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機房設計與設備安裝 |
人防柴油發電機房設計規范及要求 |
摘要：普通地下室是為穩定地上建筑物或實現某種用途而建的，沒有防護要求。作為人防工程的防空地下室，是根據人防工程防護要求專門設計的。隨著當今國際形勢的發展，我國加大了對人防工程的建設。為了保障人防地下室在戰時的通信、照明及必要的動力設備的正常運轉，地下柴油發電機房被廣泛采用。人防地下室柴油發電機房設計有其特殊性，特別是其冷卻給水系統與地面柴油發電機房有明顯的不同。本文中康明斯公司闡述了人防柴發機房的特點和規范要求，以及不同類型柴油發電機組的設計。
一、人防柴發機房的特點
普通地下室是為穩定地上建筑物或實現某種用途而建的，沒有防護要求。作為人防工程的防空地下室，是根據人防工程防護要求專門設計的。
（1）人防地下室頂板、側墻、地板都比普通地下室更厚實、堅固，除承重外還有一定抗沖擊波和常規炸彈爆轟波的能力。
（2）人防地下室結構密閉，有濾毒通風設備，有防化學、生物戰劑的設備和能力，而普通地下室沒有。
（3）人防地下室的防震能力要比普通地下室好。
（4）人防地下室有室外安全進出口，普通地下室沒有。
二、規范要求與設置原則
1、設置規定
根據《人民防空地下室設計規范》GB 50038－2005中第7.2.10條：“內部電源的發電機組應采用柴油發電機組，嚴禁采用汽油發電機組”。
第7.2.11條規定，下列工程應在工程內部設置柴油電站：
（1）中心醫院、急救醫院；
（2）救護站、防空專業隊工程、人員掩蔽工程、配套工程等防空地下室，建筑面積之和大于5000m2。
本條的第1款比較明確，第2款中要求設置柴油電站以及規范中其他條款要求就比較模糊。因此下列說明中進行了詳細解讀。
2、設置條件說明
設置柴油電站的有以下幾種情況：
（1）新建單個防空地下室的建筑面積大于5000m2,多層防空地下室中柴油電站應設置在底層。
（2）新建建筑小區內各種類型的多個單體防空地下室的建筑面積之和大于5000m2,這多個單體防空地下室可以相鄰的，也可以是分散布置的。
（3）新建防空地下室與已建而又未引接內部電源的防空地下室建筑面積之和大于5000m2時。例如：某小區一期人防工程建筑面積小于5000m2未設置電站，當建造二期人防工程時，它的建筑面積與一期之和大于5000m2時。
（4）地面建筑因平時使用需要設置的柴油發電機組，為了使其在戰時也能發揮作用，有條件時應設置在防護區內，按戰時區域內部電源設置。
（5）對于大型防空地下室，如設置一個柴油電站滿足不了低壓供電半徑要求時，可設置若干個移動電站或固定電站，分別給各防護單元供電。
3、選址要求
防空地下室的柴油電站選址滿足下列要求：
（1）靠近負荷中心;
（2）交通運輸、輸油、取水方便；
（3）管線進出比較方便。
4、電站選型要求
柴油電站的類型應符合下列要求（除中心醫院、急救醫院）:
（1）發電機組總容量不大于120KW時，宜設移動電站，機組臺數宜為1～2臺；
（2）發電機組總容量大于120KW時，宜設固定電站，機組臺數不應小于2臺，最多不宜超過4臺；
（3）當設置固定電站條件收到限制時，可設置2個或多個移動電站；
防空地下室電站的設計，應優先考慮作為區域電站使用，在工程方案設計階段，應與當地人防主管部門溝通，了解相鄰周邊地塊防空地下室的規劃情況，除保證本人防工程戰時供電外，還向周邊供電半徑范圍內的防空地下室供電。在柴油電站設計時，應預留相應的供電容量及出線回路，這樣可以減少柴油電站設置的數量，節約設備投資，減少設備用房的面積，擴大防空地下室平時使用的面積，提高平時的利用率。
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圖1 柴發機房標準安裝圖 |
圖2 人防柴發機房布置圖 |
三、人防柴油電站的分類
柴油電站按其設置的機組情況，可分為固定電站和移動電站。
1、固定電站
（1）固定電站是指發電機組固定設置，且具有獨立的通風、排煙、貯油等系統的柴油電站。
（2）移動電站是指具有運輸條件，發電機組可方便設置就位，且具有專用通風、排煙系統的柴油電站。
（3）由于中心醫院、急救醫院在戰時的重要性，要求設置固定電站。救護站、防空專業隊工程、人員掩蔽工程、配套工程的電站類型可根據柴油發電機組的容量決定。
（4）當大于常用功率120kW時設置固定電站，在120kW及以下時可設置移動電站。
（5）另外對于規模大，用電量大的工程，為了提高供電可靠性，簡化供電系統，減少建設初投資，可按防護單元組合，根據用電量設置多個移動電站。
（6）固定電站內設置的柴油發電機組的臺數為2～4臺，單機容量不宜超過300kW。移動電站內宜設置1～2臺柴油發電機組。
