馬昔貴

(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司)

1 柴油發(fā)電機(jī)房概述

柴油發(fā)電機(jī)房一般情況下有柴油發(fā)電機(jī)、進(jìn)風(fēng)、排風(fēng)豎井、儲(chǔ)油問(wèn)、煙囪、油路系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)，其中冷卻系統(tǒng)分成柴油機(jī)的冷卻系統(tǒng)與柴油發(fā)電機(jī)房的冷卻系統(tǒng)。柴油機(jī)的散熱冷卻系統(tǒng)包括水冷冷卻、風(fēng)冷冷卻，然而柴油發(fā)電機(jī)房的冷卻設(shè)計(jì)一般只包括采用風(fēng)冷冷卻?，F(xiàn)在柴油發(fā)電機(jī)組由柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)、智能啟動(dòng)控制系統(tǒng)、柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)組成，是一個(gè)全自動(dòng)控制的產(chǎn)品。要使其正常運(yùn)轉(zhuǎn)，需要有通風(fēng)冷卻管道系和外部的給油系統(tǒng)。當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)40℃以上時(shí)，每上升11℃，發(fā)電功率下降2%，因此維持機(jī)房溫度是柴油發(fā)電機(jī)輸出額定功率的重要條件，通常機(jī)房溫度宜≤40℃。

表1 柴油機(jī)工作時(shí)的散熱量系數(shù)η1值

2 柴油發(fā)電機(jī)房通風(fēng)的內(nèi)容

2.1 工作通風(fēng)

水冷柴油發(fā)電機(jī)須考慮工作時(shí)耗氧所需消耗的空氣量，風(fēng)冷發(fā)電機(jī)冷卻風(fēng)量大，一般采用自然進(jìn)風(fēng)的辦法。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)利用自帶的風(fēng)扇壓力排放熱量，然而柴油發(fā)電機(jī)自帶的風(fēng)機(jī)壓頭僅僅只有150 Pa左右，在井道阻力過(guò)大時(shí)需要增加風(fēng)機(jī)克服井道的阻力。一般如果進(jìn)風(fēng)井阻力大，則需要加進(jìn)風(fēng)機(jī);如果排風(fēng)井阻力大，則需要加排風(fēng)機(jī)。

2.2 平時(shí)通風(fēng)

風(fēng)冷和水冷發(fā)電機(jī)的機(jī)房平時(shí)通風(fēng)換氣次數(shù)為6次，儲(chǔ)油間通風(fēng)換氣次數(shù)不應(yīng)小于3次。對(duì)于采用氣體滅火系統(tǒng)的機(jī)房，在火災(zāi)發(fā)生后，本通風(fēng)系統(tǒng)負(fù)責(zé)排除室內(nèi)的廢氣，但并不是事故通風(fēng)，為保證人的人身安全，應(yīng)該按事故通風(fēng)設(shè)置啟動(dòng)按鈕。

3 設(shè)計(jì)的一般原則

3.1 設(shè)計(jì)參數(shù)

室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)ta≤35℃，當(dāng)機(jī)組不運(yùn)行時(shí)，冬季室溫≥5℃。

室外設(shè)計(jì)參數(shù)以規(guī)范為準(zhǔn)。

3.2 送、排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則

柴油發(fā)電機(jī)組燃燒、冷卻時(shí)需要大量的空氣，無(wú)風(fēng)道時(shí)，散熱器距離排風(fēng)口距離不應(yīng)該超過(guò)150 mm，為防止熱空氣再循環(huán)，超過(guò)此距離需安裝相應(yīng)的風(fēng)道;一般情況下建議自然風(fēng)進(jìn)口面積最少是機(jī)組散熱器排風(fēng)面積的2倍左右，自然排風(fēng)口的面積應(yīng)為散熱器排風(fēng)口的1～5倍左右。計(jì)算排風(fēng)口的尺寸時(shí)，應(yīng)該將送、排風(fēng)百葉窗的有效通風(fēng)面積考慮進(jìn)去。

3.3 柴油發(fā)電機(jī)送排風(fēng)量的計(jì)算

表2 柴油發(fā)電機(jī)發(fā)熱量

(1)柴油發(fā)電機(jī)燃燒時(shí)所要的空氣量以柴油機(jī)馬力的大小為準(zhǔn)，通常采取每小時(shí)每馬力6 m3。

(2)排除余熱所需的風(fēng)量計(jì)算

式中:L為必須得換氣量，m3/h;t1為室內(nèi)排風(fēng)設(shè)計(jì)溫度，℃;按照35℃取;t2為室外排風(fēng)設(shè)計(jì)溫度，℃;按照規(guī)范中當(dāng)?shù)貧庀髼l件取;q為柴油發(fā)電機(jī)房的發(fā)熱量，W，如果沒(méi)有廠家資料可按照表2選取。

柴油發(fā)電機(jī)房機(jī)組的排風(fēng)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，通常應(yīng)設(shè)熱風(fēng)管道且有組織地進(jìn)行，機(jī)房里面要有足夠的新風(fēng)補(bǔ)充進(jìn)來(lái)。柴油發(fā)電機(jī)在運(yùn)行的時(shí)候，機(jī)房的換氣量應(yīng)等于或者大于柴油發(fā)電機(jī)燃燒所需要的新風(fēng)量和維持機(jī)房室溫所需要的新風(fēng)量之和。維持室溫所需新風(fēng)量計(jì)算公式

