東莞某重要匯聚機(jī)房配套柴油發(fā)電機(jī)房通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)探析

李花歌

廣東南方電信規(guī)劃咨詢?cè)O(shè)計(jì)院有限公司東莞分公司 廣東 東莞 523000

背景

隨著5G業(yè)務(wù)的發(fā)展，目前運(yùn)營(yíng)商在地市構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)核心機(jī)樓、普通匯聚機(jī)房。基站已經(jīng)不能滿足業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，需要在核心機(jī)樓和普通匯聚機(jī)房之間增加新的匯聚結(jié)點(diǎn)——重要匯聚機(jī)房，用來(lái)承載5G業(yè)務(wù)；重要匯聚機(jī)房選址主要在滿足使用條件的民房?jī)?nèi)，很多情況下不具備一類(lèi)市電的接入條件，為了保證通信設(shè)備用電的安全可靠，需要配置柴油發(fā)電機(jī)及配套用房，而柴油發(fā)電機(jī)房的通風(fēng)設(shè)計(jì)對(duì)發(fā)電機(jī)組長(zhǎng)期正常運(yùn)行尤為重要。本人結(jié)合東莞某重要匯聚機(jī)房配套柴油發(fā)電機(jī)房通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例，來(lái)介紹數(shù)據(jù)機(jī)房配套柴油發(fā)電機(jī)房通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程和經(jīng)驗(yàn)，僅供設(shè)計(jì)者參考[1]。

1 概況

東莞某重要匯聚機(jī)房位于東莞市萬(wàn)江區(qū)。機(jī)房所在樓房共2層，無(wú)地下室，建筑面積共約861m2。柴油發(fā)電機(jī)房位于一層，凈面積為61.1m2，內(nèi)含油箱間和排風(fēng)消聲間。數(shù)據(jù)機(jī)房一層平面布置如圖1所示：

圖1 數(shù)據(jù)機(jī)房一層平面布置圖

2 發(fā)電機(jī)房的通風(fēng)系統(tǒng)

本柴油發(fā)電機(jī)房（含排風(fēng)消聲間）墻體及天花均進(jìn)行了降噪處理；發(fā)電機(jī)底座周邊設(shè)置了隔振溝；進(jìn)風(fēng)口處設(shè)置靜壓箱，靜壓箱內(nèi)設(shè)置了進(jìn)風(fēng)消聲片，用于降低進(jìn)風(fēng)噪聲；發(fā)電機(jī)房通往室外及與高低壓配電室連通的門(mén)都采用規(guī)范要求的鋼質(zhì)隔聲門(mén)，從而保證柴油發(fā)電機(jī)房處于全封閉狀態(tài)，有效降低噪聲對(duì)周邊環(huán)境的影響。但此時(shí)，為了保證柴油發(fā)電機(jī)房的通風(fēng)效果，機(jī)房通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。

2.1 通風(fēng)系統(tǒng)的作用

（1）將機(jī)組運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的余熱散發(fā)出去；

（2）提供柴油機(jī)燃燒需要的空氣量；

（3）提供散熱器風(fēng)扇帶走發(fā)電機(jī)冷卻水熱量需要的風(fēng)量；

（4）提供發(fā)電機(jī)房平時(shí)通風(fēng)換氣量，兼具氣體滅火后的排氣；

（5）提供油箱間平時(shí)的通風(fēng)換氣量。

2.2 通風(fēng)量的計(jì)算

（1）排除發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量所需的通風(fēng)量

該熱量包含柴油機(jī)運(yùn)行時(shí)的散熱量、發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)的散熱量以及排煙管的散熱量。室內(nèi)配置有消音器的，還要包含消音器的散熱量[2]。總散熱量按照下列式子進(jìn)行計(jì)算：

式中：L1--通風(fēng)換氣量，m3/h；

Q-機(jī)組運(yùn)行時(shí)每小時(shí)的散熱量，kW；

c--空氣的比熱，1.01kJ/（kg.℃）；

ρ--進(jìn)入空氣的密度，1.2kg/m3；

tp--排除空氣的溫度，℃；

tj--進(jìn)入空氣的溫度，℃；

（tp-tj）一般取7～10℃。

本項(xiàng)目使用發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)如圖2所示：

圖2 本發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)

取排進(jìn)風(fēng)溫差為8℃；由于本項(xiàng)目排煙管及消音器外包保溫材料進(jìn)行了保溫處理，所以機(jī)組運(yùn)行時(shí)排煙管及消音器散發(fā)的熱量可以忽略不計(jì)。由此計(jì)算出此部分通風(fēng)換氣量如下：