（7）固定電站應設控制室，由于固定電站比移動式電站的技術要求較高，通風冷卻設施也較復雜，初投資和運行費用較移動電站高。
2、移動電站的設計
（1）移動電站設置于染毒區，并通過防毒通道與人防掩蔽部清潔區相通。戰時，人員掩蔽室清潔區的電氣工作人員可通過防毒通道進入移動電站并安全返回。
（2）移動電站應設獨立的進風、排風、排煙系統，但不作獨立的防護單元。設計中移動電站可結合人防工程口部設置，電站內設置由發電機間，進風擴散室、排風擴散室、排煙擴散室以及排煙排風豎井，儲油間，戰時水箱，污水集水井。
（3）進、排風擴散室盡量設置于機房的兩端，通風效果好，管道布置無交叉。
（4）機房內設置一個不小于2m3的水箱，供柴油機組散熱器水箱的補充水量。發電機間應向工程口部設置一個防護密閉門，門的大小應滿足搬運機組的需要。
（5）進風擴散室也應向工程口部設置一個防爆波活門，通過此門，可獲取新風，以及供人員檢修。排風、排煙豎井合用至地面后，應與環境結合。
柴油發電機組的容量應按戰時和平時供電容量的較大者確定。規范中有詳細的規定，此處不再復述。
四、柴發機房的供水系統
1、給水系統
給水布置如圖3所示，柴油發電機房的給水主要有以下幾個用途：
（1）防空地下室的柴油發電機房內空氣冷卻。
（2）柴油發電機組本身冷卻用水。
（3）柴油發電機房的清潔用水。
（4）柴油電站于防空地下室主體之間的防毒通道內的洗消用水。
2、 排水系統
排水布置如圖3所示，柴油發電站根據需要設置排水設施：
（1）沖洗地面的污水集水池、拖布池。
（2）簡易洗消間設收集洗消污水的集水坑。
（3）需要收集冷卻用水的設集水池。
這里我們需要注意的是，人防地下室在隔絕防護時間內是不允許向外排水以免造成室內負壓，所以在隔絕防護時間內發電機組的高溫廢水需排至集水池。收集高溫廢水的集水池容量應滿足隔絕防護時間內冷卻水消耗量。
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圖3 人防發電機房給排水平面布置圖 |
3、 柴發冷卻系統
柴油電站主要有水冷和風冷兩種方式，我們設計過程中一般移動電站采用風冷，因為其柴油發電機功率較小，柴油發電機的散熱量較小，風冷一般就可以解決。但是如果柴油發電機功率較大，散熱量就會跟著變大，假如風冷的話要求的風井的散熱通風面積太大，由于人防地下室需考慮戰時防護，所以一般采用水冷的冷卻方式。
柴油發電機組水冷卻系統的選擇，應根據水源情況、通風方式、柴油機型號等因素確定。柴油發電機組的冷卻水系統通常有重復式和循環式兩種系統。
（1）循環冷卻系統
循環冷卻水系統是經常采用的水冷卻方式。在防空地下室內設有多格冷卻水池（如圖4所示），將冷卻水的水溫降低，由循環水泵抽吸供水至柴油發電機組的冷卻設備，經冷卻設備升溫的水回流至多格水池混合調節降溫再由循環泵抽吸供設備冷卻水的循環過程。當池水溫度過高時，可排掉一部分高溫水，再補充部分低溫的新水，達到節約原水的目的。
（2）重復冷卻水系統
柴油發電機房采用冷卻塔降低發電機室溫度（如圖5所示），其通風機使用后的冷卻水可作為柴油發電機組的冷卻水而重復使用。因為通風冷卻水溫度偏低，而柴油發電機組冷卻水要求水溫偏高些，當滿足這個條件時，宜采用重復冷卻水使用系統，冷卻后的高溫水排掉。
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圖4 柴油發電機組冷卻水池循環系統 |
圖5 柴油發電機冷卻塔安裝圖 |
（3）遠置散熱實施方案
當地下室柴油發電機房具備進風井設置條件而無法找到合適的排風井時，可考慮采用遠置散熱設計方案。此方案建議只在上述特殊情況下采用，因為需要增加遠置散熱水箱及機房，建設成本超出自然排風井方式較多，約增加10%機組成本，且地面遠置散熱水箱距離機組越遠，散熱效果越不好，建設成本還會繼續增加。安裝如圖6所示，實施案例如圖7所示。
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圖6 柴油發電機遠置水箱安裝圖 |
圖7 柴發水箱遠置設計圖 |
4、 應注意的問題
（1）電站內各種給水設備的設置，要考慮工作人員操作調試方便，在滿足要求的情況下，應相對集中布置，力求緊湊、合理、占用面積小。
（2）嚴禁給排水管道穿越貯油間，電站內的用水管線宜設于地溝內，地溝內應設排水地漏或集水坑。
（3）電站內貯水池應設蓋板、人孔、水位計、溢流管、放空管、爬梯等。柴油機、表冷器進出水管、水泵出水管均應設壓力表、溫度計或預留測孔。
（4）當電站內安裝多臺發電機組時，為保證多臺柴油機工作時進水流量分配均衡，可將進出水分配干管直徑比計算的加大1至2號，且不宜變徑。
總結：
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