,按照《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)9.1.1条规定,一类高层建筑应安一级负荷要求供电,二类高层建筑应按二级负荷要求供电。
②按《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16-92)3.1条规定,高层建筑中许多部位的负荷为一级负荷,如一、二级旅馆的宴会厅、娱乐厅、高级客房、厨房,重要办公建筑的客梯电力、主要办公室、会议室照明,大型百货商店的营业厅照明;还有一些部位的负荷为二级负荷,如百货商店的自动扶梯、客梯电力,部、省级办公建筑的主要办公室、会议室照明等。一级负荷中还含有特别重要负荷,如重要的交通枢纽、通讯枢纽以及经常用于重要国际活动的大量人员集中的公共场所等的一级负荷。
一级负荷应由两个电源共电。二级负荷当条件允许时也宜由两个回路供电,特别是属于消防用电的二级负荷,应按二级负荷的两个回路要求供电。由此可见,高层建筑对供电的可靠性要求较高,都要求两个电源供电。因此,考虑设置柴油发电机组的原则如下:
①对电网能够提供二个独立电源的高层建筑,按规范已经满足了一、二级负荷的要求,原则上可不设柴油发电机组。但是,对于特别重要的高层建筑(如超高层建筑),其内部含有特别重要负荷,应考虑一电源系统检修或故障时,另一电源系统又发生故障的严重情况,此时一般应设柴油发电机组做应急电源。
②对于当地电网只能提供一路电源、或取得第二电源有困难或不经济合理的高层建筑,应设柴油发电机组提供第二电源。此时,柴油发电机组是作为备用电源使用,不仅仅是应急用。
③按照我国旅游饭店星极标准,四星级及五星级宾馆应设自备发电系统。以上是设置柴油发电机组的基本原则。值得一提的是,在国内外一些高层建筑中,即使市网供电相当可靠,可以满足规范要求,但也都设置了自备应急发电机组,以便当市网万一中断供电,一方面能保证停电期间消防用电的需要,同时也能使大厦的基本秩序得以维持。
二、柴油发电机组容量的选择(12KW-2000KW) ?
三、机组型式选择
1. 起动方式?
柴油机在起动时,必须依靠外力驱动曲轴旋转,当达到一定转速时,气缸内的空气被压缩到一定的压力和温度,使喷进气缸的燃油开始燃烧,柴油机才开始正常地运转起来。柴油机的起动方式有三种,①手摇起动,通过手摇装置把柴油机起动起来;②电动起动:利用电动机作为动力,通过传动机构来驱动曲轴旋转,从而使柴油机起动起来,电起动所用的电源为蓄电池,电压一般为24V;③压缩空气起动,把压缩空气导入柴油机气缸中,利用它的压力来推动活塞,使柴油机曲轴旋转,当达到一定转速时停送空气,而向燃烧室喷入燃油,便可把柴油机起动起来。
当采用自动信号控制起动电动机或控制压缩空气阀,并对润滑系统和冷却系统采取措施后,便可实现机组自起动。
在高层建筑中宜采用电起动方式,避免采用压缩空气起动方式。一类高层建筑中一定要选择带自起动装置的柴油发电机组,一旦市网供电中断,必须在15秒内供电(高规要求30秒)。二类高层建筑中有条件时,也宜采用带自起动装置的机组,有困难时也可采用手动起动装置。
2. 转速
柴油发电机组按转速分高、中、低三类。高速转速≥1000转/分;中速转速在300~1000转/分;低速转速≤300转/分。?
在高层建筑中应选用转速1000~1500转/分的高速机组。此种机组具有体积小、重量轻、运行可靠等优点。
3. 冷却方式
柴油机在运行中由于柴油的燃烧产生高温,为保证柴油机受热机件及增压器外壳等部分不受高温的影响,并保证各工作面的润滑,就要在受热部分进行冷却。柴油机冷却不良、机件温度过高时,将会引起一些故障。柴油机机件也不能过度冷却,机件温度太低也会造成不良后果。由此可见,冷却系统的功用是从各受热机件传走部分热量,使机件保持正常的工作温度。柴油机的冷却方式有水冷和风冷两种。水冷方式即用水冷却气缸,风冷方式即用风冷却气缸。水冷机组中一种为封闭式自循环水冷却机组,它是由散热水箱?水泵?柴油机体的水冷腔,再返回到散热水箱,而散热水箱是利用机组上的风扇进行冷却的,另一种为开式循环冷却机组。在高层建筑中,一般情况下应选择闭式水循环冷却的整体机组,此种机组所占面积和空间较小。
4. 励磁系统?
励磁系统是发电机的主要组成部分。励磁系统调节的主要任务是维持电压于一定水平、增加输送功率和输送距离、提高系统的动态稳定性等。励磁装置有很多种,高层建筑中一般选择无刷型自动励磁装置。采用此种励磁方式的发电机组特点是:当与自动电压调整装置配套使用时,其静电压调整率可保证在±2.5%以内,这种类型机组能适应各种运行方式,易于实现机组自动化或对发电机组的遥控。
Top>>高层建筑的消防自备电源对自备柴油发电机的要求
(1)一类高层建筑自备发电设备,应设有自动起动装置,并能在30秒内供电;
(2)二类高层建筑自备发电设备,当采用自动起动有困难时,可采用手动起动装置.
