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机房设计与设备安装 |
人防柴油发电机房设计规范及要求 |
摘要：普通地下室是为稳定地上建筑物或实现某种用途而建的，没有防护要求。作为人防工程的防空地下室，是根据人防工程防护要求专门设计的。随着当今国际形势的发展，我国加大了对人防工程的建设。为了保障人防地下室在战时的通信、照明及必要的动力设备的正常运转，地下柴油发电机房被广泛采用。人防地下室柴油发电机房设计有其特殊性，特别是其冷却给水系统与地面柴油发电机房有明显的不同。本文中康明斯公司阐述了人防柴发机房的特点和规范要求，以及不同类型柴油发电机组的设计。
一、人防柴发机房的特点
普通地下室是为稳定地上建筑物或实现某种用途而建的，没有防护要求。作为人防工程的防空地下室，是根据人防工程防护要求专门设计的。
（1）人防地下室顶板、侧墙、地板都比普通地下室更厚实、坚固，除承重外还有一定抗冲击波和常规炸弹爆轰波的能力。
（2）人防地下室结构密闭，有滤毒通风设备，有防化学、生物战剂的设备和能力，而普通地下室没有。
（3）人防地下室的防震能力要比普通地下室好。
（4）人防地下室有室外安全进出口，普通地下室没有。
二、规范要求与设置原则
1、设置规定
根据《人民防空地下室设计规范》GB 50038－2005中第7.2.10条：“内部电源的发电机组应采用柴油发电机组，严禁采用汽油发电机组”。
第7.2.11条规定，下列工程应在工程内部设置柴油电站：
（1）中心医院、急救医院；
（2）救护站、防空专业队工程、人员掩蔽工程、配套工程等防空地下室，建筑面积之和大于5000m2。
本条的第1款比较明确，第2款中要求设置柴油电站以及规范中其他条款要求就比较模糊。因此下列说明中进行了详细解读。
2、设置条件说明
设置柴油电站的有以下几种情况：
（1）新建单个防空地下室的建筑面积大于5000m2,多层防空地下室中柴油电站应设置在底层。
（2）新建建筑小区内各种类型的多个单体防空地下室的建筑面积之和大于5000m2,这多个单体防空地下室可以相邻的，也可以是分散布置的。
（3）新建防空地下室与已建而又未引接内部电源的防空地下室建筑面积之和大于5000m2时。例如：某小区一期人防工程建筑面积小于5000m2未设置电站，当建造二期人防工程时，它的建筑面积与一期之和大于5000m2时。
（4）地面建筑因平时使用需要设置的柴油发电机组，为了使其在战时也能发挥作用，有条件时应设置在防护区内，按战时区域内部电源设置。
（5）对于大型防空地下室，如设置一个柴油电站满足不了低压供电半径要求时，可设置若干个移动电站或固定电站，分别给各防护单元供电。
3、选址要求
防空地下室的柴油电站选址满足下列要求：
（1）靠近负荷中心;
（2）交通运输、输油、取水方便；
（3）管线进出比较方便。
4、电站选型要求
柴油电站的类型应符合下列要求（除中心医院、急救医院）:
（1）发电机组总容量不大于120KW时，宜设移动电站，机组台数宜为1～2台；
（2）发电机组总容量大于120KW时，宜设固定电站，机组台数不应小于2台，最多不宜超过4台；
（3）当设置固定电站条件收到限制时，可设置2个或多个移动电站；
防空地下室电站的设计，应优先考虑作为区域电站使用，在工程方案设计阶段，应与当地人防主管部门沟通，了解相邻周边地块防空地下室的规划情况，除保证本人防工程战时供电外，还向周边供电半径范围内的防空地下室供电。在柴油电站设计时，应预留相应的供电容量及出线回路，这样可以减少柴油电站设置的数量，节约设备投资，减少设备用房的面积，扩大防空地下室平时使用的面积，提高平时的利用率。
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图1 柴发机房标准安装图 |
图2 人防柴发机房布置图 |
三、人防柴油电站的分类
柴油电站按其设置的机组情况，可分为固定电站和移动电站。
1、固定电站
（1）固定电站是指发电机组固定设置，且具有独立的通风、排烟、贮油等系统的柴油电站。
（2）移动电站是指具有运输条件，发电机组可方便设置就位，且具有专用通风、排烟系统的柴油电站。
（3）由于中心医院、急救医院在战时的重要性，要求设置固定电站。救护站、防空专业队工程、人员掩蔽工程、配套工程的电站类型可根据柴油发电机组的容量决定。
（4）当大于常用功率120kW时设置固定电站，在120kW及以下时可设置移动电站。
（5）另外对于规模大，用电量大的工程，为了提高供电可靠性，简化供电系统，减少建设初投资，可按防护单元组合，根据用电量设置多个移动电站。
（6）固定电站内设置的柴油发电机组的台数为2～4台，单机容量不宜超过300kW。移动电站内宜设置1～2台柴油发电机组。
