浅析综合医院中柴油发电机容量于配置方式的选择 作者：黄建强 高级电气工程师，中国中元国际工程有限公司 Selection of capacity and configuration mode of diesel generator in general hospital Author: Huang Jianqiang, Senior Electrical Engineer, China IPPR International Engineering Co., Ltd 摘要：综合医院中应急电源的至关重要，因此在合理选择柴油发电机的安装容量和配置方式至关重要，通过对医院负荷设备的、保障范围来探讨，从而得出一个先对可靠保证、经济合理的方案；本文主要通过案例分析的角度来阐述应急柴油发电机电源的选着和配置，为在遇到同类医疗项目时提供一些可参考方案。
Abstract: The emergency power supply is very important in the general hospital, so it is very important to reasonably select the installation capacity and configuration mode of the diesel generator. Through the discussion on the load equipment of the hospital and the guarantee range, a reliable, economical and reasonable scheme is obtained; This paper mainly expounds the selection and configuration of emergency diesel generator power supply through case analysis, and provides some reference schemes for similar medical projects. 关键词：医院建筑、应急电源、柴油发电机 Keywords: hospital building, emergency power supply, diesel generator 一、引言 现代医院的发展，大量精密仪器的使用，对电源的可靠性要求的也就越来越高，依据《医疗建筑电气设计规范》中应急电源的要求，三级医院应设置柴油发电机组，二级医院宜设置应急柴油发电机组，规范同时也提出柴油发电机的供电时间要求，可见采用柴油发电机作为应急电源的重要性，下面主要采用案例分析的方式从柴油发电机的选择与柴油发电机的配置上来探讨大型综合医院中的设计注意事项。
二、柴油发电机的选择。
一个项目的建成分几个阶段，在可研与方案设计阶段中，柴油发电机安装容量可以按照配电变压器总容量的10%~20%选择，但医疗建筑中柴油发电机的装机容量会超过装机容量的20%，与估算存在很大的偏差，造成偏差的主要原因在可研时没有对项目负荷类型进行很好的梳理，因此初步设计阶段时需要进一步梳理设备负荷特性和保障范围才能得到可靠的装机容量，下面以某个项目的案例做一个分析。
某项目建筑面积8.5万平方米，包括门急诊、医技、住院、I期临床试验病区等功能区域，满足三级综合医院需求及研究型医院定位需求,本项目最终目标需要得到LEED认证（金级），设计成果取得省部级以上优秀勘察设计奖，从业主对项目的重视角度来说，说明项目定位和要求很高；本项目的变压器装机容量为10400kVA；为了得到可靠装柴油发电机装机容量，对本项目保障负荷进行逐一分析，分析内容如下： 医院用电设备负荷等级分类 负荷等级 规范：医疗场所负荷《 医疗建筑电气设计规范》JGJ312 负荷等级 规范：负荷类型《民用建筑电气设计标准》 GB51348 特级负荷 •急诊抢救室、血液病房的净化室、产房、烧伤病房、重症监护室、早产儿室、血液透析室、手术室、 术前准备室、术后复苏室、麻醉室、心血管造影检查室等场所中 涉及患者生命安全的设备及其照明用电 •大型生化仪器 特级负荷 •网络数据中心 •消防控制室内的安防、楼控等弱电系统用电，智能化设备用电 重症呼吸道感染区的通风系统用电 一级负荷 •急诊抢救室、血液病房的净化室、产房、烧伤病房、重症监护室、早产儿室、血液透析室、手术宝、术前准备 室、术后复苏室、麻醉室、心血管造影检查室等场所中的除特级 负荷外的其他用电 •下列场所的诊疗设备及照明用电：急诊诊室、急诊观察室及处置 室、分娩室、婴儿室、内镜检查室、影像科、放射治疗室、核医学室等 •氧舱、血库及配血室、培养箱、恒温箱 •病理科的取材室、制片室、镜检室的用电设备 一级负荷 •生活水泵 （1）（2） •排水泵（灾后排水）（1） •电梯 （1）（2） •手术室/ICU备用冷源风冷热（1）（2） •净化机组（手室、ICU）（1）（2） •隔离病房通风设备（1）（2） •门诊部、医技部及住院部30%的走道照明 •医用气体供应系统中的真空泵、压缩机、制氧机及其控制与报警 系统设备用电 •贵重药品库（1） •部分病房设备带 （1） •中心供应（1） •太平柜（1） •消防用电 •应急照明和疏散指示 注解：（1）代表方案一采纳；（2）代表方案二采纳 （1）以上表格为负荷类型清单表，依据负荷等级进行三种方案的配置如下： 1）方案一(完全保障型配置):除规范要求的特级负荷等级外，同时也保障一级负荷中的保障生命安全和重要物质组成部分设备；例如：特殊区域（手术室等）用水、电梯（选择性的保障客梯、手术室电梯）等设备均纳入保障范围，能有效保障设备的运营需求，选用柴油发电机机组负荷为2*1800KW; 2）方案二(生命保障型配置):除规范要求的特级负荷等级外，同时也保障一级负荷中的保障生命安全组成部分设备；例如：特殊区域（手术室等）用水、电梯（选择性的保障客梯、手术室电梯）等设备均纳入保障范围，能有效保障生命体系特征设备的运营需求，选用柴油发电机机组负荷为2*1000KW; 3）方案三(基本保障型配置):仅保障规范要求的特级负荷等级设备，满足规范要求，选用柴油发电机机组负荷为1500KW; （2）三种方案的分析和结论： 1）方案一为全保障型:柴油发电机的装机容量占变压器装机容量的36%; 2）方案二为生命保障型:柴油发电机的装机容量占变压器装机容量的19.2%; 3）方案三为基本保障型:柴油发电机的装机容量占变压器装机容量的14.4%； 4）结论：保证系数越高，柴油发电机的按住容量要求越大，其中方案一的配置常用于国外项目和香港地区医院项目，方案二常用于大型医院以及一些私立医院，方案三常用于国内医院的常规设计，本项目基于业主对供电可靠性的较高的要求，最终选用方案二;（备注：本项目的消防负荷均小于保障负荷）； 三、柴油发电机配置的选择 随着现代医院的发展，医院的规模越来越大，为了避免意外停电带来的医疗风险，医院必须配备后备电源。
由于柴油发电机体积小、灵活、轻便、配套齐全，便于操作和维护等，因此医院都会采用柴油发电作为后备保障电源设备。
在选择柴油发电机作为备用电源时，需要更多的考虑柴油发电机的启动、可靠性、可操作性以及利用率问题；以上面的安装2000KW（方案二）的柴油发电机为例，组合方式可以采用单台机组供电（方式一）和并机供电（方式二）的方式；两种方式的主要区别如下； 1）设备选型范围：机组选型也是考量标准之一，常用品牌机组选型表参数如下： (1500n/rpm) 品牌类型 额定输出功率(KW) 发电机型号 上菲红柴油发动机 合资 200~1600 利莱森玛、英格 康明斯柴油发动机 合资 16~1800 利莱森玛、斯坦福 科克柴油发电机 合资 300~2400 明辉、英格 帕金斯柴油发动机 进口 4.5~1800 利莱森玛、斯坦福 MTU柴油发动机 进口 220~2400 利莱森玛、斯坦福 三菱菱重柴油发电机 进口 500~1800 利莱森玛、英格 上柴柴油发电机 国产 50~800 利莱森玛、英格 无锡动力柴油发电机 国产 100~1200 明辉、英格 通柴柴油 国产 180~2000 明辉、英格 玉柴陆用柴油发电机 国产 36~2200 明辉、英格 河柴柴油发电机 国产 160~2700 利莱森玛、英格 以上参数来自于厂家标准产品，超出功率段可能需定制 