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新闻主题	柴油发电机组的机房净高和设备基础尺寸设计规范

 

摘要：机房净高和地面基础尺寸对柴油发电机组的影响是全方位的，直接关系到设备的运行可靠性、安全性、维护便利性、振动噪音水平以及使用寿命。通常情况下，柴油发电机组安装尺寸的选定多数是以使用的方便性、配电连接的经济性、有利于设备的使用和保养等为依据的。那么具体参数一般怎么要求的，下面由康明斯发电机公司您介绍机房尺寸和设备基础尺寸的规范。

 

一、尺寸对柴发的影响

 

      不合理的设计会导致机组出力下降、频繁故障，甚至引发安全事故。

1、机房尺寸的影响

      发电机房尺寸主要影响机组的散热、进气、排气、操作维护空间和消防合规性。

（1）散热与通风

      进/出风口面积不够、气流短路：

① 机组过热：导致功率下降、机油变质、涡轮增压器效率降低。

② 保护停机：高温触发保护，机组无法带载。

③ 缩短寿命：加速绝缘老化、密封件损坏。

（2）进/排气管路

      排烟管转弯过多、管径太小：

① 排气背压过高：导致输出功率降低，燃油耗增加，发动机过热。

② 进气阻力过大：燃烧不充分，冒黑烟，功率下降。

（3）操作与维护空间

      四周空间不足：

① 维修困难：无法更换大型部件（如启动马达、发电机后端轴承）。

② 安全风险：紧急情况下操作人员无法快速撤离。

③ 日常检查不便：难以检查机油、冷却液、皮带等。

（4）消防与安全

      不符合规范：

① 无法验收：面积超过50㎡时没设两个出口，违反消防规定。

② 事故扩大：储油间尺寸或储量不合规，火灾风险大增。

2、设备基础尺寸的影响

      设备基础主要影响机组的振动、对中、结构应力和噪音水平。

（1）振动与对中

      基础刚度不足、尺寸不符合厂家要求：

① 剧烈共振：损坏机组底座、减震垫，甚至连接管路（如排烟管波纹管破裂）。

② 对中偏差：导致发动机与发电机之间的柔性联轴器过度磨损或断裂，导致停机。

③ 连接松动：电缆连接端子松动打火，控制线接触不良导致误报警。

（2）结构应力

      基础平面不平整：

① 底座变形：使机组底座承受额外的扭曲应力，可能导致焊接点开裂。

② 轴心偏移：直接影响发动机-发电机的同轴度，缩短轴承寿命。

（3）噪音控制

      基础未做隔振处理：

① 结构传声：振动通过建筑结构传递到其他楼层或房间，引起噪音投诉。

② 基础未完全隔开：机房内其它设备（如油箱、控制柜）的共振损坏。

 

二、发电机房尺寸

 

      根据《民用建筑电气设计标准》GB51348-2019中表6.1.4条规定，以500KW柴油发电机组为例，机组与机房墙体的距离应不小于1.5m，方便安装和维修。机房房顶的高度，距柴油发电机组高度顶端的距离，应不小于1.5m，通常要求房高不低于4.5m，这是柴油发电机组通风散热用度检修起吊机件所必须持有的最小间距。净高和层高的关系可以用公式来表示：净高=机房层高-楼板厚度，即层高和楼板厚度的差叫“净高”。

