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柴油發(fā)電機(jī)儲(chǔ)油罐及日用油箱設(shè)置要求
發(fā)布時(shí)間:2019-04-02 09:08:45  ▏閱讀:

 

 

新聞主題

柴油發(fā)電機(jī)儲(chǔ)油罐及日用油箱設(shè)置要求

 

摘要:儲(chǔ)油間在民用建筑內(nèi),主要見于柴油發(fā)電機(jī)房的燃料存儲(chǔ)。在設(shè)計(jì)小空間儲(chǔ)油間時(shí),要考慮儲(chǔ)存物質(zhì)的火災(zāi)危險(xiǎn)性,建筑物的使用功能,預(yù)防性措施,滅火措施及管理措施。在綜合性治理措施有效的情況下,將火災(zāi)危險(xiǎn)性降到最低限度。儲(chǔ)油間的油箱應(yīng)密閉且應(yīng)設(shè)置通向室外的通氣管,通氣管應(yīng)設(shè)置帶阻火器的呼吸閥,油箱的下部應(yīng)設(shè)置防止油品流散的設(shè)施。

 

一、供油系統(tǒng)的國標(biāo)規(guī)定

 

       《民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB51348-2019》6.1.10儲(chǔ)油設(shè)施的設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定:

(1)當(dāng)燃油來源及運(yùn)輸不便或機(jī)房?jī)?nèi)柴油發(fā)電機(jī)組較多、容量較大時(shí),宜在建筑物主體外設(shè)置不大于15m³的儲(chǔ)油罐;

(2)機(jī)房?jī)?nèi)應(yīng)設(shè)置儲(chǔ)油間,其總儲(chǔ)存量不應(yīng)超過1m³,并應(yīng)采取相應(yīng)的防火措施;

(3)日用燃油箱宜高位布置,出油口宜高于柴油機(jī)的高壓射油泵;

(4)卸油泵和供油泵可共用,應(yīng)裝設(shè)電動(dòng)和手動(dòng)各一臺(tái),其容量應(yīng)按最大卸油量或供油量確定;

(5)儲(chǔ)油設(shè)施除應(yīng)符合本規(guī)定外,尚應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016的相關(guān)規(guī)定。

 

二、柴發(fā)油路系統(tǒng)組成

 

      典型柴發(fā)油路系統(tǒng)應(yīng)包含油罐,日用油箱,管路系統(tǒng),供電及智能監(jiān)控系統(tǒng)等構(gòu)成。如圖1所示。

1、日用油箱

      柴發(fā)機(jī)房?jī)?nèi)會(huì)設(shè)置日用油箱,單個(gè)日用油箱間內(nèi)儲(chǔ)存量不大于 1m3。

(1)柴油發(fā)電機(jī)組配置不超過1m3油箱。油箱中須裝置低油位開關(guān)并設(shè)置20%和50%兩階段油位的預(yù)告信號(hào)。

(2)油箱須按國家標(biāo)準(zhǔn)的要求制造,使用4~6mm厚優(yōu)質(zhì)鋼板制作,端部作盤形和凸緣形,全部采用電焊。

(3)油箱須配備面蓋板、油位表、充油管密封帽、防火器、通風(fēng)帽、滴盤、排渣管、油位開關(guān)、溢流管,入油口,存油量計(jì)等。存油量計(jì)必須為圓盤形具有相當(dāng)?shù)某叽缜宄貥?biāo)以存油量,如空位、1/4、1/2.、3/4及滿位。油量計(jì)之校驗(yàn)須于現(xiàn)場(chǎng)示范。

(4)在出油路上須裝置不超過120網(wǎng)孔的網(wǎng)形過濾器。

(5)如油箱的靜壓不足以供所選用的柴油發(fā)電機(jī)、須提供輔助的電動(dòng)輸油泵(非必須)及其附屬管道及相關(guān)電源,以便把油從主油箱輸送到柴油發(fā)電機(jī)。油泵的全部電氣裝置,包括開關(guān)設(shè)備、電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器、電纜終端均須為防爆型。

