人民防空地下室柴油发电机房通风设计分析.pdf

应用研究
人民防空地下室柴油发电机房通风设计分析
智凯峰
(沈阳煤业集团工程设计有限公司,辽宁沈阳110122
摘要:本文结合以下实际工程,分析柴油发电机房风冷通风设计。
关键词:人防工程;柴油发电机房;风冷;余热量;散热量
中图分类号:TU99文献标志码:A文章编号:1674-.3024(2014)1-110--03
前言
却闭式循环的冷却水,柴油机冷却水在柴油机前部的表面
式空气一水换热器和柴汕机内部的冷却系统组成的封闭
人民防空工程是战时抢蔽人员、保护物資的重要场所,管路内循环,散热器与柴油机组成一个整体,如图1-3所示
也是实施人民防空的首要物质基础。在现代战争条件下
规范》规定:柴油发电机房内的余热量应包括柴油机
防护核、生、化和常规武器对工程的破坏已成为防护重点。
发电机和排烟管道的散热量。笔者认为这种说法不严密,
由于战时外部电力供应很容易遭到敌人破坏,因此根据《人
因为当柴油机为闭式水循环风冷时,如果空气一水换热
民防空地下室设计规范》(CB50038-2005以下简称《规范》
器排出的热量直接散入机房内,则此部分冷却排热量也应
要求,在人防重点工程设置自备电源一一柴油发电站,其计入到机房的余热量中。因为冷却排热量值较人,一般为
设置的目的是当1外部电源遭釗破坏后依靠内部电源保障工
柴汕机和发电机散热量的3.5倍左右,设计中需对这部分
程内部动力等设各的正常运转。
热最采取有效的方法进行控制和排除
柴油发电机要正常运行须有适宜的温湿度环境,否则
将影响发电机组的发电效率,《规范》中対柴油发电机房的
tGrアAG
温湿度要求为当人员直接操作设备时,机房内温度不高于
35℃,当人员隔室操作时温度不大于40℃,电站控制室温
度不高于30℃C,相对湿度不大于75%。电站的通风降温系
统是为柴油发电机提供适宜的空气环境而设置的,是保障
朱油发电机
密挂风置
电站正常运转的必要设施。
战时清洁通风时,柴油发电机房的进排风量规定如下
柴油发电机房采川空气冷却时,按消除柴油发电机房内
余热计算进风量;当柴油发电机房采川水冷却时,按排除
图1-1移动式电站通风系统
柴油发电机房内有苦气体所需的通风量经计算确定
1工程概况
本工程为沈阳市某商业体的地下人防地工程,平战结
间
合,战时为核六级、常六级二等人员掩敝所,平时为地下
车库,停车位118个,属于三类地下车库。本工程人防建
筑面积6325m2,层高4.2m。根据建筑专业的分隔,战时
人防刘为三个防护单元,每个防护单元的有效人员掩蔽面
积和掩蔽人员数量分别为第一单元1924m2,1347人;第
图1-2移动式电站通风平而布置
单元1996m2,1398人;第一单元1789m2,1253人。
在第一防护单元中设有移动式电站,该电站中有移动
空气一水要規器却
式发电机,作为战时的备用电源,发电机组参数如下:柴
油机的发电额定功率为120KW.燃烧空气量425m3/h,柴
OOC
油机机头风扇转速2200r/min,排风最为1.3258m3h,排烟
管道保材料采用矿渣棉管売,保温厚度60mm。系统图
见图1-1,机房的平面布置见图1-2。
2柴油发电机房风冷余热计算
图1-3闭式水循环冷却原理图
2.1柴油发电机房余热量的计算范围
2.2柴油机散热量
柴油机的内部水循环大致可分为三类,即闭式水循环、
根据《全国民用建筑工程设计技术措施一一防空地下
开式水循环和混合水循环。其中闭式水循环的冷却又可分室》(以下简称《技术措施》)和《防空地下室设计手册
为闭式风冷和闭式水冷。所谓的闭式风冷是指通过空气冷
暖通、给水排水、电气分册》,计算公式如下
110建筑建材装饰
2014年第1期
应用研究
Q2=1.5×10n?Ne?k?q?B(1-1)
此项在《规范》和《技术措施》中均未提及,那么这一项
式中Q)柴油机散热量,kw;
究竞有多大,又是否该计入呢?
n一柴油机工作时散向周固空气的热量系数,可查《技
手册》中关于废热水热量的计算公式如下
术措施》
Q=1.5×10?a?Ne?K,?q?R(1-6
Ne一柴油机的发电额定功率,kW
式中Q-废热水热量,kW
q一柴油机燃料热值,可取41.87MJ/kg;
e一柴油机汽缸冷却水含热量占燃料发热量的百分比,
B一柴油机的耗油率,kg/(kWh)
柴油机满负荷吋8=25%~30%,一般取30%
k一考虑散热损失的安全系数。
k一考虑散热损失的安全系数,一般取085
经过量纲分析和公式的验证可知.用公式3-1计算得
将本工程的数据代入式(1-6)得出的值很小,可忽略
出的Q1非常小,与《于册》査得的值13kW差别很人,明不计
显不合理。
2.7柴油机冷却排热量
《人民防空工程通风空调设计》给出公式如下:
根据《人防设计》,柴油机冷却排热量公式
Q1=0.278?n?Nc?K,?q?B(1-2
Q4=0.278??Ne?K,q?B(1-7
本工程的移动式柴油机发电机组的Ne=100kW,则
式中Q柴油机冷却排热量,kW;
Q1=0.278·49%?100·0.23·41.87=10.7kW
n一柴油机汽缸冷却水带走的热量占燃料发热量的比
结果与《手册》查得的值13kW比较接近。
例,一般取30%。
2.3发电机的散热量
将本工程的数据代人式(1-7)可得Q2=68.3kW,可见
《技术措施》、《于册》及《人防设计》给出的公式如下:此值还是很人,设计中必须采取有效的方法进行控制和排
)2=P(1/m2-1)(1-3
除。在本工程设计中,将专设风管接到了柴油机空气
式中Q2一发电机的散热量,kW;
水换热器上,用以排除此部分热量。
一发电机的额定输出功率,kW;
2.2.8柴油发电机房(风冷)余热量总和
n2一发电机的效率,通常为80%~94%,可查样本
当柴油机的冷却排热量直接排到机房内时,机房余热
取值
量为
查样本得知,当Ne=100kW时,P=84kW;m2取90%,
Q=(Q1+Q2)β+Q+Q4=19.4+1.76+68.3=89.5kW
代入式3-3,得Q2=9.3kW
此值很人,排除该热量所需的进风量也很人,所以笔
2.4柴油机散热量和发电机的散热量的修正
者建议将柴汕机冷却排热量通过专川风管自接排到室外
根据《手册》和《人防设计》,当柴油机工作地点的人如此柴汕发电机房的余热量将人人减少,变为
气压不是标准大气压或相对湿度大、温度高时,柴油机的
Q=(Q1+Q2)B+3=19.4-+1.76=21.2kW
输出功率会发生变化,需对其输出功率进行修止,修正系
数可查《手册》
3柴油发电机房(风冷)进风量计算
本工程位于沈阳,海找38m,当温度为20℃,大气压3.1按照消除余热计算电站进风量
力为101325Pa,相对混度为60%时,修正系数β=0.968,
-4iw(1-8)
所以柴油机组修正后的发热量Q=19.4kW。查《手