摘要： 柴油发电机组燃油系统是数据中心备用电源的核心命脉，其设计、施工及验收须严格遵循多部国家标准与规范。本文节选自《数据中心备用电源技术白皮书（柴油发电机组篇）》，系统阐述埋地储油罐、日用油箱、管路材料、防腐工艺及自动控制的全链条要求，为工程建设与运维提供技术依据。
一、总则
柴油发电机组作为数据中心的备用电源，对于保障数据中心的电力安全和稳定供电起着关键作用。随着数据中心需求的快速增长，柴油发电机组技术白皮书应运而生。数据中心柴油发电机组技术白皮书侧重于数据中心的典型应用，配套柴油发电机组的相关设计、制造、安装和维护等环节的关键问题，为数据中心设计、施工和运维人员提供规范和有益的技术指导。
1. 引用标准体系
供油系统的设计、施工及验收，应至少符合以下技术标准及规范的相关条款要求。当不同标准对同一事项有不同规定时，应遵循从严执行的原则，并优先满足《建筑设计防火规范》中的强制性条文要求。
○ 《建筑设计防火规范》GB 50016
○ 《输油管道工程设计规范》GB 50253
○ 《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》GB 50275
○ 《埋地钢制管道石油沥青防腐层技术标准》SY/T 0420
○ 《石油化工设备和管道涂料防腐蚀技术规范》SH/T 3022
○ 《机械设备安装工程施工及验收通用规范》GB 50231
○ 《工业金属管道工程施工及验收规范》GB 50235
○ 《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB 50236
○ 《工业自动化仪表工程施工及验收规范》GB 50093（替代原GBJ 93）
○ 《工业金属管道设计规范》GB 50316
○ 《石油库设计规范》GB 50074
○ 《压力管道安全技术监察规程——工业管道》TSG D0001（替代原劳部发〔1996〕140号）
○ 《建筑电气工程施工质量验收规范》GB 50303
○ 《承压设备无损检测》NB/T 47013（替代原JB/T 4730）
图1 《数据中心集装箱式柴油发电机组技术白皮书》封面
2. 埋地储油罐（主油罐）设计技术要求
（1）设计寿命、材料与无损检测：埋地储油罐通常采用卧式圆柱形钢制焊接油罐，埋设于室外地下罐池内。设计寿命不应小于50年，主体材料应采用符合GB 6654标准的20R锅炉与压力容器用钢板，名义厚度不应小于6 mm，并依据内压及覆土载荷进行强度校核。焊缝无损检测执行NB/T 47013标准，以射线检测（RT）为主，检测比例不小于每条纵缝及环缝的10%，合格级别不低于Ⅲ级，透照质量不低于AB级。T型接头和接管角焊缝应增加磁粉或渗透检测。罐体焊缝及管接头应进行100%外观检查，确保无漏油、渗油现象。
（2）结构与液位监控要求：结构如图2所示。罐内进油口应设置散油板及过滤器以减缓冲击并拦截杂质。各工艺管口（进油、回油、通气、排污等）应采用内藏式或防撞保护设计。有效容积装量系数不应大于0.9，通气管公称直径不应小于80 mm并配装阻火器和防雨防尘装置。液位监控采用不锈钢电接点液位传感器或磁致伸缩液位计——超低液位时声光报警并自动开启进油电磁阀和补油泵；高位液位时关闭电磁阀；超高液位时启动紧急卸油泵并发送告警信号。量油管下端距罐底内壁小于40 mm，吸油管底端距罐底75 mm。
图2 卧式埋地储油罐结构示意图
3. 日用油箱（中间燃油箱）设计要求
