现有集装箱柴发存在的问题

采用集装箱柴发虽然可以缩短建设周期，但是由于配套的油路系统需要大量的土建工程实施，因此带来的问题还是比较多的。钢平台的应用虽然可以节约用地，减少建设审批周期，但是它也给运维管理造成一些不便。另外柴发与并联柜之间的距离一般都比较远，工程界面也比较复杂。

#1 供油系统现存问题

目前普遍使用的供油系统都是采用N+1的大油罐集中供油，每台柴发配置独立的日用油箱，油罐到机组的油路控制采用双路或环路的冗余设计。在实际的应用中，会出现许多问题：

• 1）地下水引起的油罐上浮；

• 2）由于地陷导致供油管路的断裂；

• 3）供油管路遭受重车碾压而断裂；

• 4）雨水和地下水侵入供油系统导致系统性能下降。

这些问题的存在，使得运维人员对于供油系统的正常运行非常担心。如果能够用分布式的储油罐替代集中供油的大油罐系统，可以减少集中供油系统的单点故障所带来的风险。北美比较流行的集装箱基底大油箱就是一个比较好的解决方案。可以实现集装箱柴发之间供油系统的完全独立。

#2 并联开关柜系统现存问题

目前大多数集装箱柴发系统的柴发和开关柜是分离布置的，相互之间的距离有几十，甚至几百米。每台机组到并机室都需要有一根电缆输出，还需要有多条控制电缆用于控制并联开关柜和反馈开关柜的状态。由于开关柜与机组之间的距离比较远，一方面会导致在测试运行过程中难以同时观察到机组和开关的状态；另一方面由于多台机组并联会有许多电缆长距离铺设，不但会增加电缆的投入，也容易出现电缆损坏的现象，这会使得机组的界面更加复杂，增加工程施工的难度。

如果能够在柴发系统的附近使用集装箱式开关柜实现机组的并联，不仅可以减少电缆的投入数量，还可以节约电缆沟的土建投资，实现备用柴发系统与负载配电系统之间最简单的连接。

#3 多层钢平台现存问题

钢平台较机房设施已经大大简化了数据中心的建设，但是钢平台的设计与建造仍需要政府部门的审批。大多数钢平台可以摆放2层集装箱柴发，个别项目由于场地的限制，搭建3层或4层钢平台来摆放机组。虽然可以节约用地，但是由于大功率的集装箱柴发单台重量约35t左右，所以对于钢平台的设计和建造会随着层数的增加而提出更高的要求，同时建造成本也会相应增加。

此外，多层钢平台的机组对于运维也会造成不利。目前每层钢平台的高度落差大约是6~7米，运维人员在紧急情况下处理问题时会花费更多的时间和精力，对于快速解决问题极为不利。

如果能够尽量提高集装箱柴发单位面积的功率密度，取消钢平台的建设，对于解决上述问题将具有非常高的实用价值。

#4 环境影响

常规的集装箱采用尾端正面或两侧进风，前端正面排风。由于排风风速比较高（能达到10m/s），温度比较高（在环境温度高的时候排风温度会达到70~80℃），热风水平排出对于环境和机组之间的影响比较大，因此需要有下面的一些考虑：

• 1）集装箱排风的10米以内不能有绿化带，因为过高的温度会损坏这些绿化植物；

• 2）避免向道路和人行道排放热风，防止对人员造成伤害；

• 3）避免造成其它机组的热回流，需要做合理的冷热通道的隔离。

#5 外观尺寸差异大

集装箱柴发外观尺寸差异比较大。以备用2000kW的集装箱柴发为例，标准的40英尺集装箱尺寸是12.2m×2.438m×2.6m或12.2m×2.438m×2.89m（高柜），实际项目中的集装箱尺寸是多样性的。

尺寸差异如此大的原因主要是出于以下的考虑：

• 1）为了获得比较低的噪音水平，需要加长进风通道和排风通道，以便降低从进风和排风通道排放的噪音；为了改善气流组织获得较低噪音水平也会加高集装箱。

• 2）为了在箱体内设置开关柜也是一个重要的原因；

• 3）为了获得比较大的维修空间，需要增加集装箱的宽度；

• 4）运输方面的考虑；

• 5）现场布局受限。

#6 配置差异大

由于客户对集装箱的配置要求各有不同，造成配置方面差异很大，具体表现如下：

• 1）噪声标准

噪声标准对集装箱的尺寸影响最大，应对不同的噪声标准需要匹配不同的进排风、排烟等降噪方式；原则上，对噪声要求越高，所需进排风降噪面积越大，集装箱的尺寸也就会越大，反之亦然。

