重康动力（深圳）有限公司

摘要：当用户选定柴油发电机具体型号后，该机组的体积、重量、功率及使用类型均已确定，结合用户的实际使用要求、使用地点及控制系统和配电系统等具体情况，即可制定发电机组的安装计划和实施方案。发电机房的正确安装是确保发电机组在设计寿命期内安全、可靠、高效运行的基石。一个设计、安装良好的机房，能够为机组提供最佳的工作环境，保障其在关键时刻“拉得出、顶得上”。机房安装的质量，直接决定了整套备用电源系统是否合格。如果安装不当，即使选用了顶级的发电机组，也可能出现高温停机、功率不足、启动失败、设备损坏甚至安全事故。本文可为柴油发电机组机房的安装设计与施工提供全面技术指导。

 

一、发电机房安装与布置要求

 

1. 土建地基

混凝土安装基础是一种可靠简便的安装方式，建议用户优先采用，正确做法如图1所示。基础设计应满足以下要求：

（1）支撑整台机组的重量和机组运行时不平衡力所产生的动态冲击负载。

（2）具有足够的刚度和稳定度，以防止变形而影响柴油发动机和主交流发电机及附件等的同轴度。

（3）吸收机组运行时所产生的震动，尽量减少震动传递给基础和墙壁等。

（4）基础应尽可能平整光滑。建议用户结合使用水平仪或类似仪器进行机组及其排气系统的安装。

（5）有条件的可预留排污槽，以便废水污油等及时流走，预留发电机配电输出电缆沟。

（6）保混凝土的表面平整、没有任何损伤。一般来说，柴油发电机组的混凝土平台高度只需在100～200 mm之间。用于制作混凝土平台的底土同样必须有足够承载强度来承受它上面的整个装置和混凝土基础的总重量。

2. 减震措施

（1）用户根据发电机组底盘上的安装孔，正确地将发电机组通过减震器置于平整坚固的基础上（减震器仅需用膨胀螺栓紧固在混凝土基础上），这样可以有效地减少发电机组运行时对建筑物产生的震动及冲击。

（2）排烟管通过发电机组成套提供的波纹减震管连接。

（3）排风道、燃油进油管、回油管、配电电缆等亦要通过柔性连接，这样才能最大限度地减少因发电机组运行而对周围物体产生的震动。

（4）把发电机组的位置更换到空旷的位置，最好周围没有建筑物，然后安装发电机减震器，这样发电机组的震动，通过减震器之后，就变得很微弱了。

（5）发电机减震措施时，经常会遇见各种问题，比如发电机组不方便移动，这时就需要在其与建筑物接触之处，填充减振垫，来减少震动。除此之外，还有其他方式也能传播发电机组的震动，需要根据实际情况逐一解决。

3. 机房通风

（1）当一台带整体式散热器的发电机组安装在机房内时，最基本的要求是将热空气排出机房，将机房外面的低温空气引入机房。其目的是尽可能从最低点得到冷空气，强制它们通过散热器芯片，然后将它们导出机房。图2为典型发电机房通风系统示意图。

（2）用户可采用金属板或帆布制作一导风罩，导风罩与发电机组散热器的连接必须采用柔性连接，以隔断发电机组震动的传递，又确保热空气很彻底地排出。且导风罩应平滑，少锐角弯度，以减少导风阻力。同样对进风口的有效流通面积也应大于散热器芯正面面积的1.25倍。

（3）用户在进风口和出风口安装了保护网、百叶窗或弯度较大较多时，其有效的流通截面积将降低，阻力也会增加，因此，有必要进一步增大流通面积。

（4）在一般情况下，不低于发动机水箱风扇排出的空气量就足以满足机房的通风要求。

（5）发动机的进气温度应该低于40 °C。如果进气温度持续高于此值，发动机的输出功率将会降低，因此必须及时从机房外引入新鲜空气来给发动机提供进气。

（6）如果发动机配置的是一个远置式散热器，必须要考虑对机房强制通风。

（7）对发电机机房通风口尺寸和通风的空气量可参考下表：

平时通风量计算：柴油机房位于地上时平时通风不少于3次/h，事故通风不少于6次/h；柴油机房位于半地下时，平时通风不少于6次/h，事故通风不少于12次/h；柴油机房位于地下时，平时通风不少于12次/h；储油间换气次数不少于6次/h。