通过以上表格以及厂家样本分析，对单机功率小的设备可选用设备厂家比单机设备大的设备厂家较多，同时，当功率在2000KW时，要追求设备的可靠性、机组噪音等方面的评价，在2000KW的单机设备时，发电机的功率经常选用进口机组，对造价、货期、维护、调试以及适应国内操作模式上均有一定的局限性，因此，尽量降低单机设备功率，可以通过并机的方式来满足设备功率的需求； 2）设备的配置方案： 在相同输出功率的情况下，单机与并机的配置表如下： 单机2000KW（方式一） 并机2*1000KW（方式二） 设备名称 数量 设备名称 数量 柴油机 1台 柴油机 2台 发电机 1台 发电机 2台 散热水箱 1个 散热水箱 2个 公共底盘 1台 公共底盘 2台 控制柜（装在机组上） 1台 并机控制柜（独立式） 2台 日用油箱 1组 日用油箱 2组 蓄电池 2台 蓄电池 4台 辅料 1组 辅料 2组 设备配置的区别在于方式二增加并机柜，选用并机控制器，而方式一用的是单机控制器，其它配置基本上是一致的。
发电机组并联控制器采用32位微处理器技术，实现了多种参数的精密测量、定值调节以及定时、阈值整定等功能，大部分参数可从控制器前面板调整，并机控制器能实现多种启动方式的控制，尤其当总负载≤50%时可启动单台设备，当总负载≥50%时另一台会自动启动加载，省油、噪音小、体积小、维护成本低，而采用一台大功率发电机时，不管在何种负载下均需要启动，单台大功率柴油发电机组噪音大，费油、体积大、维护成本高。
3）外形尺寸和机房布置： 以某品牌为例，单机组的外形尺寸： 5700*2630*3110（mm）；方式二中的机组尺寸：4630*2100*2330（mm），同时方式一的机组重量也比方式二的单机机组重量重很多，因此在设计中药更多的考虑吊装孔尺寸、转弯运输半径、运输和维修通道等场所的荷载,方式一的要求相对方式二更严格； 机房布置：方式一的柴油发电机房机组大小为：长7000*宽3000；方式二的柴油发电机房机组大小为：长5000*宽2200，机房内设置进、排风井、油箱间和控制室；若机组放在地下室，每台机组要设置一个进风井、排风井、油箱间、排烟井，多台机组时可以共用同一个进排风风井和排烟井，但是要增加相应的风井面积，油箱间的大小依据建筑防火规范设置不大于1立方的储油间，经过布置，两种当时下的面积基本一致。
方式一:单台机组 方式二:两台并机机组 4）安装方式的区别： 安装方式均安装于基础底板上，只是但方式二多安装1台套的附件，安装周期上，方式二的安装周期相对方式一较长。
5）使用及操作方式的区别： 在供电方案相同的情况下，方式二可以根据实际负载大小自动分配，同时有一定的选择性，安全性相对于方式一得到提高，当一台机组出现故障时，另外一台机组任然可以使用，能提供备用电源的备用保障功能；同时也可以依据设备的使用情况，当设备某个时段装机使用量低于1000KW时，可以仅启动一台机组，若大于1000KW时才启动第二台机组； 设备的操作方式可采用控制柜面板操作或者自动操作的方式，并机的方式仅比单机多一个连锁控制器模块，但整体功能和操作当时均在控制上已经集成，并无操作不便之处； 6）两种方式下的造价对比： 在同等品牌下比较，方式二的总造价要低于方式一，约是方案一总造价的80%~87%。
序号 名称 规格型号 单位 数量 单价（元） 总价（元） 备注 1 合资 某发电机机组 2000kw 台 1 2541000 2541000 2 合资 某发电机机组 1000kw 台 2 918600 1837200 同时需要指出，功率在2000KW以下的单台机组，国产率品牌相对比较多， 因2000KW的柴油发电机机组，国产产品不是很多，因此不进行国产对比 四、结论 在医疗建筑设计中，柴油发电机作为应急电源时，需要综合考虑医疗建筑中的设备特性，不能仅靠变压器的安装容量进行估算，需要按照医院保障范围进行分析后得出选择机组容量；随着科技的发展，对节能、环保要求的提高，对于机组容量较大的设备尽量采用并机的方式； 参考文献： 1 《医疗建筑电气设计规范》 JGJ312-2013 2 《生物安全实验室建筑技术规范》 GB50346-2004 3 《通用用电设备设计规范》 GB50055-2011