当地区供电条件不能满足消防一级负荷和二级负荷的供电可靠性要求,或从地区变电站取得第二电源不经济时,应设置自备消防备用电源。
自备消防备用电源有:应急发电机组、蓄电池组、不间断电源装置(UPS)、燃料电池。
高层建筑的消防自备电源对自备发电设备(自备应急发电机组)的要求有:
自备应急发电机组有柴油发电机组和燃气轮机发电机组两种。
选择柴油发电机组时,宜选用高速柴油发电机组和无刷型自动励磁装置。因为,高速柴油发电机组具有体积小、重量轻、起动运行可靠等优点。无刷型自动励磁装置具有适应各种起动方式、易于实现机组自动化或对发电机组遥控的特点,并且,当与自动电压调整装置配套使用时,可使静态电压调整率保证在士2.5%以内。
自备应急发电机组应装设快速自动起动及电源自动切换装置,并具有连续三次自起动的功能。对于一类高层建筑,自起动切换时间不超过30s;对于其他建筑,在采用自动起动有困难时也可采用手动起动装置。机组一般应采用电起动,不宜用压缩空气起动。发电机组总台数不宜超过2台,?单机容量一般在800kW及以下。
燃气轮机发电机装置包括燃气轮机、发电机、控制屏、起动蓄电池、油箱、进气和排气,消音器及其他设备等。机组可分为固定型、可动型和轨道型。发电机为三相交流同期发电机、无刷交流励磁方式。
气轮机的冷却不需水冷而用空气自行冷却,加之燃烧需要大量空气,所以,燃气轮机组的空气需要量比柴油发电机组大2.5~?4倍。因此,装设位置必须考虑进气排气方便的地上层或屋顶为宜,不宜设在地下层,因地下层的进气排气都有一定难度。
Top>>进口柴油发电机组与国产柴油发电机组的优缺点
国民经济的高速发展,导致的近年国家电力的严重不足。自备柴油发电机组是对缺电企业电力的一个很好的补冲。对于急于购买柴油发电机的企业来说,进口还是国产,这是个矛盾,而且是个越来越让人头疼的问题。
购买时应该先客观理性的分析各个方面:
1、质量:很多消费者认为国产机质量不是很好,其实不然。国产柴油机其实质量已经非常过硬了,关键是你买的是不是原装正宗货。如果买到假货,那质量的确是非常差。进口柴油机的假货情况也非常严重,质量也非常不好。翻新的进口柴油机在没实际使用时很多行内人士都不太可能通过外观来分辨出,但国产柴油机假货可以随便请到内行人鉴别。就是避开假货不谈,进口机的大部分品牌质量也并不比国产机好,甚至某些品牌不如国产机的部分名牌质量好。国产机的特点是耐用、能适应恶力环境的使用,而进口柴油机对工作条件要求比较高,一般作为消防备用等使用环境较好,使用次数较少的情况下购买较为适合。
2、噪音:进口机的分贝标称值是按"≥"计算,而国产机的分贝标称值是按"≤"计算,这就是我们在看技术参数时进口机比国产机噪音低很多的原因.其实进口机的分贝比国产机只是略微低一点。不管是进口机还是国产机,只要是加装正规成套厂配套的消音器,发出的噪音是可以达到国家标准的,况且,机房还可以隔离掉一部分噪音。人在室外是基本感觉不到有多大的噪音了。
3、维修及配件:机组质量再好也不可能没有故障,有了问题就涉及到维修和配件了。国产机维修比较方便,特别是配件,很多柴油机的配件在国内县级城市都可以买到。进口柴油机的特点是相对小问题较少,但万一出一点故障要更换零部件,且价格较高。如:国产柴油机的油泵买一台新的仅是进口柴油机校一次油泵费用的1/4到1/3,这对于企业来说还不是是灾难性的,如果要换零部件只能向总部要货,这一折腾可能要几个月时间,而在这段时间里柴油发电机就纯粹是角落里的一堆废铁,企业的许多工作就有可能要停下来。
4、油耗:同噪音一样:进口机是按"≥"计算,而国产机是按"≤"计算,一般国产机耗油是全负荷使用的情况下每千瓦每小时≤209克至230克左右,而进口机在全负荷使用的情况下每千瓦每小时≥201克至220克左右。用户在选购时可以从进口机与国产机的差价结合自己实际需要的使用时间来计算合理的选购方案。
5、价格:实际上进口机在含关税的情况下比国产机的成本并高不了多少,或者等同于国内同型号的价格,但销售价格远高于国产机组。这也是进口柴油机成套厂家充分利用了国人崇洋媚外的心理来赚取高额的利润。但现在某些品牌的进口柴油机价格已经远低于同功率国产柴油机的价格,个中原因就不方便“揣测”了。
6、底座带油箱:有的进口柴油发动机油箱配在底部,整体感较好、结构紧凑、外形美观。但也有缺点:底部油箱通常用有机合成塑料制成,容易与柴油相似相溶,国产柴油中含有机杂物和水分较多,更催化了这种胶合,这种柴油与油箱的胶合形成的混合物会堵塞进油管,导致油路不通畅而造成发电机组启动困难、启动后转速不稳、无故停机等故障。而机底油箱又不易于排污和维护,从而使油污形成沉积。
另外,底部油箱作为机组选配件随机组进口,其价格较高。因此,用户最好还是使用外接油箱,便于维护和保养,而且也能增加进油压力。若已经配备了底部油箱,最好将机组垫高或设置排污管道,便于清洁和维修。