灾后通风量计算：机房通风量不少于5次/h换气。

4. 静电防护、防雷与接地、电磁屏蔽系统

（1）静电防护：主机房和辅助区地面采用防静电地板。机房内所有设备的金属外壳、管道、线槽、建筑物金属结构进行SM型等电位联结接地。活动地板隔块用金属编织带跨接成网络格式的静电接地网络，并与静电泄放接地线接通；吊顶、龙骨板、轻质隔墙和护墙层的龙骨，门窗的金属框均以金属导线接通，并与静电泄放接地线接通。

（2）防雷与接地：该工程建筑属第二类防雷建筑，设防直击雷、防雷电波侵入和防雷击电磁脉冲措施，做法可参考图3。尽量利用建筑物的金属构件及钢筋混凝土结构中的钢筋作为防直击雷装置，利用建筑基础内钢筋作为接地极，数据中心属A级雷电防护，设不少于三级浪涌保护，进入机房的强、弱电电缆均配置相应的浪涌保护器，进出机房的信号电缆通过信号滤波器进行屏蔽处理。该工程电气系统接地、保护性接地和功能性接地、防静电和电磁屏蔽接地、防雷接地等采用共用接地系统，接地电阻应不大于1 Ω。

（3）电磁屏蔽系统：优化建筑物内的平面布置，将设备级线路尽可能设置在远离电磁发生源的地方，优化布线结构，电源线路和信号线路交叉时采用直角交叉方式，为避免电源线路和信号线路形成环状而加大电磁感应的影响，进入同一机房的线路，配置在房间的同一侧，电源线路和信号线路分别敷设在不同位置，并穿金属线槽保护，对信息系统机房采用屏蔽和接地措施，使机房内无线电干扰场强和磁场干扰环境场强不大于规范要求。

（4）机房布线系统：根据规范及业主要求，该机房布线满足以下要求：采用先进的符合ISO 11801-2002标准和EIA/TIA 568B标准的布线系统；由于该数据中心有安全保密要求，所有布线采用屏蔽电缆（包括线缆、配线架和信息出口）、光缆1+1的冗余布线系统，机房内机柜区域线缆全部采用机柜上方T型桥架走线方式铺设，其它区域采用地板下暗敷方式走线，机房主配线架使用19英寸标准机柜，以便将网络设备与配线架合成一体，提高整个系统的可靠性。

5. 机房监控与安全防护系统

数据中心的环境和设备监控系统、安防系统在1F共用监控中心，机房主机的集中控制和管理采用KVM切换系统，该系统实现了机房设备的统一监控，减轻了机房维护人员的负担，提高了系统的可靠性，实现了机房的科学管理。具体做法可餐厅图4。

为保证数据中心运行的可靠性，选用机房场地设备监控系统，部分重要开关和现场设有传感器。位于现场的传感器将采集的信号传至1F监控室，若回传信号超出设定范围则报警，并自动或手动切除或投入柴油发电机组。该系统设计遵循可靠性、扩展性、方便性，并具有远程监测功能的原则。

设计监测对象包括：

（1）对机房配电柜总进线电量、主要开关状态及服务器配电柜各路开关的输出电压、电流进行监测。

（2）对机房内各个区域的绝对温度和相对湿度进行监测。

（3）对机房精密空调运行、漏水情况进行监测。

（4）对机房UPS情况进行监测。

（5）视频安防监控系统。

系统结构由监控主机、智能模块、协议转换模块、局域网络等组成，用户还可根据需要选择无线通信等设备。安防系统由视频监控、入侵报警和出入口控制系统组成，技防等级达到极致，以上标准均高于GB 50174-2008所要求的A级标准。

6. 电气火灾自动报警系统

数据中心是有着巨额设备投资的重要工程，一旦发生火灾，损失巨大，因此合理设计火灾自动报警系统是数据中心火灾自动报警系统设计的重点。在某些重点工程的要害区域，应结合工程具体情况设置多重火灾探测设备，以确保全方位探知火灾隐情，为人员及设备提供极其安全可靠的保障。

针对A级电子信息系统机房的主机房，可配备电气火灾监控系统Acrel-6000，该系统能对配电线路、变配电设备、重要用电设备的电流（以线路漏电电流为主）和温度变化进行检测，以及对隐患和故障部位的地址进行报警。该系统主要包括两部分：Acrel-6000电气火灾监控设备和ARCM系列电气火灾监控探测器。该系统通过剩余电流互感器或温度传感器实时监测回路的剩余电流和温度信号，剩余电流互感器或温度传感器将采集的信号通过探测器加以显示，并通过RS485通讯总线上传到监控设备，以实现对被保护电气线路的报警、监视、控制、管理的运行于计算机的工业级硬件/软件系统。

