柴油发电机房机械强制通风系统设计要求

摘要：地下室内柴油发电机组的安装和设计，需要仔细地考虑冷却和通风，所有散热器冷却空气都必须排放至发电机房外。另外，在安装过程中可使用导管转接件套件。康明斯公司在本文中叙述了柴油发电机房通风及排烟的设计现状、存在问题和整体整改措施及建议等，可供暖通专业人员设计参考。

一、发电机房通风系统要求

1、通风设计的原则

（1）风向

发电机房的通风方向要遵循通常的自然风向，这有助于较大程度地利用自然通风，减少通风设备的投资和运营成本。如果通风需要采用机械通风，则需要较大程度避免通风设备之间的气流干扰。

（2）通风量

发电机房通风量的控制要合理，不宜过大或过小。过大的通风量会增加通风设备的投资和运营成本，同时也会降低发电机房的温度，可能导致机器失效。过小的通风量则可能会导致热量无法散发，增加机器故障风险。通风量应根据房间大小、设备功率、潜在风险等因素进行计算。

（3）通风路径

通风路径的规划应尽可能避免死角，确保通风畅通无阻。建议空气流通路径有推拉窗、天花板风口等，方便排出有害气体和热量。通风路径还应考虑人员活动和安全因素。

2、换气次数的计算

换气次数指单位时间内发电机房内的空气完全更新的次数。通常情况下，对于一般工矿企业电气设备和发电机房应采用 1 ~ 2次/h 的换气次数。对于特殊工艺和高纯度空气要求的场所，则需要更高的换气次数。

3、通风设备的选择

通风设备的种类应根据发电机房的实际情况确定，一般包括排热设备和通风设备。排热设备包括空调、冷却塔等，可降低机器温度，减少摩擦损耗，延长机器寿命。通风设备包括通风管、电风扇等，可快速排出发电机房内的热空气，为机器提供充足的氧气，减少机器故障风险。

4、环境监测

在发电机房通风设计过程中，需要考虑环境监测系统的建立，包括温度、湿度、有害气体等监测，确保环境安全合规。

二、地下发电机房的通风及排烟设计案例

1、常见机房现状

（1）地下柴油发电机房的通风量，大多数的工程均用换气次数来进行计算，既不科学，更违反相关的设计规范。

（2）有的工程只有一个室外进风口，一个室外排风口，更无室外排烟口。

（3）有的工程无室外进风口，直接在地下车库的内墙上设采风口，以作进风。

（4）有的工程室外进风口和室外排风之间的距离较近，进、排风气流短路。

（5）进风口、排风口和排烟口的内侧无镀锌铅丝网。

（6）储油箱上未设置独立的室外专用呼吸阻火系统。

2、存在问题

按每小时换气次数来计算柴油发电机房的通风量，计算的依据是错误的，其通风量应等于柴油发电机本体的排风量（生产厂家提供）和燃烧空气量之和。（注：燃烧空气量一般可按每马力每小时5立方米进行估计）。柴油发电机房的进风，直接采用从地下车库内进风，采风口的位置是错误的，其理由有三点：