（2）柴油機(jī)燃燒所需的空氣量

依據(jù)圖1發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)：空氣燃燒量81.9m3/min。計(jì)算出此部分所需空氣量如下：

（3）散熱器風(fēng)扇帶走發(fā)電機(jī)冷卻水熱量所需的通風(fēng)量

依據(jù)圖1發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)：散熱器冷卻空氣流量1700m3/min。計(jì)算出此部分所需通風(fēng)量如下：

（4）發(fā)電機(jī)房平時(shí)通風(fēng)換氣所需通風(fēng)量

發(fā)電機(jī)房按照每小時(shí)換氣次數(shù)8次進(jìn)行平時(shí)通風(fēng)換氣量的計(jì)算。發(fā)電機(jī)房面積為47.2m2，空高為4.8m。計(jì)算出此部分所需通風(fēng)量如下：

（5）油箱間平時(shí)通風(fēng)換氣量所需通風(fēng)量

油箱間按照每小時(shí)換氣次數(shù)8次進(jìn)行平時(shí)通風(fēng)換氣量的計(jì)算。油箱間面積為4.3m2，空高為4.8m。計(jì)算出此部分所需通風(fēng)量如下：

2.3 通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

（1）發(fā)電機(jī)工藝通風(fēng)系統(tǒng)及燃燒廢氣排放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

發(fā)電機(jī)工藝通風(fēng)系統(tǒng)及燃燒廢氣排放系統(tǒng)所需的進(jìn)風(fēng)量一起考慮，均從油機(jī)房的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入，包含排放機(jī)組運(yùn)行產(chǎn)生的余熱、機(jī)組冷卻所需的風(fēng)量、柴油機(jī)燃燒所需的風(fēng)量。

由于本項(xiàng)目進(jìn)風(fēng)口設(shè)置在發(fā)電機(jī)端部，從而實(shí)現(xiàn)了空氣從發(fā)電機(jī)端部進(jìn)入，沿機(jī)組縱向流動(dòng)，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)后從散熱器排出。這種空氣流動(dòng)方式先帶走了發(fā)電機(jī)運(yùn)行的余熱，又通過(guò)散熱器帶走了冷卻機(jī)組產(chǎn)生的熱量，達(dá)到了一風(fēng)兩用的效果。所以此2個(gè)系統(tǒng)共計(jì)所需進(jìn)風(fēng)量為：

據(jù)此，柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)計(jì)3臺(tái)進(jìn)風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制進(jìn)風(fēng)，每臺(tái)進(jìn)風(fēng)量為36000m3/h，有效保證機(jī)房的通風(fēng)量需求。

發(fā)電機(jī)工藝通風(fēng)系統(tǒng)的排風(fēng)通過(guò)散熱器經(jīng)排風(fēng)口排出，排風(fēng)量為機(jī)組冷卻所需風(fēng)量（其中包含了機(jī)組運(yùn)行產(chǎn)生的余熱）：L3=102000m3/h。

燃燒廢氣排放系統(tǒng)的排風(fēng)通過(guò)排煙管、再經(jīng)過(guò)洗煙機(jī)凈化之后排至室外。

為了滿足此2個(gè)系統(tǒng)計(jì)算進(jìn)風(fēng)量和排風(fēng)量的需求，本機(jī)房設(shè)置了進(jìn)風(fēng)口和排風(fēng)口。根據(jù)本機(jī)房配置發(fā)電機(jī)組的性能要求：排風(fēng)口面積最小應(yīng)不小于散熱水箱面積，建議按120%散熱水箱面積計(jì)算。進(jìn)風(fēng)口至少應(yīng)與排風(fēng)口一樣大，建議進(jìn)風(fēng)口面積不小于120%排風(fēng)口面積。

由于本機(jī)房的進(jìn)、排風(fēng)口均安裝有固定百葉窗，因此要考慮百葉窗占用的無(wú)效面積。開(kāi)口也應(yīng)相應(yīng)增大，基本的考慮是開(kāi)口凈面積不變。可依據(jù)如下經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)考慮開(kāi)口面積的放大：風(fēng)口尺寸增加約25%～50%。