它主要包括以下六个功能：

（1）监控报警功能：被监控回路开关的实时状态；故障信号指示；联动输入；≤30秒的监控报警响应时间；监控报警声信号指示及操作。

（2）故障报警功能：监控设备与探测器之间的连接线断路、短路故障监测；监控设备主电源欠压（≤80%主电源电压）或过压（≥110%主电源电压）监测。

（3）控制输出功能：对个别或全部被监控单元的分闸、合闸进行遥控操作；报警控制输出；脱扣控制输出。

（4）自检功能：通信线路的断路、短路检查；手动检查或系统自检。

（5）报警记录功能：报警、故障事件类型、发生时间记录；根据记录日期、故障类型等条件查询；报警记录查询及打印功能。

（6）操作分级：日常值班人员可进入软件界面查看实时监测情况、消除报警声音和查询报警记录。

 

图3  发电机房防雷接地网布置图

图4  柴油发电机组远程监控系统图

 

二、正确安装的重要性

 

1. 常见安装缺陷及其危害

从大量实际案例来看，安装缺陷往往表现为以下五大类问题：

1）高温停机与功率折损

① 具体表现：机组运行时机房温度持续升高，中冷器无法有效冷却，进气温度超过40 °C，导致功率下降（每升高10 °C，功率约下降1.5%～2%），严重时触发高温保护（≥95 °C报警，≥98 °C停机）自动停机。

② 根本原因：通风散热设计不合理——进风口面积不足（小于散热器芯面积的1.25倍），进排风气流短路（热空气回流至进风口），或未装导风罩。

③ 量化影响：进气温度从25 °C升至45 °C时，发动机功率下降约3%～5%；机房温度持续超过50 °C时，发电机绝缘寿命缩短约50%。

2）机组振动与连接件断裂

① 具体表现：机组运行时剧烈振动（振动速度超过4.5 mm/s），排烟管法兰处裂纹、地脚螺栓松动或断裂、燃油管路接头渗漏。

② 根本原因：混凝土基础厚度或强度不足（厚度<100 mm，标号<C20）、地脚螺栓未双螺母锁紧（振动中松脱）、排烟管未装波纹管（刚性连接传递振动）、减震器选型不当（压缩量超过或不足）。

③ 量化影响：振动加速度超过0.5 g时，电气连接件松脱风险显著增加；排烟管振动幅度超过±3 mm时，波纹管补偿能力不足，焊缝疲劳寿命急剧缩短。

3）启动失败与蓄电池亏电

① 具体表现：市电中断时发电机组无法启动，启动马达无反应或转速过低（<100 r/min），蓄电池电压低于22 V（24 V系统）或11 V（12 V系统）。

② 根本原因：蓄电池未配备浮充电装置，或充电回路接触不良（充电电压<13.2 V或>14.4 V），蓄电池长期处于亏电状态导致极板硫化。

③ 量化影响：蓄电池静置30天后不充电，容量下降约20%～30%；启动电压低于21 V时，启动成功率下降至50%以下。

4）机房积炭与排水不畅

① 具体表现：排烟管内部积炭堆积，排气背压升高（>6.7 kPa），冷凝水积聚在烟管低点，冬季冻结堵塞管路。

② 根本原因：排烟管坡度不足（<0.3%）或未在最低点装排污阀，导致冷凝水与积炭无法排出。

③ 量化影响：排气背压超过6.7 kPa时，每增加1 kPa功率损失约0.5%～1%；排烟管积炭厚度超过5 mm时，有效流通面积减少约15%～20%。

5）火灾隐患

① 具体表现：油路连接不密封导致柴油泄漏，储油间防火门不符合甲级要求，防火墙未封堵严密。

② 根本原因：燃油管路未使用耐高压软管或接头未拧紧，储油间防火隔断不达标（未采用2.0 h防火墙和1.5 h楼板）。

③ 量化影响：柴油泄漏速率超过0.5 mL/min时，10分钟内可形成约0.5 m²的可燃液面；储油间未设防火门时，火灾蔓延概率增加300%。

2. 正确安装的核心原则

1）基础与减震：混凝土基础强度≥C20，厚度≥150 mm，地脚螺栓须双螺母锁紧并加防松垫圈。减震器选型时须根据机组质量和转速计算，压缩量控制在弹簧自由高度的30%～50%，确保隔振效率≥85%。