1、发电机房的设计及布置

（1）总使用面积及局限性；

（2）满足当地环保局噪声的限制(《城市区域环境噪声标准》)；

（3）机房通道、发电机组运输及安装的可行性；

（4）进场通道满足服务车辆的可到达性；

（5）具备地面基础与设备放置条件；

（6）根据相应的法律法规，机房内应有足量的鲜风。以下主要依据康明斯公司对发电机组安装间距提出建议，如表1。

表1  机组之间及机组外廓与墙壁的最小净距（m）

 注∶当发电机组按水冷却方式设计时，柴油机端距离可适当缩小；当机组需要做消声工程时，尺寸应另外考虑。

 2、其他关键尺寸与布局

      除了发电机组四周的距离，整个机房的设计还需要综合考虑以下几点：

（1）通道与门：门的数量：如果机房面积超过50平方米，通常需要设置不少于2个出入口，以满足消防要求。

（2）门的大小：必须有一个设备进出门，其尺寸要确保发电机组能整体推入推出。如果发电机间长度大于7米，则至少需要2个出口门。

（3）风口面积：为了保证发动机有效散热，出风口面积不应小于机组散热器面积的1.5倍，进风口面积不应小于1.8倍。

（4）防火分区：机房作为一个独立的防火分区，其最大允许面积通常为500平方米。如果安装了自动灭火系统，这个面积可以扩大到1000平方米。

      对于大型柴油发电机组（通常大于1000千瓦以上）应考虑安装或日后检修时，悬挂起重葫芦，起吊整台柴油发电机组或各种部件，机房房梁结构强度，应能承受最大一台柴油发电机组重量3倍以上的承压，有条件时，可在柴油发电机组的纵长轴中心线上方，机房屋顶搁架悬挂一条16-20工字钢，以便起吊柴油发电机组之用。

图1  单台发电机组布置图

图2  多台发电机组布置图

 

三、设备地基尺寸

 

1、基础的作用

      正确合理的安装是确保发电机组的可靠性和发挥机组优良性能的保证。

（1）支撑发电机组的全部重量；

（2）保持机组和辅助设备间的安装位置；

（3）将发电机组的振动与周围结构隔离；

（4）利于发电机组防潮防湿；

（5）分散基础的受力面积。

2、基础设计的要求

      发电机房和基础整体设计如图3所示。

（1）大小：基础各边应超过发电机组常用底盘或最宽处150mm～300mm。

（2）承重要求：其强度必须能支撑机组湿重加上动负荷。一般按1.0～1.25倍的机组湿重计。当机房位置底层为楼板时，计算楼板承重须考虑基础的重量(基础可按混凝土比重2.4×10°Kg/m³)。

（3）基础厚度：当机房地面为回埋土或软土结构时，(附图4)，应采用特殊的结构处理基础，一般采用400mm～600mm厚的碎石垫于基础底部，基础为不少于C20的钢筋混凝土基础，基础总厚度为使重量等于机组重量，可以用以下两种公式进行计算：

H=W/（P×S）........................（公式1）

其中：W——发电机组总湿重，Kg；

P——混凝土密度，2.4×10'Kg/m³；

S——基础表面积，m²；

1：HK.G/(dBL)........................（公式2）

 

H——基础厚度（m）；

K——重量倍数1.5g²；

G——发电机组总重量(kg)；

D——混凝土密度2400kg/mm³；

B——基础宽度(m)；

L——底座长度(m)；

（4）地下室机房：

      当机房设置在地下室，其地面为楼板或混凝土结构时，基础一般高出地面150mm～200mm，建议采用C20φ12@150(纵横)的混凝土基础，基础筋需与楼板连接。与楼板的连接方式：

① 与楼板筋均匀焊接；

② 植筋焊接；

③ 打膨胀螺丝焊接。

（5）减震措施：一般情况下，机组基础不预留地脚螺栓孔。安装时将减震器（或橡胶减震垫）置于机组底盘下方，用膨胀螺栓将减震器与基础固定。如有必要，可在地基周围设置抗震沟，为建筑物提供更好的保护。沟宽25-30mm，沟深与地基深度相等。沟内填满黄沙或锯末，或两者的混合物。

 

图3  设备基础建设示意图

图4  柴油发电机组地面基础设计图

 

总结：

简单归纳，柴油发电机房的最小净高决定了排烟管和冷却风管能否顺畅安装，其高度取决于发电机组的功率大小及散热方式。高度不足，会产生排气背压过高或冷却风道阻力过大的问题，使设备功率打折。而柴油发电机组基础的外形尺寸与质量决定了振动能否被有效隔离。基础太小或质量不够，机组会产生剧烈共振，严重时可能拉裂减震垫和排烟波纹管，甚至导致发电机组在运行中移位。

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