(6)在油箱和柴油發(fā)電機(jī)供油管上須裝設(shè)用拉線以手動(dòng)操作的“關(guān)閉”閥,供事故時(shí)在機(jī)房外關(guān)機(jī)。

(7)供油及回油管路必須距溫度超過200℃的表面50mm如供給軟油管,則所選材料必須耐250℃的高溫。

(8)在油箱上須裝設(shè)一臺(tái)半周旋轉(zhuǎn)的手搖輸油泵并帶一根足夠長(zhǎng)度的入油軟管、閥門、三通和旋塞。

2、主儲(chǔ)油罐

      大型數(shù)據(jù)中心由于柴發(fā)功率大,日用油箱儲(chǔ)油量已不能滿需求,要在室外設(shè)置儲(chǔ)油罐,一般采用地埋式,示例如圖2所示。

(1)主儲(chǔ)油罐容量不少于8h全負(fù)載運(yùn)行所需燃油量。

(2)儲(chǔ)油罐須采用厚度不小于6~8mm的鋼板制成,并須提供足夠和穩(wěn)固的支撐以預(yù)防有關(guān)設(shè)備在安裝或使用時(shí)變形。

(3)儲(chǔ)油罐須提供入孔。所有接縫須經(jīng)焊接處理。油位測(cè)量管的正下方須設(shè)有適當(dāng)大小的金屬圓盤以防止油缸底部受到油位測(cè)量桿撞擊而受損,而有關(guān)的金屬圓盤須由厚度不小于6~8mm的鋼板制成。

(4)儲(chǔ)油罐入油處須設(shè)有一容量顯示計(jì)及油位超高的警示器。所有測(cè)量計(jì)、指示器及配線必須為當(dāng)?shù)叵谰峙鷾?zhǔn)的設(shè)備和物料。

(5)油位測(cè)量管須距油罐底部小于40mm,而吸油管須接至距離油罐底75mm處。

(6)聽有燃油系統(tǒng)的配線須采用礦物絕緣類耐火電纜,而各接電配件均須為防爆設(shè)備。

(7)康明斯發(fā)電機(jī)儲(chǔ)油罐須提供妥善的接地以消除所產(chǎn)生的靜電。

(8)儲(chǔ)油罐四周均以不含鹽分的幼沙所覆蓋,而儲(chǔ)油罐須坡向排油口方向安裝。

3、管路系統(tǒng)

      管路系統(tǒng)按照其功能可分為供油管、回油管、倒油管、進(jìn)油管、退油管。

1) 供油管:將柴油由油罐輸送至柴發(fā),包括管道、閥門潛油泵等。

2) 回油管:柴油通過回油管由柴發(fā)機(jī)房?jī)?nèi)回流至油罐,回油方式有重力回油和動(dòng)力回油兩種,系統(tǒng)包括管道、閥門、回油泵等,若是采用重力回油方式,則不需設(shè)置回油泵。

3) 倒油管:當(dāng)設(shè)置多個(gè)油罐時(shí),油罐之間需要進(jìn)行柴油倒換時(shí),將通過倒油管完成,包括管道、閥門、倒油泵等

4) 退油管:將油罐內(nèi)柴油退回柴發(fā)油路以外的容器,如罐車,包括管道、閥門、退油泵等;退油管可與倒油管通過閥門連接,利用倒油泵和相互連接的閥門實(shí)現(xiàn)退油,不再單獨(dú)設(shè)置退泵。

5) 進(jìn)油管:罐車的柴油通過進(jìn)油管輸送至油罐,包括管道、閥門。

4、供電及智能監(jiān)控系統(tǒng)

      供電系統(tǒng)為油路系統(tǒng)提供動(dòng)力,包括配電柜、電線電纜、線管、橋架等。智能化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)設(shè)備啟?;蜷_關(guān)控制、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)、漏油檢測(cè),包括控制器、漏油檢測(cè)等。

 

柴發(fā)機(jī)組供油系統(tǒng)組成示意圖.png

圖1  柴發(fā)機(jī)組供油系統(tǒng)組成示意圖

柴油發(fā)電機(jī)組儲(chǔ)油罐三維布局圖.png

圖2  柴油發(fā)電機(jī)組儲(chǔ)油罐三維布局圖.

