新聞主題	柴油發(fā)電機儲油罐及日用油箱設(shè)置要求

 

摘要：儲油間在民用建筑內(nèi)，主要見于柴油發(fā)電機房的燃料存儲。在設(shè)計小空間儲油間時，要考慮儲存物質(zhì)的火災(zāi)危險性，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)危險性降到最低限度。儲油間的油箱應(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)計標(biāo)準(zhǔn)GB51348-2019》6.1.10儲油設(shè)施的設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定：

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

（2）機房內(nèi)應(yīng)設(shè)置儲油間，其總儲存量不應(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的高壓射油泵；

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

（5）儲油設(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)機房內(nèi)會設(shè)置日用油箱，單個日用油箱間內(nèi)儲存量不大于 1m³。

（1）柴油發(fā)電機組配置不超過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。

（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，存油量計等。存油量計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。油量計之校驗須于現(xiàn)場示范。

（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、須提供輔助的電動輸油泵（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。油泵的全部電氣裝置，包括開關(guān)設(shè)備、電動機啟動器、電纜終端均須為防爆型。

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

（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)一臺半周旋轉(zhuǎn)的手搖輸油泵并帶一根足夠長度的入油軟管、閥門、三通和旋塞。

2、主儲油罐

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

（1）主儲油罐容量不少于8h全負(fù)載運行所需燃油量。

（2）儲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)備在安裝或使用時變形。

（3）儲油罐須提供入孔。所有接縫須經(jīng)焊接處理。油位測量管的正下方須設(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）儲油罐入油處須設(shè)有一容量顯示計及油位超高的警示器。所有測量計、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)電機儲油罐須提供妥善的接地以消除所產(chǎn)生的靜電。

（8）儲油罐四周均以不含鹽分的幼沙所覆蓋，而儲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)機房內(nèi)回流至油罐，回油方式有重力回油和動力回油兩種，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)置多個油罐時，油罐之間需要進行柴油倒換時，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現(xiàn)退油，不再單獨設(shè)置退泵。

（5） 進油管：罐車的柴油通過進油管輸送至油罐，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)提供動力，包括配電柜、電線電纜、線管、橋架等。智能化系統(tǒng)實現(xiàn)設(shè)備啟?；蜷_關(guān)控制、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、漏油檢測，包括控制器、漏油檢測等。

 

圖1  柴發(fā)機組供油系統(tǒng)組成示意圖

圖2  柴油發(fā)電機組儲油罐三維布局圖.

 

三、油路系統(tǒng)設(shè)計關(guān)鍵點

 

      油路系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)抓住以下幾個關(guān)鍵點：關(guān)鍵系統(tǒng)和設(shè)備應(yīng)冗余配置，并進行物理隔離，滿足“容錯”的要求；能自動制；能自動檢測故障和自動隔離故障。以下將討論柴發(fā)油路系統(tǒng)架構(gòu)該如何設(shè)計。

1、日用油箱設(shè)計

      日用油箱是關(guān)鍵設(shè)備，設(shè)置在柴發(fā)機房內(nèi)，與柴油發(fā)電機一一對應(yīng)，日用油箱之間應(yīng)進行物理隔離。例如某數(shù)據(jù)中心配置了9（8+1）臺柴發(fā)，每臺柴發(fā)之間均物理隔離，每臺柴發(fā)配置一個日用油箱，日用油箱之間也應(yīng)進行了物理隔離。

2、油罐設(shè)計

      油罐是關(guān)鍵設(shè)備，一般進行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臺油罐均未做隔離，任意一個油罐故障，可能會導(dǎo)致3臺油罐都被迫下線，油路系統(tǒng)癱瘓；如圖4方案二，2臺油罐未物理隔離，兩臺油罐中一臺故障，可能導(dǎo)致兩臺油罐被迫下線，儲油量不能滿足運行要求，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臺油罐之間都進行了物理隔離，一臺油罐發(fā)生故障后，仍有2臺在線，儲油量不受影響，滿足Uptime TierⅣ標(biāo)準(zhǔn)及認(rèn)證要求。

