不同地区如何考虑柴发机组的规划选型?
影响柴油机运行的几个因素,比如冷却、空气中含氧量、腐蚀、盐雾、海边等。在海拔1000米以下、不在海边,一般影响不大。但海拔超过了1000米,比如说前几年在西藏建的西藏最大的数据中心有7万多平米,用了几十台柴油发电机。当时是按照按照降容来计算的,因为拉萨的海拔大约在3800米,氧气只有非海拔地区的60%。一般人去拉萨身体会有不适表现,很大原因是因为氧气含量少了40%,这也是影响柴油发电机工作的因素。
另外,因为空气稀薄,影响了散热,也是影响柴油机运行的因素。
综合起来,降容降了25%。不同厂家的机器降容量是不一样的,因为要招标,按照降容最多的一款机器降容25%做了设计。除了1000米以下的地区外,在海边、高原等对柴油发电机的选择都要仔细计算。
那么,在不同地区又如何考虑柴发机组的选型呢?
发电机运行重要条件是含氧量和温度。实际上设计是受规划条件设计的,真正遇到的问题是发电机布局受到跟设备关联因素的影响(包括空间影响),造成的实际场景里更类似于高温散热不好,以及进/排放不畅的条件,甚至在有些数据中心上遇到了因为过热而宕机的情况发生。
在选型设计及客户定制里有明确的要求,即使发电机按照极限不利情况下做了选型设计后,仍然要放一点余量。但是在其他规格要求的设计里,主动考虑到在配置选型设计的时候,结合室外的建筑条件和通风散热条件做CFD室外模拟。数据中心园区都比较大,会有柴发同时开启多台,遇到限电场景,会持续供几个小时的情况,带来周围环境不停地加温,需要重新计算恶劣条件。这个场景,类似于极端高热条件下的散热情况,一般情况下会出现降载。
目前,北方地区大量采用了间接蒸发冷却,当进风的时候,会遇到发电机和进风之间争风的问题,不仅仅是温度散热,还考虑到气流的增强。
大部分区域不需要考虑太复杂条件,但是黄河以北的区域要特别考虑防冻问题。北方是有供暖的,那么,是采用电加压还是用市政水加热?研究发现,在可靠性有保障的情况下,用市政供暖加热成本低。
目前,主流发电机在1500米以下不会有功率的衰减,海拔超过1500米以上会对功率进行修正,前期要计算好功率修正,使它能够输出净功率,满足供电负荷的要求。
温度过高会对发电机组有影响,不仅是指外界环境温度,机房温度也会对发电机组有比较大的影响。通常发电机组标准设计是在40度的环境下标的输出功率,但如果高过40度就要对发电机组的功率输出进行修正。
在大集群发电机组的项目中,有很多发热单元,可能是冷机在发热、空调在发热、发电机组也在发热,加上环境温度的叠加,会造成比较大的温升区域产生,对发电机组会有影响。前期需要做CFD仿真模拟计算,避免局部过热。
在高风沙地区也需要注意。目前在宁夏周围建设了很多数据中心,应用了很多发电机组。该地区特点是高风沙,每年春/秋风沙很大。其实风沙对发电机组也是有影响的,特别是对发电机的线圈会有磨损,对进气系统也会有影响。这需要在设计时特别考量。
在高腐蚀和盐雾的地区,主要集中在岛屿、南部沿海地区,需要对发电机定子线圈和转子线圈进行特殊的防盐雾处理。对发电机冷却系统的水箱,需要对水箱铜部件进行镀锡处理,金属裸露件进行镀锌处理,防止环境对发电机组对各个部件的腐蚀。
关于柴油发电机组的选型问题,数据中心企业往往会在室内和集装箱式柴发机组之间进行选择。
根据CDCC统计,一些基地型项目更多采用了集装箱式柴发机组,那么室内与集装箱式柴发机组分别有什么优缺点?
目前,数据中心大基地建设比较多,在大基地的规划建设里很注重投资成本及投资回报。投资回报折算出来会变成建筑成本、发电机成本、其他成本。这是第一个维度。
第二个维度,大客户会出现大规模分批交付的情况,包括如何进行快速交付。在这种场景下会考虑规划变更及容积率的问题,在报规方面,发电机作为给构筑物和零件设施来处理的,不需要做室内消防和建筑规划,具有非常强的灵活性。
从实际测算的角度而言,土建成本对于集装箱成本叠加之后再加上消防本身的成本和装修的成本,发现集装箱发电机在同等容量情况下会低于室内型发电机。当分批交付的时候,可以快速通过室外吊装、快速交付的方式分批交付室内发电机。
目前很多场景,室内发电机是要做消防处理的,但如果做普通的气消防,面临着空间和气密性封堵带来的问题;如果用水喷雾,发生过发电机直接被损坏的情况。
基于以上维度,更多情况是优先选用集装箱发电机。