 

三、油路系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)

 

      油路系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)抓住以下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):關(guān)鍵系統(tǒng)和設(shè)備應(yīng)冗余配置,并進(jìn)行物理隔離,滿足“容錯(cuò)”的要求;能自動(dòng)制;能自動(dòng)檢測(cè)故障和自動(dòng)隔離故障。以下將討論柴發(fā)油路系統(tǒng)架構(gòu)該如何設(shè)計(jì)。

1、日用油箱設(shè)計(jì)

      日用油箱是關(guān)鍵設(shè)備,設(shè)置在柴發(fā)機(jī)房?jī)?nèi),與柴油發(fā)電機(jī)一一對(duì)應(yīng),日用油箱之間應(yīng)進(jìn)行物理隔離。例如某數(shù)據(jù)中心配置了9(8+1)臺(tái)柴發(fā),每臺(tái)柴發(fā)之間均物理隔離,每臺(tái)柴發(fā)配置一個(gè)日用油箱,日用油箱之間也應(yīng)進(jìn)行了物理隔離。

2、油罐設(shè)計(jì)

      油罐是關(guān)鍵設(shè)備,一般進(jìn)行N+x(x≥1)配置,各油罐之間應(yīng)物理隔離。

      例如某數(shù)據(jù)中心油罐采用2+1模式配置,如圖3方案一,3臺(tái)油罐均未做隔離,任意一個(gè)油罐故障,可能會(huì)導(dǎo)致3臺(tái)油罐都被迫下線,油路系統(tǒng)癱瘓;如圖4方案二,2臺(tái)油罐未物理隔離,兩臺(tái)油罐中一臺(tái)故障,可能導(dǎo)致兩臺(tái)油罐被迫下線,儲(chǔ)油量不能滿足運(yùn)行要求,這兩種方案都存在較大安全漏洞,也不滿足Uptime TierⅣ標(biāo)準(zhǔn)。

       如圖4所示方案三,3臺(tái)油罐之間都進(jìn)行了物理隔離,一臺(tái)油罐發(fā)生故障后,仍有2臺(tái)在線,儲(chǔ)油量不受影響,滿足Uptime TierⅣ標(biāo)準(zhǔn)及認(rèn)證要求。

 

儲(chǔ)油間油罐設(shè)計(jì)方案一.png

圖3  儲(chǔ)油間油罐設(shè)計(jì)方案一

儲(chǔ)油間油罐設(shè)計(jì)方案二.png

圖4  儲(chǔ)油間油罐設(shè)計(jì)方案二

儲(chǔ)油間油罐設(shè)計(jì)方案三(滿足 Uptime Tier Ⅳ認(rèn)證要求).png

圖5  儲(chǔ)油間油罐設(shè)計(jì)方案三

 

3、管路系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

      供油、回油、倒油、退油、進(jìn)油管路中,供油管路是關(guān)鍵系統(tǒng),其他屬于非關(guān)鍵系統(tǒng)。

(1)供油管路架構(gòu)

      油罐至室內(nèi)日用油箱段供油管需要有冗余配置(一般為2N),在柴發(fā)機(jī)房外針對(duì)每個(gè)日用油箱設(shè)置獨(dú)立電動(dòng)閥,下面將通過實(shí)例分析。

