一、設(shè)置原則
在高層建筑供電設(shè)計中,首先必須明顯什么情況下應(yīng)設(shè)置柴油發(fā)電機組,我們先從高層建筑的負(fù)荷等級談起:
①高層建筑中的消防水泵、防排煙設(shè)施、消防電梯、應(yīng)急照明等消防用電,按照《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》(gb50045-95)9.1.1條規(guī)定,一類高層建筑應(yīng)安一級負(fù)荷要求供電,二類高層建筑應(yīng)按二級負(fù)荷要求供電。
②按《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》(jgj/t16-92)3.1條規(guī)定,高層建筑中許多部位的負(fù)荷為一級負(fù)荷,如一、二級旅館的宴會廳、娛樂廳、高級客房、廚房,重要辦公建筑的客梯電力、主要辦公室、會議室照明,大型百貨商店的營業(yè)廳照明;還有一些部位的負(fù)荷為二級負(fù)荷,如百貨商店的自動扶梯、客梯電力,部、省級辦公建筑的主要辦公室、會議室照明等。一級負(fù)荷中還含有特別重要負(fù)荷,如重要的交通樞紐、通訊樞紐以及經(jīng)常用于重要國際活動的大量人員集中的公共場所等的一級負(fù)荷。
一級負(fù)荷應(yīng)由兩個電源共電。二級負(fù)荷當(dāng)條件允許時也宜由兩個回路供電,特別是屬于消防用電的二級負(fù)荷,應(yīng)按二級負(fù)荷的兩個回路要求供電。由此可見,高層建筑對供電的可靠性要求較高,都要求兩個電源供電。因此,考慮設(shè)置柴油發(fā)電機組的原則如下:
①對電網(wǎng)能夠提供二個獨立電源的高層建筑,按規(guī)范已經(jīng)滿足了一、二級負(fù)荷的要求,原則上可不設(shè)柴油發(fā)電機組。但是,對于特別重要的高層建筑(如超高層建筑),其內(nèi)部含有特別重要負(fù)荷,應(yīng)考慮一電源系統(tǒng)檢修或故障時,另一電源系統(tǒng)又發(fā)生故障的嚴(yán)重情況,此時一般應(yīng)設(shè)柴油發(fā)電機組做應(yīng)急電源。
②對于當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)只能提供一路電源、或取得第二電源有困難或不經(jīng)濟合理的高層建筑,應(yīng)設(shè)柴油發(fā)電機組提供第二電源。此時,柴油發(fā)電機組是作為備用電源使用,不僅僅是應(yīng)急用。
③按照我國旅游飯店星極標(biāo)準(zhǔn),四星級及五星級賓館應(yīng)設(shè)自備發(fā)電系統(tǒng)。以上是設(shè)置柴油發(fā)電機組的基本原則。值得一提的是,在國內(nèi)外一些高層建筑中,即使市網(wǎng)供電相當(dāng)可靠,可以滿足規(guī)范要求,但也都設(shè)置了自備應(yīng)急發(fā)電機組,以便當(dāng)市網(wǎng)萬一中斷供電,一方面能保證停電期間消防用電的需要,同時也能使大廈的基本秩序得以維持。
二、柴油發(fā)電機組容量的選擇(12kw-2000kw)
三、機組型式選擇
1. 起動方式
柴油機在起動時,必須依靠外力驅(qū)動曲軸旋轉(zhuǎn),當(dāng)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時,氣缸內(nèi)的空氣被壓縮到一定的壓力和溫度,使噴進(jìn)氣缸的燃油開始燃燒,柴油機才開始正常地運轉(zhuǎn)起來。柴油機的起動方式有三種,①手搖起動,通過手搖裝置把柴油機起動起來;②電動起動:利用電動機作為動力,通過傳動機構(gòu)來驅(qū)動曲軸旋轉(zhuǎn),從而使柴油機起動起來,電起動所用的電源為蓄電池,電壓一般為24v;③壓縮空氣起動,把壓縮空氣導(dǎo)入柴油機氣缸中,利用它的壓力來推動活塞,使柴油機曲軸旋轉(zhuǎn),當(dāng)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時停送空氣,而向燃燒室噴入燃油,便可把柴油機起動起來。
當(dāng)采用自動信號控制起動電動機或控制壓縮空氣閥,并對潤滑系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)采取措施后,便可實現(xiàn)機組自起動。
在高層建筑中宜采用電起動方式,避免采用壓縮空氣起動方式。一類高層建筑中一定要選擇帶自起動裝置的柴油發(fā)電機組,一旦市網(wǎng)供電中斷,必須在15秒內(nèi)供電(高規(guī)要求30秒)。二類高層建筑中有條件時,也宜采用帶自起動裝置的機組,有困難時也可采用手動起動裝置。
2. 轉(zhuǎn)速
柴油發(fā)電機組按轉(zhuǎn)速分高、中、低三類。高速轉(zhuǎn)速≥1000轉(zhuǎn)/分;中速轉(zhuǎn)速在300~1000轉(zhuǎn)/分;低速轉(zhuǎn)速≤300轉(zhuǎn)/分。
在高層建筑中應(yīng)選用轉(zhuǎn)速1000~1500轉(zhuǎn)/分的高速機組。此種機組具有體積小、重量輕、運行可靠等優(yōu)點。
3. 冷卻方式
柴油機在運行中由于柴油的燃燒產(chǎn)生高溫,為保證柴油機受熱機件及增壓器外殼等部分不受高溫的影響,并保證各工作面的潤滑,就要在受熱部分進(jìn)行冷卻。柴油機冷卻不良、機件溫度過高時,將會引起一些故障。柴油機機件也不能過度冷卻,機件溫度太低也會造成不良后果。由此可見,冷卻系統(tǒng)的功用是從各受熱機件傳走部分熱量,使機件保持正常的工作溫度。柴油機的冷卻方式有水冷和風(fēng)冷兩種。水冷方式即用水冷卻氣缸,風(fēng)冷方式即用風(fēng)冷卻氣缸。水冷機組中一種為封閉式自循環(huán)水冷卻機組,它是由散熱水箱水泵柴油機體的水冷腔,再返回到散熱水箱,而散熱水箱是利用機組上的風(fēng)扇進(jìn)行冷卻的,另一種為開式循環(huán)冷卻機組。在高層建筑中,一般情況下應(yīng)選擇閉式水循環(huán)冷卻的整體機組,此種機組所占面積和空間較小。
4. 勵磁系統(tǒng)
勵磁系統(tǒng)是發(fā)電機的主要組成部分。勵磁系統(tǒng)調(diào)節(jié)的主要任務(wù)是維持電壓于一定水平、增加輸送功率和輸送距離、提高系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性等。勵磁裝置有很多種,高層建筑中一般選擇無刷型自動勵磁裝置。采用此種勵磁方式的發(fā)電機組特點是:當(dāng)與自動電壓調(diào)整裝置配套使用時,其靜電壓調(diào)整率可保證在±2.5%以內(nèi),這種類型機組能適應(yīng)各種運行方式,易于實現(xiàn)機組自動化或?qū)Πl(fā)電機組的遙控。
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