柴油發電機在工程設計中的幾點注意事項

倪鵬飛

摘要：隨著時代發展，生命科學、數據中心、科研建設等工程項目中，對電源的可靠性有越來越高的要求。設計者應從用戶需求、投資控制、方案合理等方向出發，確定經濟、合理、可靠的設計方案。本文總結歸納幾種柴油發電機在工程設計中的注意事項供大家參考。

關鍵詞：柴油發電機;性能;儲油間

1 柴油發電機組

柴油發電機組的功率定額是在額定頻率、功率因數cosφ為0.8下用kW標示的功率。定額功率的種類有持續功率（COP）、基本功率（PRP）、限時運行功率（LTP）、應急備用功率（ESP）。運行周期在24h內的允許平均輸出功率（Ppp）應不大于70%的基本功率。

柴油發電機容量計算可參考《工業與民用供配電設計手冊》第四版中第2.6.3.2節計算長期連續運行所需要的功率，按不大于70%～80%的基本功率選擇柴油發電機組的額定功率。驗證柴油發電機短時過載能力，發動機短時過負荷系數可取大于1.5。校驗柴油發電機母線電壓降。

柴油發電機組運行功率低于額定功率50%時，油耗會變大，燃油不充分也會升高柴油發電機組故障，降低機組使用壽命，故不建議柴油發電機組長期低負載工作。

柴油發電機組性能等級分為G1、G2、G3、G4四級。工程上應根據具體負荷特性來確定柴油發電機組的等級。其中，G1：連接的負載只規定其基本電壓和頻率參數，適用于照明和其他簡單的電氣負載。G2：電壓特性與公用電力系統有相同要求，當負載發生變化時，允許暫時的電壓或頻率的偏差，適用于照明、水泵、風機等。G3： 連接的設備對發電機組的電壓、頻率和波形有嚴格要求，適用于電信負載和晶閘管控制的設備。G4：連接的設備對發電機組的電壓、頻率和波形有特別嚴格的要求，適用于數據處理和計算機系統。

2我們在工程設計過程中涉及到柴油發電機房時，建筑專業的同事經常會提出這樣兩個問題，即：

1、進、排風口面積？

2、儲油間應該設置多大？

關于第一個問題，我們可以在相關圖集或產品樣本上查到數據，但我相信很多電氣工程師應該并不知道其具體算法，我經過查閱相關資料并與暖通專業的工程師討論后現將其具體算法歸納總結如下：

發電機燃燒所需風量CMh可按防空地下室設計規范給出的柴油機燃燒空氣量，按柴油機額定功率7m3/（kW·h）計算。

關于第二個問題，我查閱相關規范和資料后認為：

《建筑設計防火規范》GB 50016—2014 （2018年版）5.4.13條：布置在民用建筑內的柴油發電機房應符合下列規定：機房內設置儲油間時，其總儲存量不應大于1m3。

《民用建筑電氣設計規范》JGJ16—2008第6.1.11條，儲油設施的設置應符合下列規定：在燃油來源及運輸不便時，宜在建筑物主體外設置40～64h耗油量的儲油設施。機房內應設置儲油間，其總存儲量不應超過8h燃油量。

根據相關資料，柴油發電機的油耗約為：220g/kW·h，按照《民用建筑電氣設計規范》JGJ 16—2008，消防泵、消防電梯、防排煙系統及相應機房的應急照明，均要求供電時間不小于3h。《建筑設計防火規范》GB 50016—2014（2018年版）中規定，總儲存量不應大于1m3。總功率1500kW的發電機，3個小時的燃油就會超過1m3。由此可見，如果發電機房僅設一個儲油間不能滿足1500kW的發電機運行3個小時。《建筑設計防火規范》5.4.13條所規定的“柴油發電機房內設置儲油間時，其總儲存量不應大于1m3”，是指一個儲油間的儲油量，一個柴油發電機房內應根據實際需求設置多個儲油間，每個儲油間的儲油量不應大于規范要求的1m3。

根據相關資料柴油發電機8h/kW油耗為1760g，合計約為2L（1kg柴油大概是1.16L）。如果設一臺1500kW的柴油發電機，8小時油耗約3m3。由此可計算出柴油發電機房儲油間的上限。

參考文獻

[1]?GB 50016-2014（2018版） 建筑設計防火規范[S].北京：中國計劃出版社，2018.

[2]?GB 50053-2013 20kV及以下變電所設計規范[S].北京：中國計劃出版社，2014.

[3]?中國航空規劃設計研究總院有限公司.工業與民用供配電設計手冊[M].北京：中國電力出版社，2016.