康明斯动力设备（深圳）有限公司

表1    机房各房间温湿度要求

2、柴发布置要求

     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∶

（1）应设置在至少一面有外墙的房间，有利于冷却竖井布置及排烟管道引出室外；

（2）尽量避开建筑物的主入口、正立面等部位，以免排烟、排风对其造成影响；

（3）不应设置在厕所、浴室等经常有积水场所的正下方或贴邻；

（4）注意柴油发电机噪声对周围环境的影响；

（5）宜靠近建筑物的变电所，这样便于接线，减少电能损耗，也便于运行管理。

二、柴发机房通风要求

1、平时通风

      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。

2、运行时通风

（1）柴发机房的降温方式有三种∶

① 当室内外空气温差较大时，宜利用室外空气降低机房温度；

② 当水量充足且水温能满足要求时，宜采用水冷方式降低机房温度；

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。

（2）当柴发机房采用空气冷却时，按消除柴发机房内余热计算进风量。

（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，丙烯醛为0.3mg/m³，或按大于等于20 m³/（kw·h）计算进风量。

（4）排风量取进风量减去燃烧空气量。

3、通风换气量计算（发电机组运行时）

（1）柴油燃烧空气量Lr：

      根据柴油机额定功率取经验数据计算：7m³/（kw.h）。

（2）柴发机房余热量

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

● 柴油机的散热量∶

Q₁=1.5×10m-η₁×q×Ne×B

式中，Q₁——柴油机的散热量，kW；

η₁——柴油机工作时散向周围空气的热量系数，%，见表2；

q——柴油机燃料热值。可取q：41.87MJ/kg；

Ne——柴油机额定功率，kW；

B——柴油机的耗油率，kg/kWh，0.23取值；

表2   柴油机工作时的散热量系数η1值

● 发动机的散热量

Q₂=P（1-η₂）/η_z

式中：Q₂——发动机的散热量，kW；

P——发动机额定输出功率，kW；

η_z——发电效率，%，由发电机型号确定。

● 排烟管的散热量

Q_y=L×q_e

q_e+π（t_y-t_n）/1/2λ1nD/d+1/ad

式中，Q_y——柴油发电机排烟管的散热量，KW；

L——柴油发电机排烟管在机房内架空敷设的长度，m；

q_e——柴油发电机排烟管单位长度散热量，kW/m

t_y——柴油发电机排烟管内的烟气计算温度，℃，取ty=300-500℃；

t_n——柴油发电机排烟管周围空气温度，即机房内温度，取tn=38℃；

λ——柴油发电机排烟管保温材料导热系数，W/（m·℃）；

D——柴油发电机排烟管保温材料外径，m；

d——柴油发电机排烟管外径，m；

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。

4、风量计算

（1）风量确定

      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

L_js=Ne×q

式中，Ljs——水冷时排除有害气体的进风量，m³/h

Ne——柴油机的额定功率，kW

q——排除有害气体的进风标准，≥20m³/（kw·h）

（2）余热量确定

      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∶

L_jf=3600xQ_yu/｛（t_n-t_w）×c×ρ｝

式中Q_yu——机房内余热，kW；

t_n—机房排风温度，取38℃；

t_w——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；

（3）送、排风量确定

柴发机房送风量Ls=消除有害气体或消除余热送风量Lj+燃烧空气量Lr

柴发机房排风量Lp=消除有害气体或消除余热送风量Ly

三、柴发机房的排烟系统

      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。

1、排烟量L（m³/min）

L=0.785×d²×S×2n×i/Z

式中d——气缸直径，m

S——活塞行程，m；

n——柴油机转速，r/min；

Z——柴油机冲程数；

i——汽缸数。

2、排烟管直径 d（m）

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℃。

3、排烟管的设置

（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。

（2）排烟管的室内部分，应做隔热处理，其表面温度不应超过60℃。

（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。

（4）排烟管出口处宜作消声处理。

（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。

4、排烟系统材质

（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。

（2）排烟系统的所有配件，如消声器、法兰、垫片、螺钉、螺母等，必须用耐热材质制作。

5、排烟系统安装

合格的排烟系统的设计不仅需要合理的背压设计，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：

（1）烟管布置路线尽量取直线，减少弯头的数量，当弯头不可避免时，选用大半径型号；

（2）整个排烟管系尽量避免同机组或建筑物隔离；

（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；

（5）一次消声器用吊性减振吊架固定；

（6）烟管穿墙部分加设阻尼层；

（7）长段烟管加设伸缩膨胀节；

一般钢结构件的热彭胀系数为1.13mm/m/100℃,如50米管线从室温30℃，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，排水阀应设在最低点，以防止水流进消声器或发动机内；

（9）烟管出口处要考虑防雨设施；

（10）在建筑物内或所有可能被人接触得到的烟管部分必面进行保温处理，并标明高温标记；

（11）多台机组共用一条排烟管时要以防废气回流（用单向阀隔开）。

总结：

      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。