式中:c為所需的新風(fēng)量，m3/s;p為柴油發(fā)電機(jī)的額定功率，kW;t為機(jī)房溫度的升高值，℃。

維持柴油發(fā)電機(jī)燃燒所需要的新風(fēng)量在無(wú)資料的情況下，可以按照每千瓦制動(dòng)功率需0.1 m3/min來(lái)計(jì)算。

柴油發(fā)電機(jī)房的通風(fēng)通常以排風(fēng)設(shè)置熱風(fēng)管道、進(jìn)風(fēng)利用自然風(fēng)進(jìn)風(fēng)的方式為主。進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口最好分別布置在機(jī)組的兩端，以免形成氣流短路，影響散熱效果。熱風(fēng)管道與柴油機(jī)散熱器連接在一起，其中連接的地方才用軟接頭形式，熱風(fēng)管道平直，當(dāng)需要轉(zhuǎn)彎的時(shí)候，轉(zhuǎn)彎半徑做到盡量大且內(nèi)部平滑，出風(fēng)口盡量做到接近而且正對(duì)散熱器。

機(jī)房的出風(fēng)口、進(jìn)風(fēng)口的面積應(yīng)滿足下式要求

式中:s為柴油發(fā)電機(jī)的散熱面積;s1為出風(fēng)口的面積;s2為進(jìn)風(fēng)口的面積。

在寒冷地區(qū)特別注意進(jìn)風(fēng)口、排風(fēng)口平時(shí)對(duì)機(jī)房溫度的影響，以免機(jī)房溫度過(guò)低而影響機(jī)組的正常起動(dòng)。風(fēng)口與室外的連接處可設(shè)置風(fēng)門，機(jī)組運(yùn)行時(shí)自動(dòng)開啟，平時(shí)則處于關(guān)閉的狀態(tài)。

5 選址

清潔、涼爽、干燥的環(huán)境是柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)的理想條件，這些條件我們?cè)谶x址的時(shí)候應(yīng)該做到盡量滿足。一般情況下，我們不會(huì)將其設(shè)置在主要的出入口附近，而是設(shè)置在建筑物的背面。對(duì)于高速公路柴油發(fā)電機(jī)房，一般情況下，我們將機(jī)房?jī)擅嬷苯涌渴彝猓@樣，一面墻專門用作進(jìn)風(fēng)使用，另一面專門用作排風(fēng)使用，從而更好的提高進(jìn)、排風(fēng)條件。

6 協(xié)調(diào)好通風(fēng)與防塵

這兩個(gè)方面本身是矛盾的，過(guò)于考慮防塵，便會(huì)影響機(jī)房的通風(fēng)，而如果通風(fēng)良好，那么防塵性能必然會(huì)適當(dāng)?shù)南陆担@就要求機(jī)房設(shè)計(jì)人員應(yīng)該以實(shí)際情況進(jìn)行協(xié)調(diào)和計(jì)算。機(jī)房防塵不好，會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生危害，在保證機(jī)房通風(fēng)的情形下，還考慮到機(jī)房的防塵作用，通過(guò)增加進(jìn)風(fēng)排風(fēng)百葉，來(lái)保證機(jī)房的風(fēng)質(zhì)和風(fēng)量。通風(fēng)的計(jì)算主要包含機(jī)房的進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)和排風(fēng)系統(tǒng)，以機(jī)組燃燒所需要的燃?xì)饬亢蜋C(jī)組散熱所需的換氣量為準(zhǔn)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算。燃?xì)饬亢蛽Q氣量之和便是機(jī)房的通風(fēng)量，這要求一般機(jī)房的通風(fēng)量以機(jī)房的溫度升高值控制在5～10℃以內(nèi)的情況下為根據(jù)計(jì)算出來(lái)，這要求是比較高的，通風(fēng)量隨機(jī)房溫度的變化而變化，如果將機(jī)房的溫度的升高控制在5～10℃以內(nèi)時(shí)，計(jì)算出來(lái)的燃?xì)饬亢蛽Q氣量，便是此時(shí)機(jī)房的通風(fēng)量，進(jìn)而根據(jù)通風(fēng)量便可計(jì)算進(jìn)排風(fēng)口的尺寸。

7 結(jié)論

高速公路收費(fèi)站柴油發(fā)電機(jī)房的重要性可見(jiàn)一斑，它在處理高速公路收費(fèi)站電力不足問(wèn)題及加快完善高速公路收費(fèi)站信息流通等多個(gè)發(fā)面發(fā)揮了不可小覷的作用。而發(fā)電機(jī)房通風(fēng)又對(duì)發(fā)電機(jī)組的的散熱起到了關(guān)鍵的作用，風(fēng)冷冷卻的高效利用不僅可以提高柴油發(fā)電機(jī)組的正常使用的能力，又可以降低成本，更好的研究柴油發(fā)電機(jī)房有很現(xiàn)實(shí)的意義。

[1]劉曉梅.柴油發(fā)電機(jī)房通風(fēng)設(shè)計(jì)問(wèn)題的探討[J］.福建建筑，2010，(10).

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[3]寇繼海.關(guān)于遼寧省高速公路收費(fèi)站土建部分設(shè)計(jì)的探討[J］. 東北公路，2002，(3).