新聞主題	數(shù)據(jù)中心柴油發(fā)電機(jī)組技術(shù)白皮書對儲(chǔ)油箱(罐)設(shè)置規(guī)定

 

摘要：柴油發(fā)電機(jī)組作為數(shù)據(jù)中心的備用電源，對于保障數(shù)據(jù)中心的電力安全和穩(wěn)定供電起著關(guān)鍵作用。隨著數(shù)據(jù)中心需求的快速增長，柴油發(fā)電機(jī)組技術(shù)白皮書應(yīng)運(yùn)而生。數(shù)據(jù)中心柴油發(fā)電機(jī)組技術(shù)白皮書側(cè)重于數(shù)據(jù)中心的典型應(yīng)用，配套柴油發(fā)電機(jī)組的相關(guān)設(shè)計(jì)、制造、安裝和維護(hù)等環(huán)節(jié)的關(guān)鍵問題，為數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維人員提供規(guī)范和有益的技術(shù)指導(dǎo)。本文節(jié)選自《數(shù)據(jù)中心備用電源技術(shù)白皮書（柴油發(fā)電機(jī)組篇）》，全面闡述了柴油發(fā)電機(jī)燃油系統(tǒng)，將各個(gè)規(guī)范對燃油系統(tǒng)的要求匯總，值得有關(guān)單位的收藏學(xué)習(xí)！

 

圖1 《數(shù)據(jù)中心集裝箱式柴油發(fā)電機(jī)組技術(shù)白皮書》封面

 

 

一、總則

 

1、引用標(biāo)準(zhǔn)

供油系統(tǒng)至少符合以下技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求：

○ 《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016 ○ 《輸油管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50253 ○ 《壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50275 ○ 《埋地鋼制管道石油瀝青防腐層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》SY/T 0420 ○ 《石油化工設(shè)備和管道涂料防腐技術(shù)規(guī)范》SH3022 ○ 《機(jī)械設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收通用規(guī)范》GB50231

○ 《工業(yè)金屬管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50235 ○ 《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50236 ○ 《工業(yè)自動(dòng)化儀表工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GBJ93 ○ 《工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50316 ○ 《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50074 ○ 《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》勞部發(fā)［1996］140號

2、油罐、油箱設(shè)計(jì)要求

（1）油罐

● 設(shè)計(jì)壽命：50年； ● 外型材料：鋼板 20R 厚度≥6mm鋼板標(biāo)準(zhǔn) GB6654； ● 箱體焊縫處及管接頭應(yīng)無漏油滲油現(xiàn)象； ● 無損檢測：檢測標(biāo)準(zhǔn) JB/T 4730； ● 檢測方法：射線； ● 檢測比例 ≥10%； ● 合格級別 Ⅲ； ● 透照質(zhì)量：不低于AB級； ● 介質(zhì)：柴油； ● 箱內(nèi)進(jìn)油口設(shè)置散油板及過濾器； ● 箱體上蓋保證開啟自如； ● 油箱底座有與地面加固的地腳螺栓孔；

● 各管路安裝為內(nèi)藏式； ● 實(shí)際裝油量15立方米，裝量系數(shù)0.9； ● 油罐的通氣管設(shè)計(jì)在系統(tǒng)的最高點(diǎn)，其尺寸與供油管匹配，并設(shè)置防塵裝置； ● 回油管連接，不超過發(fā)電機(jī)組進(jìn)油泵的吸收能力； ● 安裝不銹鋼電接點(diǎn)液位傳感器，監(jiān)測液位的低位、高位、超高位，超低液位時(shí)報(bào)警，開啟電磁閥、進(jìn)油泵；高位關(guān)電磁閥、高液位時(shí)，關(guān)閉進(jìn)油泵；超高液位時(shí)，開啟緊急卸油泵，并告警； ● 具有手動(dòng)、自動(dòng)控制功能； ● 油位測量管引至距最低處距油罐底部小于40mm處，吸油管接至距油罐底部75mm處。