（1）地下车库内残存的有害气体（一氧化碳、苯等）会氧化，腐蚀电气母线和设备，降低设备的运行寿命。

（2）地下车库内产生的气体均为有害气体，会影响电气值班人员的身体健康。

（3）若该地下车库发生火灾时，采风口所采的风，均为空气和烟气的混合物，降低柴油发电机房内的能见度，易造成电气值班人员的误操作。

（4）地下柴油发电机房设置二个室外竖井是不够的，应设置三个竖井。

（5）地下柴油发电机房所有室外百叶风口的内侧无镀锌铅丝网，不能防止鼠、虫、蛇等小动物进入）柴油发电机房内，有可能产生不必要的母线短路事故。

（6）柴油发电机房的油箱上无独立的呼吸阻火系统。

（7）不能满足低碳环境所需要的空气流动场。

3、整改措施及其建议

（1）柴油发电房的通风量不应采用换气次数

来计算，而应根据设计规范中的规定来进行计算，以适当增加通风量，满足室内低碳环境的初步要求。

（2）地下柴油发电机房的进风应由室外直接采风，不应从地下车库内采风，从而防止有害气体对电气设备的氧化、腐蚀和对值班人员健康的影响。

（3）地下柴油发电机房应设置三个竖井：一是室外进风竖井；二是室外排风竖井；三是室外排烟竖井。

（4）三个室外竖井上均应设置百叶风口，并在风口的内侧增加镀锌铅丝网，防止产生不必要的母线短路事故。

（5）柴油发电机房内储油箱上，应设置独立的呼吸阻火系统，呼吸阻火管道系统上应设置呼吸阻火阀或在管道系统的出口处设呼吸阻火帽，呼吸阻火帽下口与室外地坪上口之间的距离应满足3-4米为宜。

地下室发电机房排风口设计图

二、通风量计算

柴油发电机房采用风冷系统，同时柴油机冷却也采用风冷系统，这时机房的排风不仅要考虑排出机房内的余热，而且还应考虑排除柴油机机头散热器排到机房内的热量。对于采用机械排风，柴油机机头散热器热量处理方式一般有两种：通过排风管排至室外；直接排至柴油发电机房。

1、通风量的计算公式

当采用机械排风系统时，排除机房内余热的通风量L可按下式计算：

L=Q/｛0.337×（t_n-t_w）｝

式中，L为排除机房内余热所需通风量（m3/h）；Q为室内柴油发电机机房余热（kW）；tn为机房排风温度（℃），根据《民用建筑电气设计规范》（JGJ 16–2008）第6.1.13条规定，对于柴油发电机房（隔室操作、自动化）夏季温度为32~37℃，tn取37℃；tw为夏季通风室外计算温度（℃）。

2、举例说明

某地下室柴油发电机房设机组2台，运行1台，备用1台，柴油机功率为220kW（300h·P），发电机功率为200kW；排烟管直径为150mm、长度为30m，采用矿渣棉制品保温，保温层厚度为60mm，qe=0.196kW/m；大气压力为98.7kPa；烟管温度ty取400℃；机房设计温度为37℃；工程水源困难，冷却方式拟采用风冷，进风温度t1=30℃。通过计算得到：Q1=27.41kW，Q2=19.78kW，Q3=5.88kW，Q4=176.55kW。从计算结果可以发现，Q4>Q1+Q2+Q3；显然，如果把Q4直接排至机房内，将导致机房内余热大量的增加。

由于方法：（1）通过排风管排至室外，其柴油机机头散热器热量不直接散发到机房内，余热量为Q1+Q2+Q3，送风量可以根据公式（1）可以求得，而排除柴油机机头散热器热量的较小风量可以通过样本查的为19980m3/h，取较大值22497m3/h作为送风风量，室外空气首先冷却机房余热后，再经过柴油发电机冷却其柴油机机头，因此排风温度较高（67℃）；而方法（2）的机房余热量为Q1~Q4之和，室外空气冷却机房余热后直接排出，其排风温度较低（37℃），但是其送排风总量是方法（1）的4.3倍，如果悬板防爆波活门采用HK800（5），战时较大通风量为14500m3/h，则方法（2）送排风所需悬板活门数量为14扇，比方法（1）多10扇，受实际建筑工程条件的限制，方法（2）在工程实际设计中难以实现。

3、机械通风系统设置方法

对于人防电站，由于其通风系统的阻力较大，难以满足自然通风的要求，建议采用机械通风系统；采用柴油机机头散热器热量通过排风管排至室外的方法：

（1）其送排风风机风量较小，易于实现，这时机房的进风量按以下两种情况确定：应取Max（机头散热器排风量（查样本得到），排除室内余热的进风量）。

（2）当机头散热器排风量大于排除室内余热的进风量时，取机头散热器排风量作为排风风机的风量，此时可以不在柴油发电机房内设置单独的排风口，其排风全部通过机头排出，而此时进风量量为排风量加上燃烧空气量。

（3）当机头散热器排风量小于排除室内余热的进风量时，取排除室内余热的进风量作为机房进风量，排风风机风量为进风量减去燃烧空气量，此时柴油发电机房内需设置排风口，其风量为排风风机风量减去机头散热器排风量。