（7）固定电站应设控制室，由于固定电站比移动式电站的技术要求较高，通风冷却设施也较复杂，初投资和运行费用较移动电站高。
2、移动电站的设计
（1）移动电站设置于染毒区，并通过防毒通道与人防掩蔽部清洁区相通。战时，人员掩蔽室清洁区的电气工作人员可通过防毒通道进入移动电站并安全返回。
（2）移动电站应设独立的进风、排风、排烟系统，但不作独立的防护单元。设计中移动电站可结合人防工程口部设置，电站内设置由发电机间，进风扩散室、排风扩散室、排烟扩散室以及排烟排风竖井，储油间，战时水箱，污水集水井。
（3）进、排风扩散室尽量设置于机房的两端，通风效果好，管道布置无交叉。
（4）机房内设置一个不小于2m3的水箱，供柴油机组散热器水箱的补充水量。发电机间应向工程口部设置一个防护密闭门，门的大小应满足搬运机组的需要。
（5）进风扩散室也应向工程口部设置一个防爆波活门，通过此门，可获取新风，以及供人员检修。排风、排烟竖井合用至地面后，应与环境结合。
柴油发电机组的容量应按战时和平时供电容量的较大者确定。规范中有详细的规定，此处不再复述。
四、柴发机房的供水系统
1、给水系统
给水布置如图3所示，柴油发电机房的给水主要有以下几个用途：
（1）防空地下室的柴油发电机房内空气冷却。
（2）柴油发电机组本身冷却用水。
（3）柴油发电机房的清洁用水。
（4）柴油电站于防空地下室主体之间的防毒通道内的洗消用水。
2、 排水系统
排水布置如图3所示，柴油发电站根据需要设置排水设施：
（1）冲洗地面的污水集水池、拖布池。
（2）简易洗消间设收集洗消污水的集水坑。
（3）需要收集冷却用水的设集水池。
这里我们需要注意的是，人防地下室在隔绝防护时间内是不允许向外排水以免造成室内负压，所以在隔绝防护时间内发电机组的高温废水需排至集水池。收集高温废水的集水池容量应满足隔绝防护时间内冷却水消耗量。
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图3 人防发电机房给排水平面布置图 |
3、 柴发冷却系统
柴油电站主要有水冷和风冷两种方式，我们设计过程中一般移动电站采用风冷，因为其柴油发电机功率较小，柴油发电机的散热量较小，风冷一般就可以解决。但是如果柴油发电机功率较大，散热量就会跟着变大，假如风冷的话要求的风井的散热通风面积太大，由于人防地下室需考虑战时防护，所以一般采用水冷的冷却方式。
柴油发电机组水冷却系统的选择，应根据水源情况、通风方式、柴油机型号等因素确定。柴油发电机组的冷却水系统通常有重复式和循环式两种系统。
（1）循环冷却系统
循环冷却水系统是经常采用的水冷却方式。在防空地下室内设有多格冷却水池（如图4所示），将冷却水的水温降低，由循环水泵抽吸供水至柴油发电机组的冷却设备，经冷却设备升温的水回流至多格水池混合调节降温再由循环泵抽吸供设备冷却水的循环过程。当池水温度过高时，可排掉一部分高温水，再补充部分低温的新水，达到节约原水的目的。
（2）重复冷却水系统
柴油发电机房采用冷却塔降低发电机室温度（如图5所示），其通风机使用后的冷却水可作为柴油发电机组的冷却水而重复使用。因为通风冷却水温度偏低，而柴油发电机组冷却水要求水温偏高些，当满足这个条件时，宜采用重复冷却水使用系统，冷却后的高温水排掉。
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图4 柴油发电机组冷却水池循环系统 |
图5 柴油发电机冷却塔安装图 |
（3）远置散热实施方案
当地下室柴油发电机房具备进风井设置条件而无法找到合适的排风井时，可考虑采用远置散热设计方案。此方案建议只在上述特殊情况下采用，因为需要增加远置散热水箱及机房，建设成本超出自然排风井方式较多，约增加10%机组成本，且地面远置散热水箱距离机组越远，散热效果越不好，建设成本还会继续增加。安装如图6所示，实施案例如图7所示。
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图6 柴油发电机远置水箱安装图 |
图7 柴发水箱远置设计图 |
4、 应注意的问题
（1）电站内各种给水设备的设置，要考虑工作人员操作调试方便，在满足要求的情况下，应相对集中布置，力求紧凑、合理、占用面积小。
（2）严禁给排水管道穿越贮油间，电站内的用水管线宜设于地沟内，地沟内应设排水地漏或集水坑。
（3）电站内贮水池应设盖板、人孔、水位计、溢流管、放空管、爬梯等。柴油机、表冷器进出水管、水泵出水管均应设压力表、温度计或预留测孔。
（4）当电站内安装多台发电机组时，为保证多台柴油机工作时进水流量分配均衡，可将进出水分配干管直径比计算的加大1至2号，且不宜变径。
总结：
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