（2）油箱

● 設(shè)計(jì)壽命：30年； ● 外型材料：鋼板 20R 厚度≥3.1mm鋼板標(biāo)準(zhǔn) GB6654； ● 箱體焊縫處及管接頭應(yīng)無漏油滲油現(xiàn)象； ● 無損檢測：檢測標(biāo)準(zhǔn) JB/T 4730； ● 檢測方法：射線； ● 檢測比例 ≥10%； ● 合格級別 Ⅲ； ● 透照質(zhì)量：不低于AB級； ● 閥門選用球形不銹鋼閥； ● 介質(zhì)：柴油； ● 為利于清洗油污，箱底為斜面； ● 箱內(nèi)進(jìn)油口設(shè)置散油板及過濾器； ● 箱體上蓋保證開啟自如； 油箱底座有與地面加固的地腳螺栓孔； 各管路安裝為內(nèi)藏式；

● 實(shí)際裝油量1立方米，裝量系數(shù)0.9； ● 燃油箱的通氣管設(shè)計(jì)在系統(tǒng)的最高點(diǎn)，其尺寸與供油管匹配，并設(shè)置防塵裝置； ● 燃油箱的安裝高度適合發(fā)電機(jī)組的要求； ● 回油管連接，不超過發(fā)電機(jī)組進(jìn)油泵的吸收能力； ● 安裝不銹鋼電接點(diǎn)液位傳感器，監(jiān)測液位的低位、高位、超高位，超低液位時(shí)報(bào)警，開啟電磁閥、進(jìn)油泵；高位關(guān)電磁閥、高液位時(shí)，關(guān)閉進(jìn)油泵；超高液位時(shí)，開啟緊急卸油泵，并告警； ● 具有手動(dòng)、自動(dòng)控制功能； ● 室內(nèi)燃油箱在正常情況下，當(dāng)油位處于低位（25%）時(shí)，油泵自動(dòng)啟動(dòng)由地下油罐向燃油箱注油；當(dāng)油位高于設(shè)定位（75%）時(shí)，能使油泵自動(dòng)停止，且油管內(nèi)柴油能排至地下儲(chǔ)油罐；當(dāng)遇事故告警信號時(shí)，啟動(dòng)燃油箱排油閥，將燃油箱及油管內(nèi)的柴油排至地下儲(chǔ)油罐；當(dāng)油箱油位高于溢油管上沿時(shí)，可使燃油箱多余的柴油自動(dòng)流回室外地下儲(chǔ)油罐。

3、管路管徑

● 進(jìn)油管   Dg50(mm) ● 供油管   Dg32(mm) ● 溢油管   Dg50(mm)

● 回油管   Dg32(mm) ● 排污管   Dg50(mm) ● 通氣管   Dg80(mm)

4、設(shè)計(jì)說明

（1）安裝不銹鋼傳感器和光帶位指示器一套，實(shí)時(shí)顯示地下油罐液位；

（2）人孔井蓋裝有供油管、回油管、輸油管、量油管、通氣管。其中通氣管上裝有阻火器和呼吸器；

（3）需設(shè)置防水探測告警裝置，并設(shè)置防水設(shè)施；

（4）輸油管線采用無縫鋼管，地下管線采取焊接，輸油管線埋地時(shí)深于0.5米，避免氣溫高時(shí)管線產(chǎn)生氣阻，亦避免氣溫寒冷時(shí)造成柴油凝固，影響正常輸油；

（5）油罐進(jìn)出輸油管線均進(jìn)行封堵，避免進(jìn)水；

（6）油罐設(shè)置通氣管，通氣管管口設(shè)置在距地面不小于2.5m處，并加裝阻火器和防雨等防護(hù)設(shè)施；

（7）通氣管的公稱直徑不小于80mm且安裝阻火器；

（8）油泵設(shè)有超壓安全保護(hù)設(shè)施。

5、燃油管道做法

● 所有油管采用無縫鋼管； ● 所有油管均坡向地下油罐，坡度不小于2‰； ● 室外油管埋地敷設(shè)；埋深在凍土層以下； ● 管道四周應(yīng)填沙； ● 油管表面使用加強(qiáng)級石油瀝青做防腐處理，防腐按照《埋地鋼制管道石油瀝青防腐層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》SY/T 0420進(jìn)行； ● 閥門采用碳鋼法蘭球閥，法蘭密封材料采用聚四氟乙烯； ● 所有管道連接除閥門處外，均采用焊接方式。公稱直徑DN≤25mm可采用氣焊，其余采用手工電弧焊。所有焊縫均采用氬弧焊打底； ● 室內(nèi)油管敷設(shè)在地溝內(nèi)，地溝內(nèi)填沙；燃油管路做混凝土保護(hù)，或做混凝土防滲漏處理；

