摘要：医疗建筑中有大量的一级负荷中特别重要的负荷如：手术室、急诊抢救室、ICU中涉及到生命安全的用电设备，当医院一旦中断供电将影响人身安全，造成经济损失，由此可见医疗建筑因为功能需求对供电的连续性和安全性均较高，根据规范要求三级医院应设置应急柴油发电机组，本文主要探讨三级医院的柴油发电机组系统设计与维护的问题。
关键词：供电可靠性；应急柴油发电机组；运行维护
引言：
随着我国社会的迅速发展，配电网的供电可靠性也有了较大的提高，根据国家能源局发布的《2017年全国电力可靠性年度报告》可以看出，目前城市用户的供电可靠性已经达到99.95%以上，平均停电时间为4~5小时，这对一般的住宅及办公建筑来说已经能够满足使用需要，但是医院内有大量不能中断供电的负荷，因此还需要设置应急电源。根据经验所得，医院的手术等治疗及疏散过程所需要的时间在3小时以上，因此三级医院应设置柴发机组。
一、发电机组容量选择及供电方案
在进行三级综合医院设计时，普通医院的发电机容量宜按配电变压器总容量的15%~20%估算，若是中医医院可按10%的变压器总容量估算，在施工图设计阶段应根据发电机所带用电负荷对发电机容量进行复核，按稳定负荷、尖峰负荷和发电机母线允许压降计算三者之间最大者选择发电机，单台机组容量应在2000kW及以下。
医疗建筑宜选择低压柴发机组，并且选择结构紧凑和辅助设备少的产品以减少机房的面积和高度，海拔大于两千米的地区，柴油机组宜选择带有增压器的，其工作时，燃烧所需的空气是经增压器增压后送入柴油机的。
发电机的供电方案如图一所示，方案一为在配变电室设置一个备用母线段，为消防负荷和重要负荷供电；方案二为设置两个备用母线段，其中备用1段为消防负荷专用母线段，备用2段为手术室、icu等重要负荷专用母线段。备用母线段平时均由1#2#变压器供电，当两路平时电源均失电时，由柴油发电机供电，市电和柴发电源之间设自动联锁控制，由自动转换开关完成，要求发电机组15秒内启动完成，当市电恢复后，切断发电机组供给，自动将负载切换至由市电供给。
二、发电机房位置选择及设置要求
柴油发电机房作为重要的电气站房，为保障供电的可靠性及医院的运行，机房的位置有以下要求：
a、不应设在有积水的场所，且不能设置在人员密集场所的上一层、下一层或贴邻；
b、一般情况下应靠近变电所布置，可布置于建筑物的首层、地下一层或地下二层，不应布置在地下三层及以下；
c、地下室设置时，机房应至少有一面靠外墙的非入口及背风侧，以便于设备的吊装进出、通风及排烟等；
d、应便于设备的运输、吊装和检修；
e、应避开建筑物的主要出入口及主要通道，以免影响建筑的整体布局及美观要求，在机组定期维修、保养时，影响人员进出；
f、机房不宜与诊疗设备用房（CT、MRI）、电子机房贴邻；
g、不宜与住院部贴邻；
发电机的混凝土基座各边应超过机组最宽处150mm，高出楼板150mm，当周围环境对振动或噪音要求极高，机组应装设在专用的隔振基础上，以减少对环境的影响。
此外应保证机房在冬季时的温度需求，应满足发电机组自启动的温度。
图一
三、机房的通风散热
发电机房的平时维护通风可按每小时3~5次计算。发电机组的冷却通风主要为分体风冷式和整体风冷式，当机房自然进排风条件满足时宜采用整体风冷式，此方法不需要远置散热器和辅助水箱，简单可靠，维护更加方便。
进风口应在发电机组电机端后面，以获得良好的空气循环，注意进排风口的距离，以免发生短路。进、排风百叶窗有效通风面积不少于 50%，且应有良好的流线及低气流阻力。百叶窗内侧应装有鸟类/害虫防护网，风沙较大地区，应设置防风沙入侵措施，但不得阻碍冷却及排出空气的流动。机房的进、排风系统总阻力不大于125帕，若不满足，则需要增加机械送排风机。
当条件不满足是，需要采用分体风冷式系统，则需要注意以下几个方面：防止冷却水被外来物质污染；隔离水箱的冷却水应足够整个系统使用；防止冷却水冻化；防止系统中有空气滞留；10%的发电机套缸发热量需要通过机房散热。
四、发电机组的排烟