      供油系統(tǒng)按照?qǐng)D6設(shè)計(jì),已冗余配置并進(jìn)行了物理隔離,每個(gè)柴發(fā)機(jī)房外沒有單獨(dú)設(shè)置電動(dòng)閥門,當(dāng)柴發(fā)機(jī)房外供油管路故障,隔離故障后另一路能正常供油;但柴發(fā)機(jī)房?jī)?nèi)發(fā)生故障要切斷該機(jī)房的A、B路供油時(shí),則A、B供油干管都要被隔離,所有柴發(fā)機(jī)房供油中斷,這種方案存在較大安全隱患,也不滿Uptime TierⅣ標(biāo)準(zhǔn)。

      在柴發(fā)機(jī)房外的A或B路供油管上為每臺(tái)日用油箱設(shè)置獨(dú)立閥門,柴發(fā)機(jī)房?jī)?nèi)部或外部供油管路出現(xiàn)一次故障,故障隔離后至少1路供油正常,能滿足Uptime TierⅣ標(biāo)準(zhǔn)及認(rèn)證要求。按照?qǐng)D7設(shè)計(jì),在A供油管路上設(shè)置獨(dú)立閥門。

 

未設(shè)置獨(dú)立閥門模式的供油管設(shè)計(jì).png

圖6  未設(shè)置獨(dú)立閥門模式的供油管設(shè)計(jì)

A路設(shè)置獨(dú)立閥門模式的供油管設(shè)計(jì).png

圖7  A路設(shè)置獨(dú)立閥門模式的供油管設(shè)計(jì)

 

      當(dāng)然也可按照?qǐng)D8設(shè)計(jì),在A和B路供油管上同時(shí)設(shè)置獨(dú)立閥門,單個(gè)柴發(fā)機(jī)房?jī)?nèi)供油管出現(xiàn)故障,只需隔離故障部分,其他柴發(fā)機(jī)房仍是兩路供油,可靠性更高,但系統(tǒng)設(shè)計(jì)相對(duì)更復(fù)雜、維護(hù)難度更大、造價(jià)成本更高。

(2)其他管路

      回油管路、倒油和退油管是非關(guān)鍵系統(tǒng),按照N模式配置,滿足基本需求即可,但在倒油和退油操作過程中要保證總的可油量不少于12小時(shí)。

(3)管路系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

      綜上所述,在兼顧滿足Uptime TierⅣ認(rèn)證、經(jīng)濟(jì)性的情下,管路系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)可以參考圖9。

 

雙路設(shè)置獨(dú)立閥門模式的供油管設(shè)計(jì).png

圖8  雙路設(shè)置獨(dú)立閥門模式的供油管設(shè)計(jì)

柴發(fā)機(jī)組供油管路系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì).png

圖9  柴發(fā)機(jī)組供油管路系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

 

4、供電系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

      供電系統(tǒng)為柴發(fā)油路系統(tǒng)提供動(dòng)力,是關(guān)鍵系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行冗配置和物理隔離,另外供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要結(jié)合其他設(shè)備情況,確保供電系統(tǒng)發(fā)生一次故障后,供油系統(tǒng)至少有1路能正常供油。例如某數(shù)據(jù)中心計(jì)劃采用3(2+1)臺(tái)地埋油罐、9(8+1)臺(tái)柴發(fā),供油系統(tǒng)如圖10所示,配電系統(tǒng)可以參考圖11,關(guān)鍵的供油設(shè)備及控制系統(tǒng)都是按照2N配置,供電系統(tǒng)與之對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì),非關(guān)鍵的倒油和回系統(tǒng)的配電,可以根據(jù)維護(hù)需求由A或B供電系統(tǒng)供電。

5、智能化控制系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

      智能控制器是關(guān)鍵設(shè)備,要冗余配置,參與聯(lián)鎖控制的檢測(cè)信號(hào)則分成2路信號(hào)同時(shí)接入控制器A和B,僅用于顯示記錄的檢測(cè)信號(hào)按照A/B路供油系統(tǒng)接入各自所屬區(qū)域的。