 

圖3  儲油間油罐設(shè)計方案一

圖4  儲油間油罐設(shè)計方案二

圖5  儲油間油罐設(shè)計方案三

 

3、管路系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

      供油、回油、倒油、退油、進油管路中，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)機房外針對每個日用油箱設(shè)置獨立電動閥，下面將通過實例分析。

      供油系統(tǒng)按照圖6設(shè)計，已冗余配置并進行了物理隔離，每個柴發(fā)機房外沒有單獨設(shè)置電動閥門，當(dāng)柴發(fā)機房外供油管路故障，隔離故障后另一路能正常供油；但柴發(fā)機房內(nèi)發(fā)生故障要切斷該機房的A、B路供油時，則A、B供油干管都要被隔離，所有柴發(fā)機房供油中斷，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)機房外的A或B路供油管上為每臺日用油箱設(shè)置獨立閥門，柴發(fā)機房內(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。按照圖7設(shè)計，在A供油管路上設(shè)置獨立閥門。

 

圖6  未設(shè)置獨立閥門模式的供油管設(shè)計

圖7  A路設(shè)置獨立閥門模式的供油管設(shè)計

 

      當(dāng)然也可按照圖8設(shè)計，在A和B路供油管上同時設(shè)置獨立閥門，單個柴發(fā)機房內(nèi)供油管出現(xiàn)故障，只需隔離故障部分，其他柴發(fā)機房仍是兩路供油，可靠性更高，但系統(tǒng)設(shè)計相對更復(fù)雜、維護難度更大、造價成本更高。

（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。

（3）管路系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

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

 

圖8  雙路設(shè)置獨立閥門模式的供油管設(shè)計

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

 

4、供電系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

      供電系統(tǒng)為柴發(fā)油路系統(tǒng)提供動力，是關(guān)鍵系統(tǒng)應(yīng)進行冗配置和物理隔離，另外供電系統(tǒng)設(shè)計要結(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)中心計劃采用3（2+1）臺地埋油罐、9（8+1）臺柴發(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)與之對應(yīng)設(shè)計，非關(guān)鍵的倒油和回系統(tǒng)的配電，可以根據(jù)維護需求由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

      智能控制器是關(guān)鍵設(shè)備，要冗余配置，參與聯(lián)鎖控制的檢測信號則分成2路信號同時接入控制器A和B，僅用于顯示記錄的檢測信號按照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、油罐出油電動閥、管電動閥、供油管路的漏油檢測均接入對應(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)，實現(xiàn)自動供油。智能控制系統(tǒng)能監(jiān)測這些設(shè)備的狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)漏油情況后，控制器可以依據(jù)漏油點情況切斷相關(guān)閥門或油泵，實現(xiàn)故障自動隔離。

      例如A/B路供油管路系統(tǒng)中的潛油泵、油罐出油電動閥、支管電動閥、供油管路的漏油檢測均接入對應(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)鎖控制的檢測信號，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)機組的供油和回油管路漏油檢測、柴發(fā)機組漏油檢測、火災(zāi)信號等，則應(yīng)分成2路信號同時接入控制器A和B，確保信號能同時聯(lián)動A、B路油路系統(tǒng)。

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

 

圖10  直埋地下儲油罐供油系統(tǒng)流程圖

圖11 柴發(fā)機組油路供電系統(tǒng)設(shè)計

 

總結(jié)：

       綜合上述，若讓柴發(fā)油路系統(tǒng)的設(shè)計方案達到Uptime TieⅣ標(biāo)準(zhǔn)并通過認(rèn)證，設(shè)計過程中一定要理解并落實“容錯”、“自動控制”、“故障自動識別、自動隔離”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)驗非常少，要讓他們理解這些關(guān)鍵點并落實在設(shè)計方案中。

 

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