● 燃油管道閥門安裝前逐個(gè)進(jìn)行殼體壓力試驗(yàn)，試驗(yàn)介質(zhì)為壓縮空氣，試驗(yàn)壓力為公稱壓力的1.15倍，試驗(yàn)時(shí)間不小于5min，以殼體及填料無滲漏為合格；密封試驗(yàn)宜以公稱壓力進(jìn)行，以閥瓣密封面不滲漏為合格； ● 管道穿墻、基礎(chǔ)及樓板設(shè)套管，套管做到不限制管道的熱伸縮位移，管道安裝完畢后，套管與管道的間隙采用不燃燒材料填塞； ● 燃油管道設(shè)有可靠的接地接點(diǎn)設(shè)施，做到防靜電接地體的接地電阻小于100Ω； ● 管道試壓按照《工業(yè)金屬管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50235的要求進(jìn)行；

管道試壓采用壓縮空氣：

管道試驗(yàn)壓力為設(shè)計(jì)壓力的1.15倍，試驗(yàn)時(shí)逐步緩慢增加壓力，當(dāng)壓力升至試驗(yàn)壓力的50%時(shí)，如未發(fā)現(xiàn)異常和泄露，繼續(xù)按照試驗(yàn)壓力地10%逐級升高壓力，每級穩(wěn)壓3min，直至試驗(yàn)壓力。在試驗(yàn)壓力穩(wěn)壓十分鐘，然后降至設(shè)計(jì)壓力，停壓時(shí)間以查漏需要而定，以發(fā)泡劑檢查不泄漏，壓力不降為合格。本工程燃油管道的設(shè)計(jì)壓力為0.4MPa；燃油管道在壓力試驗(yàn)合格后，應(yīng)進(jìn)行泄漏性試驗(yàn)，試驗(yàn)介質(zhì)采用壓縮空氣，泄漏性試驗(yàn)壓力為設(shè)計(jì)壓力，待管道內(nèi)氣體溫度與周圍大氣溫度相同，穩(wěn)壓24h。泄漏性試驗(yàn)重點(diǎn)檢查焊縫、閥門填料函、法蘭或螺紋連接處，以發(fā)泡劑檢察不泄漏、壓力不降為合格。

6、設(shè)備及管道的刷漆涂色

（1）設(shè)備、管道的刷漆應(yīng)符合國標(biāo)《工業(yè)設(shè)備、管道防腐工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》的要求。

（2）油箱、平臺、扶梯、護(hù)欄、支吊架、管道、設(shè)備等金屬部件或構(gòu)件，安裝完畢試壓合格后，均刷防銹漆兩道。平臺、扶梯、護(hù)欄、支吊架刷兩道防銹漆后，刷銀粉調(diào)和漆兩道。

（3）油箱外壁刷銀粉調(diào)和漆兩道。

（4）管道表面按介質(zhì)種類涂刷基本色漆和介質(zhì)流動(dòng)方向的箭頭及油管的安全色、安全標(biāo)志。

7、燃油系統(tǒng)自控及配電

（1）根據(jù)有關(guān)要求進(jìn)行自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及細(xì)化設(shè)計(jì)，并負(fù)責(zé)信號傳輸線纜布放、向集中管理平臺提供自控信號、配合調(diào)試驗(yàn)收。

（2）地下油罐配有液位顯示和警報(bào)器并遠(yuǎn)傳至鍋爐房。

（3）每個(gè)日用油箱均加裝液位計(jì)。

（4）日用油箱超低液位時(shí)報(bào)警，任意發(fā)電機(jī)組低油位時(shí)開啟電磁閥、開泵，高位關(guān)電磁閥、所有發(fā)電機(jī)組高液位時(shí)停泵，超高液位時(shí)停泵并告警。