(1)A/B路供油管路系統(tǒng)中的潛油泵、油罐出油電動(dòng)閥、管電動(dòng)閥、供油管路的漏油檢測(cè)均接入對(duì)應(yīng)的A/B路控制器,A/B路控制器能控制A/B路供油泵啟停、閥門開關(guān),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)供油。智能控制系統(tǒng)能監(jiān)測(cè)這些設(shè)備的狀態(tài),當(dāng)出現(xiàn)漏油情況后,控制器可以依據(jù)漏油點(diǎn)情況切斷相關(guān)閥門或油泵,實(shí)現(xiàn)故障自動(dòng)隔離。

      例如A/B路供油管路系統(tǒng)中的潛油泵、油罐出油電動(dòng)閥、支管電動(dòng)閥、供油管路的漏油檢測(cè)均接入對(duì)應(yīng)的A/B路控制器,當(dāng)A路控制系統(tǒng)發(fā)生故障后,A路的潛油泵、閥門不能正常工作,導(dǎo)致A路供油系統(tǒng)故障,但B路供油系統(tǒng)仍能正常供油,滿Uptime TierⅣ認(rèn)證要求。若B路的潛油泵或供油管閥門接入A路控制器,當(dāng)A路控制器發(fā)生故障,B路供油系統(tǒng)不能正常運(yùn)行,存在較大安全漏洞,也不滿足Uptime TierⅣ標(biāo)準(zhǔn)及認(rèn)證要求。

(2)參與聯(lián)鎖控制的檢測(cè)信號(hào),如油罐液位、日用油箱液位、日用油箱漏油、日用油箱至柴發(fā)機(jī)組的供油和回油管路漏油檢測(cè)、柴發(fā)機(jī)組漏油檢測(cè)、火災(zāi)信號(hào)等,則應(yīng)分成2路信號(hào)同時(shí)接入控制器A和B,確保信號(hào)能同時(shí)聯(lián)動(dòng)A、B路油路系統(tǒng)。

      例如油罐液位信號(hào),當(dāng)油罐液位過低,為避免油泵空轉(zhuǎn)要同時(shí)聯(lián)動(dòng)A、B路潛油泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)。例如日用油箱液位信號(hào),當(dāng)液位過低時(shí)聯(lián)動(dòng)A、B路供油系統(tǒng)同時(shí)供油,當(dāng)液位恢復(fù)后要聯(lián)動(dòng)A、B路供油系統(tǒng)同時(shí)停止供油。例如日用油箱漏油信號(hào),當(dāng)日用油箱出現(xiàn)漏油要同時(shí)要聯(lián)動(dòng)A、B路供油系統(tǒng)停止供油。例如火災(zāi)信號(hào),當(dāng)日用油箱間發(fā)生火災(zāi)時(shí)要聯(lián)動(dòng)切斷該A、B路供油。

 

直埋地下儲(chǔ)油罐供油系統(tǒng)流程圖(柴發(fā)機(jī)組用).png

圖10  直埋地下儲(chǔ)油罐供油系統(tǒng)流程圖

柴發(fā)機(jī)組油路供電系統(tǒng)設(shè)計(jì).png

圖11 柴發(fā)機(jī)組油路供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

 

總結(jié):

       綜合上述,若讓柴發(fā)油路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案達(dá)到Uptime TieⅣ標(biāo)準(zhǔn)并通過認(rèn)證,設(shè)計(jì)過程中一定要理解并落實(shí)“容錯(cuò)”、“自動(dòng)控制”、“故障自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)隔離”等關(guān)鍵要求。但正如文章開始所述,有資質(zhì)的油路設(shè)計(jì)單位多服務(wù)于石油、石化行業(yè),數(shù)據(jù)中心行業(yè)案例、經(jīng)驗(yàn)非常少,要讓他們理解這些關(guān)鍵點(diǎn)并落實(shí)在設(shè)計(jì)方案中。

 


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