大型民用建筑水冷式发电机技术的应用

摘要：在大型的民用建筑中，为节省空间，发电机房设计之初都存在空间不足的情况，导致一系列影响环保和设备的问题。我司通过工程实例进行了风冷式和水冷式发电机组安装方案的对比和论证，并对水冷式发电机组的应用进行探讨，有效提高了发电机房空间使用率，使设备运行更加稳定可靠，并降低了设备维护保养的费用。

关键词： 风冷式发电机 水冷式发电机 冷却塔的配置 外置式散热器的配置

Abstract: In the large civil construction, in order to save space, the generator room at the beginning of the design are the lack of space, leading to a series of environmental and equipment. Division I through engineering instance installation schemes of air-cooled and water-cooled generator comparison and demonstration, and application of water-cooled generator are discussed, to effectively improve the generator room space utilization rate, make the equipment more stable and reliable, and reduced maintenance costs.

Keywords: air-cooled generator; water-cooled generator; cooling tower configuration; external radiator configuration;

中图分类号：TU74 文献标识码：A文章编号：

一、引言

我司承建的某大型民用电气工程，拟使用五台2000KVA柴油发电机机组作为项目负荷的备用电源，机房设计定在2M层设备间，面积约520平方米，机房净空高度5.4米，因机房中部设置楼梯、管井等建筑结构占用了较大面积，使发电机组摆放空间不足（如图1-1）。

图1-1发电机房建筑平面图

二、原风冷式发电机组设计存在的问题

1、发电机组摆放空间不足，组间与墙间净距达不到国家规范要求导致无法通过验收，并使发电机组散热不良造成寿命缩短。

2、根据现有发电机房排风井道的尺寸，部分发电机组使用的排风井道的深度不足，不能满足风冷式发电机组排风槽有效降噪长度。不能满足降噪目的，达不到环保规范要求。

3、根据发电机组进排风口所处的楼层位置考虑，采用风冷式发电机组不仅会占用机房内外宝贵的空间和建筑面积，而且较大的进排风区域和较强的进排风风力会造成声污染和产生安全隐患。

三、风冷式和水冷式发电机方案的对比

在现有发电机房结构无法改变的条件下，可将风冷式发电机组方案改成水冷式发电机组方案，表3-1为水冷式与风冷式方案的进排风对比表：

表3-1水冷式与风冷式发电机组方案的进排风对比表

水冷式发电机组方案具有如下优点：

1、水冷式发电机组方案不需对现有发电机房结构进行更改。如本项目使用风冷式发电机组方案，则必须扩充发电机房面积及进排风风道的深度；而采用水冷式发电机组，则因解决了风冷冷却所必须考虑的进排风问题而不需进行更改建筑结构的工作，使设备运行更加稳定可靠，同时使得因风冷冷却造成的噪音、温升、进排风管道及风口所浪费的建筑面积等难题得到了良好的解决。

2、水冷发电机组方案在设备保养维护、机组使用寿命、机房操作舒适度（合理的温升、操作空间、噪音等）等方面大大优于风冷发电机组方案。水冷式发电机组由发电机组、热交换器、冷却设备（冷却塔、外置式散热器等）及管路附件（包括各类阀门、仪表等）构成，不仅在设备维护、保养等方面具有维护成本低、系统故障易于掌握、系统运行稳定可靠等优势，而且会大大延长发电机设备的使用寿命，降低设备维护保养的费用。

四、水冷式发电机技术的应用

1、发电机参数

工程使用五台常用功率2000KVA水冷式发电机组，现参照英国F.G.WILSON原装进口柴油发电机组2000KVA机型的设备性能参数进行水冷方案的设计及冷却系统设备的选型。

（1）发电机组主要技术参数

表4-1 P200主要技术参数表

（2）热交换器选型及技术参数

热交换器选用英国F.G.WILSON 原装产品，具体参数如表4-2：

表4-2 热交换器主要技术参数表

（3）循环水泵选型及技术参数

循环水泵因安装于2M发电机房，考虑占用面积、振动及噪音等因素，选用国产优质品牌管道泵10台，每套发电机组水冷系统均采用一用一备方式，加装手自动切换及远程控制元件以保证安全运行，主要技术参数如表4-3所示。

表4-3 循环水泵主要技术参数表

（4）管路及配件选型及设计参数

a、电控箱采用国产优质品牌及微电脑(PLC)可编程控制,带多点信号保护及控制，可按需求设定冷却塔及循环水泵等设备自动切换控制。

b、管路选用国产优质品牌热镀锌流体输送管，阀门管件、压力表及温度显示控制选用国产优质品牌。

2、冷却塔的配置方案

发电机组水冷系统由热交换器、循环水泵组、冷却塔及相关管路及仪表配件等组成，通过发电机组原厂选配热交换器进行机组工作产生热能的水冷系统吸收达到机组降温的既定效果；产生的热循环水通过循环泵组加压至裙楼天面，由冷却塔降温至既定温度后循环至发电机组热交换器，从而达到发电机组降温效果（如图4-1）。

图4-1冷却塔配置原理图

发电机组水冷系统各环节的设备选型如下：

考虑裙楼天面的可使用面积较有限，经过论证选用5台超低噪音冷却塔组合式安装，尺寸:3800mm(W)*14560mm(L)*4700mm(H)，冷却塔安装于四层，至2M发电机房垂直高度为16米，外饰面配合裙楼天面环境，主要技术参数如表4-4所示。

表4-4 冷却塔主要技术参数表

根据以上数据可知：发电机组水冷系统不仅在功能上完全满足项目需求，而且水冷系统相比风冷系统具有维护便利、操控简单、在降温降噪方面效果更加稳定等优势。就裙楼天面冷却塔安装位置局限的难题，如采用低噪声组合式冷却塔占地面积仅为55平方米，塔高仅为4.7米，且噪音值最高仅为65dBA，完全满足本项目的要求。

3、远置散热器德配置方案

发电机组水冷系统由热交换器、循环水泵组、远置散热器及相关管路及仪表配件等组成，通过发电机组选配热交换器进行机组工作产生热能的水冷系统吸收达到机组降温的效果；产生的热循环水通过循环泵组加压至裙楼天面，由远置散热器降温至既定温度后循环至发电机组热交换器，从而发电机组降温效果（如图4-2）。

图4-2远置散热器配置原理图

发电机组采用远置散热器水冷系统不仅在功能上完全满足项目需求，而且水冷系统相比风冷系统具有维护便利、操控简单、在降温降噪方面效果更加稳定等优势。就裙楼天面散热器产生噪音的难题，可以通过加装消声器进行降噪，以确保散热器产生噪音值低于国家规范要求，且远置散热器占地面积及高度完全符合四层天面对于外观的要求。