（5）所有油泵的運(yùn)轉(zhuǎn)信號、油箱和油罐的液位信號、供油管的壓力信號能夠遠(yuǎn)傳至控制室。

（6）緊急情況下，能夠遠(yuǎn)程開啟通向地下油罐的緊急泄油閥和回油泵。

（7）燃油系統(tǒng)的自控系統(tǒng)及配電的安裝、驗(yàn)收按照《工業(yè)自動(dòng)化儀表工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GBJ93、《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50303進(jìn)行。

（8）儀表或傳感器線路采用BTTVZ重載銅芯鋼護(hù)套PVC外套礦物絕緣耐火電纜，在油罐操作井與控制室之間敷設(shè)時(shí)，可直埋或穿管保護(hù)，直埋時(shí)屏蔽電纜的屏蔽層的兩端接地；穿管敷設(shè)時(shí)管道的兩端接地。

（9）電線管穿墻、基礎(chǔ)及樓板將設(shè)套管，安裝完畢后，套管與管道的間隙采用不燃燒材料填塞。

 

二、燃油系統(tǒng)

 

典型的柴油發(fā)電機(jī)組燃油系統(tǒng)包括主燃油箱(罐)、燃油管、輔助油泵、日用油箱等，如圖2所示。

 

圖2典型的柴油發(fā)電機(jī)組燃油系統(tǒng)圖 1.發(fā)動(dòng)機(jī)回油管2.日用油箱通風(fēng)孔3.日用油箱4.輔助油泵5.日用油箱排放口6.燃油位傳感器7.供油管，由日用油箱至發(fā)動(dòng)機(jī)8.供油管，由主油箱到日用油箱9.溢流管10.進(jìn)油底閥11.主油箱（罐）12.通風(fēng)管13.加油口

 

對 T3和T4數(shù)據(jù)中心來說，特別的地方在于柴油發(fā)電機(jī)組必須按作為數(shù)據(jù)中心主電源來考慮，具備并行維護(hù)/容錯(cuò)能力。相應(yīng)地，燃油系統(tǒng)也必須具備并行維護(hù)/容錯(cuò)能力。燃油系統(tǒng)中，日用油箱以及從日用油箱至發(fā)動(dòng)機(jī)管線，均為每臺發(fā)電機(jī)組單獨(dú)配置一組，可以與發(fā)電機(jī)組視同為一個(gè)黑匣子，因此，我們需要關(guān)注的是，從主油罐到各個(gè)發(fā)電機(jī)組日用油箱的輸送通道，同樣需要具備并行維護(hù)/容錯(cuò)能力。

1、主燃油箱（罐）

柴油發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)油箱（罐）均采用常壓油箱（罐）。通常，一個(gè)油箱必須具備如下功能：

● 儲(chǔ)存燃油：油箱（罐）必須能儲(chǔ)存一定量的燃油，避免泄漏，并盡可能減少揮發(fā)；

● 加油：油箱必須允許安全的加入燃油；

● 通氣：所有的油箱均要保持通風(fēng)良好，以便油箱內(nèi)空氣及其他氣體能散入大氣；

● 泵油：系統(tǒng)應(yīng)能將燃油輸送到次級油箱或發(fā)動(dòng)機(jī)；

● 型式：從型式上看，典型的柴油發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)配套主油箱（罐）可以是集裝箱型，圓球型，以及臥式圓柱型。

大型數(shù)據(jù)中心常采用臥式圓柱型油罐（地埋式），如圖3。埋地儲(chǔ)油罐多設(shè)置在地下罐池內(nèi)，罐池與罐體之間的空腔使用中性細(xì)沙進(jìn)行填實(shí)，其中要求罐頂?shù)母采w厚度不小于0.5米，罐體周邊的填充厚度不小于0.9米。罐池內(nèi)填沙的目的在于使罐體與罐池之間不存在空氣，油氣不能在此形成燃爆空間，使儲(chǔ)油罐的放置具有一定防爆效果，提高儲(chǔ)油罐存儲(chǔ)的安全性能。

 

圖3 臥式埋地儲(chǔ)油罐結(jié)構(gòu)示意圖

 