（1）设计寿命、材料与结构安装：设计寿命不应小于30年，材料可采用20R钢板，名义厚度不应小于3.1 mm（1 m³以下容积可适当减薄但应满足刚度要求）并进行防锈处理。罐体焊缝及管接头不得有渗漏。箱体底部宜设计不小于2‰坡度坡向排污口，进油口设置散油板和过滤器。日用油箱容积宜按机组额定功率下4～6小时消耗量确定，且不小于1 m³，装量系数不大于0.9。
（2）安装高度与安全放散：安装高度应使最高油位不高于发动机喷油泵或喷油嘴高度，防止燃油因静压过高强制流入气缸；如受条件限制须增设防虹吸电磁阀和溢流保护装置。回油连接应确保回油背压不超过进油泵吸入能力，否则须增设回油冷却器或加大回油管径。通气管单独引出至屋顶或室外安全处，管径不小于供油管径并加装阻火器。室内日用油箱须设置紧急排油阀，当火灾或泄漏告警触发时可将柴油排至室外地下储油罐。液位控制逻辑为低液位（≤25%）自动启动补油泵补油，高液位（≥75%）停泵，超高位报警强制启动排油程序。
二、管路管径推荐、材料选型与防腐敷设工艺
柴油发电机组的供油管路的作用是把储油罐的燃油，安全、稳定地输送到发电机组的发动机里，同时让多余的油回流回去。油路走向如图3所示。
1. 管路管径推荐与设计流速控制
燃油管路管径选择应综合考虑流量、允许压降和防气阻要求。推荐最小管径：进油管（主油罐至补油泵）Dg 50，设计流速不宜大于1.5 m/s；供油管（日用油箱至发动机）Dg 32，流速不宜大于1.2 m/s；溢流管Dg 50按重力流设计；回油管Dg 32按重力流或低背压；通气管Dg 80（最小）。在满足流量和压降（通常允许压降不大于6.9 kPa）前提下管径宜尽可能小，以避免系统内含气量增大和启动时燃油泵干转。
2. 管材、连接方式与敷设要求
（1）管材与连接方式：所有燃油管道必须采用无缝钢管，材质不低于20#钢。除阀门连接处采用法兰或螺纹连接外，其余均应焊接。公称直径≤25 mm可采用气焊或氩弧焊，其余采用手工电弧焊，所有承压焊缝须氩弧焊打底。严禁使用镀锌管——柴油中的硫及酸性物质会与镀锌层发生电化学反应生成絮状沉淀物堵塞精密偶件。
（2）室外与室内敷设：室外油管埋地敷设，埋深须在冻土层以下且不小于0.5 m，管道四周回填细沙至管顶以上100 mm再覆盖原土。所有油管应坡向地下油罐，坡度不小于2‰。室内油管宜敷设在专用地沟内，地沟底部填沙并设置混凝土盖板或防渗漏处理。
（3）防腐处理：埋地钢管外壁采用加强级石油沥青防腐层（总厚度不小于4 mm，缠绕玻璃布增强），执行SY/T 0420标准。法兰、阀门等异形件采用黏弹体防腐膏或热缩带补充包裹。地上管道及支架在安装试压后刷防锈漆两道再涂面漆两道。
3. 管道试验与严密性验证
（1）强度试验：试验介质采用干燥洁净压缩空气或氮气，试验压力为设计压力1.15倍（本指南设计压力取0.4 MPa）。压力逐级缓慢上升——升至50%试验压力后稳压检查，无异常后按每级10%继续升压（每级稳压3 min）至试验压力，在试验压力下稳压10 min后降至设计压力，以发泡剂检查所有焊口、法兰和螺纹连接处，无气泡且压力表读数不降为合格。
（2）泄漏性试验：强度试验合格后，以压缩空气为介质，压力为0.4 MPa，待管道内气体温度与环境温度平衡后开始计时，稳压24 h，系统压力降率不超过0.5%且各连接点无气泡渗出为合格。
图3 典型的柴油发电机组供油管路走向图
三、涂色标志、自动控制与燃油系统总体构型
1. 设备与管道涂色标志