2）通风散热：进风口有效面积≥散热器芯面积的1.25倍，排风口≥1.5倍，导风罩采用柔性连接（帆布或硅钛布），进出风口距离≥5 m，防止热风回流。

3）排烟系统：水平段坡度≥0.5%（坡向立管），最低点设DN20排污阀，弯头曲率半径≥3倍管径，排烟管与机组连接处装不锈钢波纹管（补偿量≥30 mm），烟管壁厚≥3 mm。

4）蓄电池维护：配备恒压浮充电器（13.2～13.8 V/12 V系统，26.4～27.6 V/24 V系统），每月检查液位和充电状态，确保启动电压≥24.5 V（24 V系统）。

5）燃油系统：储油间与机组间隔墙耐火极限≥2.0 h，防火门为甲级，油路接头使用耐油密封垫，管路距高温表面≥50 mm。

 

三、参考规范与标准

 

正确的机房安装需遵循国家相关规范，以下是几部核心参考标准及其关键条款和工程应用要点：

1. GB 51348-2019《民用建筑电气设计标准》

1）核心条款：机房选址、防火、配电等强制性规定。

2）机房选址要求：柴油发电机房宜布置在首层或地下一层，不应布置在人员密集场所的上一层、下一层或贴邻；储油间应采用防火墙与发电机间隔开，防火门须为甲级。

3）配电要求：应急发电机组的配电线路应采用耐火电缆或矿物绝缘电缆，敷设于防火桥架内。

4）工程应用：机房平面布置须预留设备运输通道（门宽≥1800 mm，高度≥2400 mm），疏散门须朝外开启。

2. GB 50016-2014《建筑设计防火规范》（2018年版）

1）核心条款：储油间、防火门、灭火系统要求。

2）储油间要求：柴油发电机房内应设置储油间，总储存量不应超过8小时需要量，油箱应密闭并设通向室外的通气管（带阻火器的呼吸阀）。

3）防火分隔：柴油发电机房应采用耐火极限不低于2.0 h的隔墙和1.5 h的楼板与其他部位隔开。

4）灭火系统：当建筑内其他部位设置自动喷水灭火系统时，机房内应设置自动喷水灭火系统。

5）工程应用：储油间油箱下部须设置防止油品流散的设施（集油槽容量≥油箱容积的10%），通气管出口应避开火源和人员通道。

3. GB/T 2820《往复式内燃机驱动的交流发电机组》系列

1）核心条款：性能、功率定义及安装基本要求。

2）功率定义：明确COP（持续功率）、PRP（基本功率）、LTP（限时运行功率）、ESP（应急备用功率）的定义和限制条件。

3）性能等级：G1～G4四个等级，数据中心最低要求G3级。

4）工程应用：选型时必须根据使用场景选择对应的功率定额，空调/数据中心等非线性负载须选用永磁励磁（PMG）发电机以抑制谐波干扰。

4. 15D202-2《柴油发电机组设计与安装》

1）核心条款：国标图集，提供具体安装做法和参数。

2）土建基础：混凝土基础详图、预留孔洞尺寸、地脚螺栓预埋做法。

3）通风管道：进排风道截面计算、导风罩做法、百叶窗选型参数。

4）排烟系统：排烟管径计算、保温层厚度选择、膨胀节布置间距。

5）工程应用：可直接选用图集中标准节点做法，减少设计工作量，确保施工符合规范。

5. GB 50067《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》

1）核心条款：地下车库机房的相关防火要求。

2）适用场景：设于地下车库内的柴油发电机房，须满足汽车库防火分区和疏散要求。

3）工程应用：地下机房出口应直通室外或疏散楼梯间，疏散距离不应超过规范限值。

 

 

总结

柴油发电机组的制造质量决定了它能有多好，而机房的安装质量决定了它能好多久。如果说发电机组是一颗强劲的“心脏”，那么机房就是支撑它全身的“身体”——基础是骨骼，通风是呼吸，排烟是排泄，电气是神经，燃油是营养输送。任何一个系统的安装不到位，都会导致“身体”出问题，从而拖垮整个动力系统。因此，在进行机房安装时，建议参照上述规范，并配合机组厂家的安装手册进行系统设计。

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