技術文章
油發電機組常用于工業企業中作為備用電源或應急電源。本篇主要討論柴發的幾個關鍵知識點。
一、防爆問題
1、根據《建筑設計防火規范》(2018版)GB50016-2014第3.1.1條條文說明,國產柴油閃點介于閃點60℃~90℃范圍區間。
(-35號柴油是指可以使用在-35度以上的環境中柴油。-35是指柴油能夠使用的外界溫度條件。-35號柴油適合零下14攝氏度到零下29攝氏度的環境中使用。)
2、《石油化工企業設計防火標準》(2018版)GB50160-2008 ,3.0.2條條文說明。閃點小于60℃且大于或等于55℃的柴油火災危險性可視為丙A類。總體而言,柴油屬于丙類,輕柴油屬于乙B類。
3、根據《爆炸危險環境電力裝置設計規范》GB50058-2014的附錄C“可燃性氣體或蒸氣爆炸性混合物分級、分組表C"中:柴油被列為Ⅱ,引燃溫度組別為T3。
4、根據《爆炸危險環境電力裝置設計規范》GB50058-2014的第3.1.1條,可能出現下列情況之一時,應進行爆炸性氣體環境的電力裝置設計。
5、(結合1~4)對于柴油發電機室來講,其儲油間的溫度按照環境溫度考慮,柴油的閃點大于60℃,環境溫度小于閃點且沒有操作溫度。故儲油間內不屬于爆炸性氣體環境。
6、令不少設計師費解的是15D202-2_柴油發電機組設計與安裝,P101頁照明示意圖中,儲油間采用了防爆壁裝應急熒光燈。
圖集僅在照明示意圖中提到了防爆燈,筆者認為這只是設計提檔,不能理解為規范要求。且其也僅提檔了燈具本身,對于線路、儲油間內外線路處是否需要做防爆處理均沒有明確說明。
7、目前沒有規范和標準要求儲油間需采用防爆燈具。《廣州:建設工程消防設計、審查難點問題解答》中也明確了柴發發電機房不屬于爆炸危險場所。
8、王金元在其《建筑電氣設計疑難問題解析》中明確提到。
小結:柴油發電機房及其儲油間不屬于爆炸危險環境,不必設計防爆燈具。
二、是否安裝可燃氣體探測器。
1、根據《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規范》GB50493-2019第2.0.1條,可燃氣體指甲類氣體或甲、乙A類可燃液體氣化后形成的可燃氣體或可燃蒸汽。且2009版條文說明中明確乙A類為閃點等于或大于28℃至等于45℃的可燃液體。而柴油為閃點大于60℃的丙A類液體,故柴油不屬于。
2、部分圖審會提此點,依據是《建筑設計防火規范》(2018版)GB50016-2014第8.4.3條。
8.4.3:建筑內可能散發可燃氣體、可燃蒸氣的場所應設置可燃氣體報警裝置。
條文說明:8.4.3 本條為強制性條文。本條規定應設置可燃氣體探測報警裝置的場所,包括工業生產、儲存,公共建筑中可能散發可燃蒸氣或氣體,并存在爆炸危險的場所與部位,也包括丙、丁類廠房、倉庫中存儲或使用燃氣加工的部位,以及公共建筑中的燃氣鍋爐房等場所,不包括住宅建筑內的廚房。
此問題的核心是:柴油為閃點大于60℃的丙A類液體,不屬于可燃氣體、可燃蒸汽。且儲油間也不是爆炸危險的場所與部位。
按照圖審的這個邏輯,試問:地下車庫里,那么多汽車的汽油箱,裝的是易揮發的汽油,更應該裝設可燃氣體探測了。
3、地方疑難問題解答
除了滿足規范,還需要滿足地方的一些要求,比如武漢市的《執行工程建設標準及強制性條文等疑難問題解答(2021年版)》中對此有提及。
筆者不認同此觀點。
假若按此“以人為本"的邏輯,地下停車場更應該算是“建筑內可能散發可燃氣體、可燃蒸氣的場所",且停車場更應該采用可燃氣體探測裝置并安裝防爆燈具。
又比如一些丙類車間,是不是也得全部采用可燃氣體探測裝置并安裝防爆燈具??
三、排風機是否采用防爆風機
1、《石油化工采暖通風與空氣調節設計規范》SH/T 3004-2011中第7.13條:柴油發電機室通風系統的通風機及電機應為防爆型,并應直接連接。
2、《小型火力發電廠設計規范》GB50049-2011第21.6.4條第4款:油泵房的通風機及電動機應為防爆式,并應直接連接。
小結:柴油發電機室的風機,與鍋爐房的風機類似,雖不是爆炸危險環境,但考慮泄漏時需要通過風機排出,故在暖通方面要求其為防爆風機。鍋爐房的風機要求見《鍋爐房設計標準》GB 50041-2020第15.3.7條。
四、排風機是否需要為事故風機
1、《大中型火力發電廠設計規范》GB50660-2011有兩條提到。
2、《精細化工企業工程設計防火標準》GB 51283-2020中10.2.5條(強條)
3、《工業建筑供暖通風與空氣調節設計規范》GB 50019-2015中6.4.7條
小結:柴發室需要機械排風機,且為事故風機。需要在室內外分別設置電氣開關。
五、柴油發電機的啟動方式
六、是否接入電容補償
1、文章《應急柴油發電機供電系統不應接入電容器無功自動補償裝置》,電氣工程應用,2015年。吳英煜,李秀蘭
核心觀點為:不應接入。
2、文章《自備柴油發電機要不要加電容器無功補償問題淺析》,電氣工程應用,唐繼東。
觀點為:同意文章1的觀點。但特殊情況下(容量大或長期運行),可以考慮適量補償,但功率因數不能太高。且運行時,不可先投電容器。
3、建筑電氣論壇中接受度比較高:2個觀點
觀點1:對于發動機,特別是應急發電機,是在緊急情況下才使用的,負荷大小不確定,使用時間不會超過2小時(備用的發電機除外),一般情況下是不采用力率補償。 |
觀點2:柴油發電機,容量小,其無功功率小,變化大,集中補償很難實現補償的適配切換;另外,一旦出現過補償,發電機輸出電壓上飄過壓,出現災難性后果。所以,可以采用不補償或末端就地補償方式。 |
小結:一般情況下,柴油發電機是在緊急情況下使用,負荷大小不確定,使用時間也不會特別長,故一般情況下不采用無功補償。
對于可能長時間使用的柴油發電機,可以考慮無功補償,或在大型設備處進行就地無功補償。(個人理解:比如海上、山里等柴發作為備用電源較長時間運行的地方)
七、儲油間設置問題
1、《民用建筑電氣設計標準》GB 51348-2019
2、《工業與民用供配電設計手冊(第四版)》P138頁
八、油量及時間的折算問題
1、《工業與民用供配電設計手冊(第四版)》P147頁
以400kW的機組為例,按8小時考慮備用時間,其耗油量按109.3L/h*8h=874.4L=0.874m3。考慮到不會滿載,配備的0.75m3的儲油箱基本可以滿足其8小時運行。
2、《工業與民用供配電設計手冊(第四版)》P148/149頁
對于康明斯發電機,其400kW備用負載時耗油量為107L/h,基本與威爾信柴發的耗油量一致。
對于509kW的柴油發電機,其備用負載時耗油量為137L/h,其耗油量按137L/h*8h=1096L=1.096m3。考慮到不會滿載,配備的1m3的儲油箱基本可以滿足其8小時運行。
也可以理解為一個儲油間,其最大的儲油量1m3,可以滿足500kW的機組運行8個小時。