设备及管道涂漆应符合SH/T 3022及GB 50316要求。柴油管道表面涂刷黄色漆，并沿流向每间隔不大于10 m用红色箭头标注介质流向。油罐外壁及日用油箱外壁刷银粉调和漆两道。所有阀门手轮涂红色，平台、扶梯、护栏涂安全色（黄黑相间）。
2. 供油系统自动控制与配电要求
（1）控制权限与信号传输：系统应具备就地手动、就地自动及远程控制三级操作权限。地下油罐液位信号通过4～20 mA模拟量信号远传至控制室并就地显示。日用油箱配备独立液位计和液位开关。
（2）控制逻辑与配电保护：
供油系统控制逻辑如图4所示。
● 日用油箱超低液位报警并启动补油泵及电磁阀；
● 高位液位关闭补油电磁阀；
● 所有并机对应高位信号均触发时停补油泵并报警；
● 超高液位自动开启紧急泄油阀和回油泵并向消防系统发送联动信号。
所有油泵运行/停止状态、故障信号、液位、供油管压力均须上传至集中管理平台。仪表及传感器电源及信号线路采用BTTVZ型矿物绝缘耐火电缆，穿墙穿楼板孔洞设置钢制套管并用柔性不燃材料封堵密实。
3. 供油系统总体构型与关键部件详解
（1）系统构型与冗余配置：典型系统由主储油罐、补油泵、供油管线、日用油箱、回油管线、溢流及通气管路、自动控制装置等组成。Tier III级及以上高可用性数据中心，整个燃油输送通道从主油罐出口阀门至各日用油箱入口均须实现N+1或2N冗余配置。日用油箱及机旁管线按“一机一箱一管”独立设置。
（2）主燃油箱选型与埋设：单罐容积不宜超过100 m³，以50 m³以内为宜。埋设于钢筋混凝土罐池内，罐体与池壁、池底之间填充中性细沙，罐顶覆沙厚度不小于0.5 m，罐体周边填充厚度不小于0.9 m。罐池底部设置集水坑及排水设施。燃油总容量按保障全部负载正常工作所需N台主用机组在75%基本功率工况下耗油量计算。柴油储存时间预计超过12个月须建立油品定期化验和循环更换制度。
4. 管路设计禁忌、日用油箱温度控制与油泵选型
（1）管路设计禁忌：严禁利用燃油管道或其金属卡箍作为电气设备接地导体，应独立设置防静电接地系统（接地电阻<100Ω）。发动机进油口和回油口必须采用耐柴油腐蚀的丁腈橡胶或PTFE内衬金属软管连接，长度不小于153 mm。回油管应确保重力自流，管径与进油管一致或更大，回油口远离吸油口水平距离不小于1 m，避免吸入气泡及高温燃油导致气阻或功率折损。若无法实现重力回油须采用带背压控制阀的闭式回油系统并征得发动机原厂认可。
（2）日用油箱温度控制：高压油泵回油温度通常高达60～80℃，若油箱容积太小，回油与存油混合后易超过38℃导致柴油密度下降、黏度降低，引起供油量偏差和功率折损。受空间限制须采用小容积油箱时应加装独立的回油冷却器或将回油直接导回主油罐。
（3）燃油泵选型原则：补油泵应根据系统所需流量和总扬程（含几何高差、沿程和局部损失及低温黏度影响）选型，泵出口设置安全阀或回流阀防止超压。宜选用两泵（一用一备）配置并具备自动故障切换功能。
图4 柴油发电机组供油系统控制逻辑
总结：数据中心柴油发电机燃油系统是保障不间断电源可用性的最后一道物理屏障，其设计需融合防火安全、供油可靠性、自动化监控、防腐耐久及运维便利性等多重要求。本文系统梳理了从埋地主油罐、日用油箱、管路敷设、防腐保温到自控联锁的全链条技术要求，强调了按高可用性数据中心等级实施冗余供油通道的工程实践。各级设计、施工和运维人员应以此为基础，结合具体项目条件，严格遵循引用标准中的强制性条文，并注重油品质量管理及定期演练应急排油程序，方能确保燃油系统在全生命周期内的安全、可靠运行。
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