● 容量：

《數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范》以及ANSI/TIA-942均提出了柴油發(fā)電機(jī)組燃油儲(chǔ)存量的要求，根據(jù)數(shù)據(jù)中心等級不同，由8～96小時(shí)不等。當(dāng)按基本功率（PRP）來選擇發(fā)電機(jī)組時(shí)，單臺發(fā)電機(jī)組的燃油消耗應(yīng)按照75%基本功率（PRP）下燃油消耗量來計(jì)算；當(dāng)按持續(xù)功率（COP）來選擇發(fā)電機(jī)組時(shí)，則可按持續(xù)功率100%負(fù)載率下燃油消耗量進(jìn)行計(jì)算。

（1）即使發(fā)電機(jī)組按Nx配備，計(jì)算燃油總?cè)萘繒r(shí)，也只按N臺發(fā)電機(jī)組所需油量計(jì)算。

（2）臥式油罐一般容積不宜超過100M³，考慮運(yùn)輸方便，通常建議單個(gè)罐體容量不大于50M³。

（3）柴油如果儲(chǔ)存時(shí)間超過一年，柴油品質(zhì)就會(huì)惡化，因此用戶需根據(jù)自身需要，來確定實(shí)際儲(chǔ)油量，同時(shí)考慮與供油企業(yè)建立定期更換機(jī)制。

2、燃油管

絕對不要用燃油管或其安裝卡箍來做電氣設(shè)備接地。

● 油管類型：柴油油管路應(yīng)采用黑鐵管、鋼管或銅管。嚴(yán)禁使用鍍鋅管。柴油可以和鍍鋅管發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生沉積物，堵塞油濾，并導(dǎo)致油泵和噴嘴故障。采用軟管的地方，應(yīng)保證該軟管是適用于柴油的。

● 管徑：在管道壓力降為最大允許值（1psi(6.9kPa) ）內(nèi)，并能輸送足夠的油量的前提下，燃油管尺寸應(yīng)盡可能的小。采用過大的燃油管會(huì)增加空氣吸入的機(jī)會(huì)，且在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，燃油泵有因?yàn)楦赊D(zhuǎn)而損壞的危險(xiǎn)。

● 軟連接：與發(fā)動(dòng)機(jī)連接部分必須采用軟管，且軟管長度不應(yīng)小于6英寸（15.3cm）。

● 回油管：柴油發(fā)動(dòng)機(jī)至少需要兩條燃油管：進(jìn)油管及至少一條從噴油嘴出來的回油管。送往噴嘴的燃油總是多于發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際噴油量，多余的部分就必須送回燃油箱。回油管的尺寸應(yīng)與進(jìn)油管一樣，并盡可能短、直，以便燃油可由重力作用回到油箱。

回油可送至日用油箱或主油箱。回油口應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離進(jìn)油管的吸油口，以免空氣進(jìn)入，并防止熱的回油直接又進(jìn)入進(jìn)油管。如果回油是接到日用油箱，請注意日用油箱容量要求。某些項(xiàng)目中，可能很難或不方便將回油管布置成讓燃油能靠重力流動(dòng)，那么在設(shè)計(jì)回油管路上有靜壓的燃油系統(tǒng)前，應(yīng)取得發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)商的認(rèn)可。

3、日用油箱

（1）日用油箱應(yīng)盡可能地靠近發(fā)動(dòng)機(jī)，以便發(fā)動(dòng)機(jī)輸油泵易于地抽取燃油，并可方便地連接發(fā)動(dòng)機(jī)回油管。

（2）根據(jù)需要，日用油箱可配備油位計(jì)、手動(dòng)/電動(dòng)輸油泵、浮子開關(guān)、低油位報(bào)警等裝置。日用油箱應(yīng)有接油盤，并考慮配備漏油報(bào)警裝置。

（3）日用油箱容量：

當(dāng)燃油溫度高于38℃時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)就可能有功率折損，當(dāng)燃油溫度高于60℃時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)可能受到損害。因此，日用油箱容量最小應(yīng)為4小時(shí)燃油消耗量，以保證有足夠的容量來冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)回油。如果需采用更小容量的油箱，則建議將回油管接至主油箱，或安裝燃油冷卻器。

（4）日用油箱的安裝，以使其最高油位不高于發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴高度為宜。

4、燃油泵

從主油罐到日用油箱，可以依靠重力（地上油罐），通常依靠電動(dòng)油泵來進(jìn)行燃油輸送。油泵的選擇，應(yīng)綜合考慮揚(yáng)程和流量的要求。

 

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