人防地下室柴油发电机房给排水设计

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　　摘要：下文作者结合人防工程设计的实际，主要从给水系统及排水系统等方面，阐述了人防地下室柴油发电机房的给排水设计要点。
　　关键词：冷却水系统；柴油机；冷却水量； 注意问题
　　
　　前 言
　　随着当今国际形势的发展，我国加大了对人防工程的建设。为了保障人防地下室在战时的通信、照明及必要的动力设备的正常运转，地下柴油发电机房被广泛采用。人防地下室柴油发电机房设计有其特殊性，特别是其冷却给水系统与地面柴油发电机房有明显的不同。下面我们浅析一下人防地下室柴油发电机房的给排水设计。
　　一、给水系统
　　柴油发电机房的给水主要有以下几个用途：
　　（1）防空地下室的柴油发电机房内空气冷却。
　　（2）柴油发电机组本身冷却用水。
　　（3）柴油发电机房的清洁用水。
　　（4）柴油电站于防空地下室主体之间的防毒通道内的洗消用水。
　　柴油电站主要有水冷和风冷两种方式，我们设计过程中一般移动电站采用风冷，因为其发电机功率较小，柴油发电机的散热量较小，风冷一般就可以解决。发电机功率较大，柴油发电机的散热量较大，假如风冷的话要求的风井的散热通风面积太大，由于人防地下室需考虑战时防护，所以一般采用水冷的冷却方式，下面讨论一下柴油发电机房的冷却用水：
　　二、 冷却水系统的选择
　　柴油发电机组水冷却系统的选择，应根据水源情况、通风方式、柴油机型号等因素确定。
　　柴油发电机组的冷却水系统通常有重复式和循环式两种系统。
　　2．1循环冷却系统
　　循环冷却水系统是经常采用的水冷却方式。在防空地下室内设有多格冷却水池，将冷却水的水温降低，由循环水泵抽吸供水至柴油发电机组的冷却设备，经冷却设备升温的水回流至多格水池混合调节降温再由循环泵抽吸供设备冷却水的循环过程。当池水温度过高时，可排掉一部分高温水，再补充部分低温的新水，达到节约原水的目的。
　　2．2重复冷却水系统
　　柴油发电机房采用冷水降低发电机室温度、其通风机使用后的冷却水可作为柴油发电机组的冷却水而重复使用。因为通风冷却水温度偏低，而柴油发电机组冷却水要求水温偏高些，当满足这个条件时，宜采用重复冷却水使用系统，冷却后的高温水排掉。
　　三、柴油机对冷却水水温水质的要求
　　柴油机冷却水的温度不能太高，也不能太低，这是因为：冷却水出口温度过高，在冷却水系统的压力较低时可能产生汽化现象，冷却效果会显著降低，还会引起润滑油碳化，加速活塞的磨损，破坏密封性能，降低柴油机的效率。若水温太低，会使汽缸内外壁温差太大而易破裂，还会使燃油不能完全燃烧，润滑油粘度增大，摩擦力增大，从而影响发电机的效率，列举几种常用的不同型号的柴油机的进出水的温度，见表1。
　　
　　
　　柴油机的出水温度还和水的硬度有密切关系，当水的硬度较高时取其下限值，当水的硬度较低时取其上限值。
　　水质对柴油机的运行和使用寿命有很大影响，冷却水含酸，会对设备产生腐蚀；冷却水的硬度过大，会引起设备、管道积垢，造成局部堵塞，严重的会产生气缸破裂和拉缸事故。柴油机冷却水水质要求见表2。
　　
　　
　　四、冷却水量
　　冷却水消耗量包括柴油发电机房冷却用水量及柴油发电机运行机组的冷却用水量。
　　柴油发电机柴油燃烧的总发热量Q可按下式计算：
　　
　　式中： ――柴油发电机的额定功率，KW；
　　 ――燃油消耗率，Kg/KW•h;
　　 ――燃油的发热量，一般柴油的发热量约为41900KJ/Kg。
　　根据柴油机的热平衡，柴油机燃油产生的热量包括：有效功、冷却损失、排烟损失、以辐射和对流方式散到周围介质的热量。以上四项分别约占燃油总发热量的40~50%、24~40%、20~30%、2~5%。
　　计算示例：某防空地下室，采用200KW柴油发电机组，该机组的燃油消耗量为200 g/KW•h，试计算电站冷却水贮水量。
　　解：燃油消耗量为：200 g/KW•h 200KW=40000g/h=40kg/h
　　 燃油的发热量：Q=40kg/h 41900 KJ/Kg=1.676 10KJ/h
　　其中，有效功、冷却损失、排烟损失、辐射对流损失分别按45%、30%、22%、3%计取。按房间采用冷风机冷却的水冷系统计算，所需要带走的热量主要是辐射对流热量、冷却损失热量。低温冷却水温度按5ºC，高温冷却水按70ºC计算，水的比热为4.19 KJ/Kg•ºC。需冷却带走的热量为：
　　
　　冷却水补充水量为：
　　
　　电站冷却水贮水时间按无可靠内外水源考虑，贮存3天用水，则电站冷却水库容积为：
　　 。
　　五、 排水系统
　　柴油发电站根据需要设置排水设施：
　　（1）冲洗地面的污水集水池、拖布池。
　　（2）简易洗消间设收集洗消污水的集水坑。
　　（3）需要收集冷却用水的设集水池。
　　这里我们需要注意的是，人防地下室在隔绝防护时间内是不允许向外排水以免造成室内负压，所以在隔绝防护时间内发电机组的高温废水需排至集水池。收集高温废水的集水池容量应满足隔绝防护时间内冷却水消耗量。
　　六、 供油系统
　　柴油发电机房的供油系统由油管接头（设于井内）、输油管、贮油箱、加压油泵（带过滤器）、日用油箱和未燃烧剩余回流油管等组成。
　　贮油箱的容积V可按下式计算：
　　
　　式中： ――同一型号发电机台数（台）；
　　 ――同一型号柴油发电机的额定功率 ；
　　 ――柴油发电机的燃油消耗率 ；
　　 ――要求的贮油时间（d），按7~10d计算；
　　 ――柴油的容重，计算时可取 。
　　七、 应注意的问题
　　7．1 电站内各种给水设备的设置，要考虑工作人员操作调试方便，在满足要求的情况下，应相对集中布置，力求紧凑、合理、占用面积小。
　　7．2严禁给排水管道穿越贮油间，电站内的用水管线宜设于地沟内，地沟内应设排水地漏或集水坑。
　　7．3电站内贮水池应设盖板、人孔、水位计、溢流管、放空管、爬梯等。柴油机、表冷器进出水管、水泵出水管均应设压力表、温度计或预留测孔。
　　7．4当电站内安装多台发电机组时，为保证多台柴油机工作时进水流量分配均衡，
　　可将进出水分配干管直径比计算的加大1至2号，且不宜变径。
　　八、 结束语
　　以上是本人在给排水设计中的相关实际分析和总结，仅供参考。
　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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