柴发机房通风设置要求和排烟管道安装规范

摘要∶随着我国经济的快速发展，许多高层民用建筑在全国各地相继建成或正在建设。这些高层民用建筑中大多数都配套建有柴发机房，而柴发机房的通风设计对发电机组长期正常运行是十分重要的。机房内适宜的环境条件是保证柴油发电机组正常运行的前提，康明斯公司在本文阐述了柴发机房的设计知识点，总结柴发机房通风方式及通风换气量计算及柴油发电机组排烟系统的设计计算，为今后柴发机房的设计提供指导。

      柴发机房通常有柴油发电机、储油间、进排风竖井、烟囱，除此之外还应有油路系统、冷却系统，其中冷却系统又分为发电机的冷却系统和柴发机房的冷却系统。对发电机的散热器冷却又分为风冷冷却、水冷冷却方式，而柴发机房的冷却通常设计采用风冷冷却。现在柴油发电机组由发电机、发电机、智能启动控制系统、发电机冷却系统组成，是一个全自动控制的产品，要使其正常运转，需要有通风冷却管道系统和外部的给油系统。

      柴油发电机在一定环境条件下才能发挥其额定功率。若环境条件有所改变，会直接影响柴油发电机的功率。柴油发电机的额定功率是指外界大气压力为100KPa（760mmHg），环境温度为20℃，空气相对湿度为50%的情况下，能以额定方式连续运行12h的功率（包括超负荷10%运行1h）。发电机房的温度对发电机的效率影响较大，当室内温度达40℃以上时，每上升11℃，发电功率下降2%，因此为保证发电机组的正常运行，机房内各房间温湿度宜符合表1要求。

     布置柴发机房时应考虑柴油发电机组的进风、排风以及排烟等情况，根据JGJ16—2008《民用建筑电气设计规范》的要求，柴发机房宜布置在首层，通常情况下民用建筑常位于黄金地带，其首层可谓寸金寸土，并且发电机房设在首层会给周围环境带来一定噪声污染，因此按照规范规定，的确有困难时，也可布置在地下室。由于地下室通风不畅，给机房设计带来一系列不利因素，通常设计为竖井机械排风系统结合竖井自然或机械进风的方案。设计时机房的选址应注意以下几点∶

      柴发机房及储油间均按照6次/h换气次数计算排风量，设排风机机械排风，由送风竖井自然进风。

③ 当室内外空气温差较小且水量不足时，宜采用直接蒸发式冷风发电机组降低机房温度。

（3）当柴发机房采用水冷却时，按排除柴发机房内有害气体所需的通风量经计算确定，有害气体的容许含量取∶C0为30mg/m3福田发电机出租，丙烯醛为0.3mg/m3，或按大于等于20 m3/（kw·h）计算进风量。

      根据发电机额定功率取经验数据计算：7m3/（kw.h）。

      柴发机房内的余热量包括发电机的散热量Q、发电机的散热量Q和排烟管道的散热量Qy，即Qyu=Q1+Q2+Qy

      式中，Q1——发电机的散热量，kW；η1——发电机工作时散向周围空气的热量系数，%，见表2；q——发电机燃料热值。可取q：41.87MJ/kg；Ne——发电机额定功率，kW；B——发电机的耗油率，kg/kWh，0.23取值；

      式中：Q2——发电机组的散热量，kW；P——发电机组额定输出功率，kW；ηz——发电效率，%，由发电机型号确定。

α——柴油发电机排烟管保温层外表面向周围空气的放热系数，对架空敷设于机房内的排烟管，取=11.63W/（㎡·℃）。排烟管散热量可取经验数值∶0.244KW/m。

      当柴发机房采用水作为冷媒排除机房内余热时，按排除有害气体低于允许浓度确定风量

      式中，Ljs——水冷时排除有害气体的进风量，m3/h；Ne——发电机的额定功率，kW；q——排除有害气体的进风标准，≥20m3/（kw·h）。

      当柴发机房冷却方式为风冷，机房进风量按排除机房内余热确定∶

      式中，Qyu——机房内余热，kW；tn—机房排风温度，取38℃；tw——夏季通风室外计算温度，℃；c——空气比热，1.01 kJ/（kg·℃）ρ——空气密度，kg/m3；

      排烟系统是将气缸内的烟气排放到室外。排烟管道应尽可能短，排烟系统阻力不宜过大。柴油发电机与排烟管应采用柔性连接。当有多台发电机组时，各发电机组的排烟管可单独引向室外，也可在机房内汇至母管引向室外，但排烟管支管上应设单向阀。烟气在排烟管道内的温度高达500℃~600℃，为防止烫伤工作人员，排烟系统的任何部位凡属工作人员可接触到的地方均应做保温，保温后外表面温度不应高于40℃。柴油放电机的排烟设计温度宜由设备厂商提供。此外，柴发机房的通风应有消声、隔声措施。

      式中，d——气缸直径，m；S——活塞行程，m；n——发电机转速，转/分钟；Z——发电机冲程数；i——汽缸数。

      式中，L一排烟量，m3/min；v——烟气流速，支管20-25m/s，干管8-15m/s；t——烟气温度，支管按400℃，干管按200℃。

（1）柴油发电机排烟口和排烟管应采用柔性连接。当连接两台或两台以上发电机组时，排烟支管上应设置单向阀门。

（3）排烟管宜高空排放，烟囱一般高出屋面2m，烟囱出口处应设置防雨罩。若排烟管至裙房或出正负零地面排放时，需满足《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996的要求。

（5）排烟管在穿越地面、楼板、屋面、墙体时应预埋套管，套管内侧与保温外壳外径间宜有50mm的间隙。

（1）排烟系统管道、烟囱，可采用4-5mm厚的钢板焊制，也可采用符合《双层不锈钢烟道及烟囱》CJ/T 288-2008的不锈钢成型产品，当采用钢板焊制烟囱时，其内外表面需涂刷耐高温的防锈漆并进行保温。

      合格的排烟系统的设计不仅需要合理的背压设计天河发电机出租，同进排烟管系的正确安装亦至关重要，在管系安装时，必须考滤以下几个方面：

（3）发电机组同排气管之间加装弹性波纹管，减轻振动产生的疲劳应力；缓解因温度变化引起的热胀冷缩，结构件的塑性变形或基础减振器的反作用力；

（4）在安装前先收紧两法兰之间螺杆，防止波纹管在柔性状态下安装，在机组首次运行之前，必须拆除此紧固件；

      一般钢结构件的热彭胀系数为1.13mm/m/100℃，如50米管线℃，上升到机组排烟温度500℃，其长度将伸长256mm，建议每50米烟管即加装一个膨胀伸缩节，其一端回定，另一端使用滑轮吊架，使其具备膨胀的空间；

（8）任何长的水平或垂直的排烟管应倾斜向下安装并装有排水阀，排水阀应设在较低点，以防止水流进消声器或发电机组内；

      某些用户的发电机房通风系统采用排风、排烟合用，这项技术上具有先进性，若系统布置合理，不仅可减少管道数量，节约空间，也可减少施工量，节约投资。另外排风、排烟合用系统自控技术要求较高，排烟与排风工况之间的转换情况多样，使用时应根据不同情况选择合理的系统方式，尽可能降低自控系统的复杂程度，提高通风、排烟系统的可靠性。柴发机房通风系统的好坏对保证柴油发电机组正常运行有比较大的影响，尤其在天气炎热地区或地下柴发机房。因此，柴发机房的通风排烟系统设计应引起设计人员的充分重视。