机房布置图中，排烟系统是通过固定在天花 板上的悬架固定的，如果建筑物的结构不允 许该种作法，则需要从地面将排烟管路支撑。排烟管距离地面至少应有 2.3 米高，以保证地面行经人员的安全及防止突发性的接触（烟气温度一般在500度）。 建议在机组的排烟出口安装波纹管后再通过钢性管路与排烟消音器相连。发电机组竖向的排烟主要有以下两种形式：
1.采用钢制烟管：在机组排烟系统设计时，应缩短烟管的长度，减少弯头个数，减少消声器和尾气处理设备的阻力，排烟系统的阻力不能大于机组允许的背压值（一般不超过6.7kPa），计算排烟系统阻力时，要将排气管的阻力加上消音器的阻力，背压与烟管的长度，气体密度以及废气流量的平方值成正比，而与烟管管径的五次方成反比，在烟管长度等因素一定的情况，适当扩大烟管管径，将降低排烟系统的整体背压。当排烟管直线段长度较长时，应选取相应的补偿器。
2.采用专业烟井：根据环保要求，需要将烟气排放至最高屋面，新建三级医院的最高处一般为病房楼屋顶，工程建设中待柴油发电机安装时，将钢制烟管安装在几十米长的烟道中比较困难，此时可采用专业烟井排烟的方案。一般混凝土的设计耐温为 50℃左右,与烟气温度相差太大，因此不能作为专业烟井的材料，专业烟井应采用耐火材料，且井壁分三层，内层为耐火砖砌的工作层，外层为普通砖砌的装饰层，中间为15mm 厚的空气层，作为保温阻尼层，专业烟井的做法详见图二。
图二
五、储油设施
根据建筑设计防火规范的要求，室内储油的容量不能超过1立方米，然而三级医院柴发的连续供电时间需要大于24小时，因此需要另外采取措施，目前主要有两种方法，一是通过在室外设置油管接头井与日用油箱相连，二是在室外设置埋地储油罐。
在燃油供应较为方便的地区建议采用油管接头井的方法，此法可以减少医院的建设投资，降低医院后勤维护的负担，采用此法时应与附近加油站签订优先供油的协议，以保证断电时柴油的及时供应。
在燃油供应困难地区应设置室外埋地储油罐，大型油罐在进行布置时，必须同时考虑消防要求，作好安全距离、防静电等的措施。
供油管路应采用黑铁管或无缝钢管，镀锌或者含锌合金管会与柴油反应，不能作为供油管。进、回油管与机组应用柔性连接，为防止静电，输油管路及油箱应作接地处理。
六、发电机的维护
医院的柴油发电机是在两路市电同时断电时才启动，因此目前大部分医院的发电机组投入使用的机会都很少，有可能几年都不会用一次，但是紧急关头柴油发电机必须能保证正常使用，所以发电机的日常维护是必不可少的。
柴油机组日常维护时需检查的有以下部分：
a.检查燃油、冷却和润滑系统，查看是否有泄漏。
b.检查切换机构是否处于自动位。
c.检查电力电缆、电气连接、断路器和切换开关。
d.检查蓄电池充电系统。
e.检查发动机润滑油位和冷却位。
f.检查发电机组进、排气口通风阻力。
建议每月试启动发电机组，并运行不少于半小时，检查运行时机组是否有异常振动、烟气和噪声或冷却液、燃油有否泄漏，在条件允许的情况下，将发电机组正常带负载运行一小时以上。
七、结语
对于三级医院来说，供电的连续性异常重要，一旦停电将危及病人的生命安全，而柴油发电机是医院供电的最后保障，因此柴油发电机系统的需要专业细致的设计，更需要长期有效维护，只有这样才能保证紧急情况时发电机组第一时间启动，确保医院供电的可靠性。
参考文献
[1]中国航空规划设计研究总院有限公司 组编，工业与民用配电设计手册，第四版，北京：中国电力出版社，2016.
[2]中国建筑设计研究院 主编 医疗建筑电气设计规范 （JGJ312-2013），北京：中国建筑工业出版社，2014.
[3]中国建筑东北设计研究院 主编，民用建筑电气设计规范（JGJ/T 16-2008），北京：中国建筑工业出版社，2008.
[4]中国建筑标准设计研究院 组编，柴油发电机组设计与安装15D202-2，北京：中国计划出版社，2015.
论文作者:陈光雄
论文发表刊物:《新材料.新装饰》2018年10月上
论文发表时间:2019/6/24
标签：机组论文; 发电机论文; 烟管论文; 医院论文; 机房论文; 柴油论文; 排烟论文; 《新材料.新装饰》2018年10月上论文;