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数据中心运维保障系列之柴油发电机

 

 

  数据中心电力系统的可靠性和稳定性一直是业内关注的重点,高可靠性的数据中心,柴油发电机是必不可少的关键设施之一。在数据中心市电中断的突发情况下,柴油发电机就是整个数据中心的救命稻草,其持续稳定的电力输出是维持数据中心不间断运行的重要保障。

 

  作为市电的备用设备,柴油发电机的原理是化学能(柴油)转化为机械动力再转化为电能,其电力输出受到各种运行参数,特别是环境条件的影响。例如,柴油发电机组的通风系统会受到机组的冷却散热,机组的出力,以及机械部件的高温失效等因素的影响。因此,要求运维管理工程师在日常巡检时,对通风系统应做充分的分析排查,以应对各种不利因素。

 

  柴油发电机系统中,非常关键的设计就是柴油发电机的通风。通风与柴油发电机组如果配合不好,机组在启动运行时,会导致柴油发电机因进、排风故障停机、设备损坏甚至机房火灾等严重灾难,对数据中心的可靠运行造成严重的隐患。因此,可靠的通风系统对柴油发电机组的正常运行有至关重要的影响。

 

柴油发电机房通风关注点

 

  能量守恒是物理学上的基本概念,鉴于柴油发电机的工作原理,系统输入的能量等于系统消耗和输出的能量总和。在柴油发电机组工作中,输入的是化学能——燃油,转化产出的是发电机输出的电能和部件运转消耗产生的热能。

 

  由图可以看出,通常情况下,输入的燃油大约只能转化产生35%的电能,其他65%的能量作为热能辐浪费掉了,因此柴油发电机房内通风及散热非常重要,我们一般可以从以下几个重要方面进行关注:

 

1、百叶窗

  百叶窗起到隔离机房与周围环境的作用,其打开及关闭的操作应由机组的运行状态来控制。

  寒冷地区的机房所安装的活动式百叶窗,应允许机房内气流的再循环,以在冷机时加热机房从而提高机组的效用。

 

2、送、排风面积

  一般建议自然进风口总面积至少是机组散热器排风面积的3倍,自然排风口的面积应为散热器排风面积的2倍。

 

3、送、排风速度

  自然进风的速度一般限制在3.5m/s以下,机械进风速度一般限制在6.5m/s以下,主要是防止雨水等异物吸入机房。

 

4、排烟管道

  排烟管道应详细核对整个排烟系统的背压值,确保不超过系统的背压值。

 

5、贮油间

  贮油间应设送、排风系统。

 

  柴油发电机房通风量的计算

 

  在实际工程中也可以按照下式进行估算机房通风量:

  V= η散热器风扇的空气流量+Ρ燃烧空气需要量

 

式中:

  V:为机房总的通风量(m³/min

  η:散热器风扇的空气流量(m³/min

  Ρ:燃烧空气需要量(m³/min

  η ,Ρ均可从机型手册查询。

 例如:

  一台3516B机组,查询手册得知散热器空气流量为1543 m³/min,燃烧空气需要量为151.7 m³/min,则V=1694.7 m³/min

  而在在实际施工过程中,因通风量已知,故实践中只需要确认施工过程中进风面积S进大于或者等于计算面积S即可,计算面积可按照下式计算:

 

  设计强制进风风速为6.5 m/s,进风消声器通风率为0.6,则单台机组的进风消声面积为:

 

  即单台机组的进风大于7.24㎡即可满足要求。

 

通风系统的日常管理工作要点

 

  针对数据中心通风系统,我们应该落实柴油发电机运维管理制度及加强机房日常巡检,增强数据中心运维管理人员的安全意识,严格遵守安全操作规程。

 

  运维管理人员要严格遵守柴油发电机房的管理制度要求,对数据中心安全负责:柴油发电机日常巡检时要仔细检查进、排风系统,确认无异物堵塞风道、排烟口。进、排风百叶窗按要求处于关闭或者开启状态。

 

  严格按照规定对设备进行维保检查,进、排风机、百叶窗电气线路的每处接头及线路要仔细检查,防止短路等故障影响机组正常运行。

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