本機(jī)房使用的發(fā)電機(jī)組的散熱器規(guī)格為：高×寬=1750mm×1770mm。則排風(fēng)口的面積為：1750×1770×120%×（1+25%）≈4.65m2。同時(shí)考慮機(jī)房實(shí)際情況，設(shè)計(jì)實(shí)際采用的排風(fēng)口規(guī)格為：寬×高=3825mm×1250mm≈4.78m2。梁底開(kāi)孔，外設(shè)置鋁合金排風(fēng)百葉。由此計(jì)算進(jìn)風(fēng)口面積為：4.78×120%≈5.74m2。結(jié)合機(jī)房實(shí)際，同時(shí)保證靜壓箱規(guī)格能夠容納3臺(tái)進(jìn)風(fēng)量為36000m3/h的風(fēng)機(jī)規(guī)格，設(shè)計(jì)實(shí)際采用的進(jìn)風(fēng)口規(guī)格為：寬×高=4000mm×1500mm=6m2。梁底開(kāi)孔，外設(shè)置鋁合金進(jìn)風(fēng)百葉。

（2）發(fā)電機(jī)房平時(shí)通風(fēng)系統(tǒng)

滿足發(fā)電機(jī)房平時(shí)的通風(fēng)換氣，可以僅設(shè)排風(fēng)機(jī)；同時(shí)承擔(dān)氣體滅火后的排風(fēng)系統(tǒng)。此系統(tǒng)所需排風(fēng)量為L(zhǎng)4=1812.48m3/h

由此，本工程設(shè)計(jì)一臺(tái)排風(fēng)量為2500m3/h的軸流排風(fēng)機(jī)。排風(fēng)機(jī)靠墻安裝，梁下開(kāi)500mm×400mm的鋁合金百葉排風(fēng)口；室內(nèi)安裝單向百葉側(cè)向排風(fēng)口500mm×400mm，風(fēng)口底端距地300mm，風(fēng)口處設(shè)置70℃電動(dòng)防火閥，平時(shí)排風(fēng)及災(zāi)后排氣時(shí)開(kāi)啟。

（3）油箱間排風(fēng)系統(tǒng)

油箱間會(huì)有有害氣體散發(fā)，應(yīng)保證負(fù)壓，僅設(shè)置排風(fēng)系統(tǒng)，排風(fēng)量為

由此，本工程設(shè)計(jì)一臺(tái)排風(fēng)量為200m3/h的壁裝防爆排氣扇，并設(shè)置280℃電動(dòng)防火閥[3]。

3 通風(fēng)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

由于發(fā)電機(jī)房設(shè)置了氣體滅火，火災(zāi)報(bào)警時(shí)，油機(jī)、進(jìn)風(fēng)機(jī)、進(jìn)風(fēng)口應(yīng)聯(lián)動(dòng)關(guān)閉。平時(shí)排風(fēng)的排風(fēng)口也要實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)關(guān)閉。

對(duì)于機(jī)組運(yùn)行產(chǎn)生的余熱，也可以通過(guò)設(shè)置輔助排風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)熱量的排除。此時(shí)，進(jìn)風(fēng)機(jī)及進(jìn)風(fēng)口的設(shè)計(jì)也要對(duì)應(yīng)考慮此部分的進(jìn)風(fēng)量需求。這個(gè)可以通過(guò)和發(fā)電機(jī)組廠家獲取發(fā)電機(jī)組參數(shù)來(lái)確定此分部是否需要單獨(dú)設(shè)計(jì)。輔助排風(fēng)機(jī)要設(shè)置在房間上部，盡量與散熱器同側(cè)。

為了保證良好的氣流組織和充足的空氣流通，進(jìn)風(fēng)口最好設(shè)置在發(fā)電機(jī)組端部的外墻體，如果機(jī)房條件受限，也可以設(shè)置在發(fā)電機(jī)組的側(cè)面外墻體。排風(fēng)口設(shè)置在散熱器端部的外墻體。因此，為了滿足進(jìn)排風(fēng)的需求，發(fā)電機(jī)房至少需要有2面外墻體。另外，為了滿足承重的要求，發(fā)電機(jī)房要設(shè)置在沒(méi)有地下室的一層或地下室。當(dāng)然，設(shè)置在地下室時(shí)，要滿足機(jī)房的通風(fēng)需求。

由于發(fā)電機(jī)組平時(shí)不運(yùn)營(yíng)，只有在停電時(shí)才運(yùn)行，所以機(jī)組的工藝通風(fēng)系統(tǒng)及燃燒廢氣排放系統(tǒng)要單獨(dú)設(shè)置，不能與其他通風(fēng)系統(tǒng)合用[4]。

4 結(jié)束語(yǔ)

柴油發(fā)電機(jī)房的通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)發(fā)電機(jī)組的長(zhǎng)期正常運(yùn)行有很大影響，通風(fēng)不暢，會(huì)造成機(jī)房?jī)?nèi)部溫度過(guò)高，導(dǎo)致機(jī)組無(wú)法正常運(yùn)行。因此，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的過(guò)程中要充分重視柴油發(fā)電機(jī)房通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。