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        康明斯柴油發電機房設計溫度探討

        筆者曾經見過很多數據中心的柴油發電機房,有些柴發機房,整面墻布滿了散熱器,機房內溫度甚至達到了30℃,進去之后能出一身汗,而有些柴發機房,夏季溫度能到40℃,非常熱,所以就此問題進行初步討論,希望能給大家一些參考。


        一、規范要求梳理


        1、《發電廠供暖通風與空氣調節設計規范》DL/T5035-2016


        6.16.1 柴油發電機室夏季室內設計溫度不宜高于40℃,冬季不應低于5℃。


        條文說明:連機式風冷排熱型(即空氣冷卻型)柴油發電機在運行過程中,機組本體冷卻排熱系統將帶走大部分余熱,但機組機體、排煙氣管道及排煙氣消聲器還會將大量的余熱散入室內。風冷型柴油機主軸風扇驅動空氣冷卻散熱器,散熱器進風直接從室內吸取,排風由風管引至室外,這樣,機組本體風冷排熱系統同時起到了排除室內熱空氣的作用,從而減少了柴油發電機室排除室內余熱所需的排風量。柴油發電機允許工作環境溫度一般在5℃~40℃之間,且環境溫度將直接影響著柴油發電機的實際發電功率。國產柴油發電機的額定功率測定環境溫度為20℃,當環境溫度每升高5℃,實際發電功率將下降3%。因此,為確保機組的效用,規定風冷型柴油發電機室的夏季排除室內余熱的排風量按夏季排風溫度不超討40℃計算。


        6.16.7  集中供暖地區柴油發電機室冬季平時通風系統產生的熱負荷宜由散熱器供暖系統承擔。當散熱器供暖系統不能滿足負荷要求時,應設置熱風補償系統。室內空氣不得再循環。


        2、《數據中心制冷與空調設計標準》T/CECS 487-2017


        9.0.4 技術經濟合理時,柴油發電機房的供暖溫度可按10℃設置。


        條文說明:柴油發電機房屬于無人值守的主機房,通常按5℃設置值班供暖。數據中心的柴油發電機是市電中斷期間的供電保障,市電中斷時,需要快速啟用。技術經濟合理時,提高柴油發電機房的溫度至10℃~15℃,可以讓絕大多數的柴油發電機組縮短啟動時間。


        3、《全國民用建筑工程設計技術措施2009》防空地下室


        4.5.3 柴油發電機房內的空氣溫度要求:人員直接操作時溫度不應超過35℃,人員隔室操作時溫度不應超過40℃。電站控制室內的空氣溫度不大于30℃,相對濕度不大于75%。


        二、低溫環境對柴發運行的影響


        當柴油發電機組在低溫下工作時,冷卻水帶走氣缸內大量熱能,使其熱損失增多;混合氣不能很好地形成和燃燒,燃油消耗量會增加8%~10%;成液滴狀的燃油進入氣缸后會沖洗氣缸壁上的潤滑油膜,并滲入到曲軸箱內,使零件的磨損量增加、沖淡油底殼內的潤滑油、增加燃油消耗量和減少功率輸出。


        受熱膨脹的零件因溫度太低未膨脹到應有尺寸,從而影響到全機工作性能,例如活塞與氣缸間隙太大,密封不好;氣門間隙太大而受搖臂沖擊等,并使柴油發電機不易啟動。在柴油機工作時,壓縮后氣體的高溫是保證燃料著火的必要條件,當氣缸、活塞等零件溫度降低時,將造成壓縮終了溫度下降、著火延遲和燃燒條件惡化,導致燃料燃燒不完全、柴油發電機工作粗暴和排氣冒煙。


        潤滑油的粘度在低溫下大大增加,甚至凝固,使發動機啟動阻力增大,達不到使發動機啟動所需的最低轉速。


        低溫下蓄電池端電壓降低,容量減少及充電不足,使啟動電機帶動曲軸時達不到啟動轉速,甚至根本帶不動。


        三、結論


        綜上所述,建議柴油發電機房冬季室內設計溫度10℃左右,并不低于5℃,夏季不高于40℃,保證柴發能夠快速啟動,并達到要求的發電功率。由于柴油發電機房一般都層高都達到7米以上甚至更高,屬于高大空間,熱風供暖由于熱空氣的浮升左右,效果很難保證,所以建議有市政熱源的地區,采用市政熱源熱水散熱器供暖。


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