• 2）消防系统的配置

a. 防火阀

出于对消防的不同理解，客户对是否配置防火阀有不同意见：部分客户认为防火阀必须配置，因为防火阀具有熔断功能且密封性高，可有效密闭及阻断火源；而部分客户认为有电动百叶与消防联动快速关闭即可，无须配置防火阀。

b. 气体消防系统

目前气体消防的主流配置是七氟丙烷，但也有部分客户选用气溶胶或干粉灭火系统。以上集中消防方式均可满足消防要求，但基于柴油发电机组的特殊性，建议选择对机组危害性较小的七氟丙烷气体消防。

• 3）接地电阻柜

高压机组需要配置中性点接地电阻柜，但选择集中摆放在配电室内还是分布摆放在集装箱内，是造成集装箱的尺寸差异性较大的另一主要因素。

• 4）供油系统

供油系统配置的多样性，也是造成集装箱尺寸差异性较大的重要因素。日用油箱的容量，进回油管路的配置，进回油电磁阀/电动阀的选择，是否配置回油泵等均会造成集装箱尺寸发生较大差异。本着节约集装箱空间的角度考虑，建议油路系统的设计以实用为主，避免过于复杂。

#7 产品质量差异大

目前集装箱柴发的制作一般都是先由柴发厂家完成柴发机组的制造，再发送到集装箱厂来完成集装箱柴发的整体总装。箱体的设计一般是由箱厂来完成。由于整个集装箱柴发的设计不是由柴发厂家独立完成，所以会造成设计上的一些差异。对于保证集装箱柴发的质量会有一些影响。

不同的箱厂有不同的工艺技术水平，存在较大的差异。集装箱柴发的箱体的许多细节设计往往决定于这些箱厂的工艺设计水平和工艺设备，因此不同的箱厂提供集装箱柴发的质量也会有较大的差异，需要在箱厂的选择上认真鉴别。

#8 新的信息化更新的需求

BIM信息管理系统服务于项目设计、建设、运行维护等全寿命周期，随着BIM在建筑行业逐步推广，国内一些数据中心建设也在逐步采用BIM技术。BIM系统是通过三维模型集合数字技术，集成了设备和设施的内在属性，从而虚拟出一个能够代表真实建筑物的信息库，该信息库中不仅包含描述建筑物构件和几何信息、专业属性及状态信息，还包含了非构件对象（如空间、运动行为）的状态信息。

采用BIM设计技术的设计院已经在不断增多，需要不同设备厂家参加配合提供设备的BIM模型。因此集装箱柴发的供应商也要做好相关的技术储备，这样才能配合数据中心的建设单位更好地实现信息系统的自动化管理。

集装箱柴发新技术介绍

基于对现有集装箱柴发存在的问题分析，提出了一种新的解决方案。在机组的通风散热、噪音控制、燃油供给方面做了新的改进，并在多方面做了提升。对于项目的设计和实施提供了很大的便利，可以缩短项目的交付周期，节省客户建设投资。下面针对此项新技术做一个全面的介绍。

#9 标准尺寸集装箱更方便运输

首先是采用标准40英尺集装箱的外形尺寸12.2m×2.438m×2.89m，可以使用普通平板车运输，既可以节约运输成本，也不会受到道路运输的限制。尤其在需要海运的时候，标准的集装箱尺寸更有利于运输，与常规的非标集装箱柴发相比可以大幅降低运输成本。

采用标准化集装箱尺寸的另外一个重要举措就是把消音器集成在集装箱内部，不需要在现场进行消音器的二次安装，既可以缩短安装时间又能够节约安装成本。

#10 通风方式与堆叠码放更节约用地

新集装箱柴发采用了电动冷却的方式，热风向上排放，既可以降低风机噪音，又可以改善排风对于周围环境和其它集装箱柴发的影响。由于集装箱进风和排风在物理运动方向上处于互相垂直的关系，这使得集装箱柴发四周的间距可以缩小到1.6m，有效地节约了集装箱柴发的用地面积。

采用新集装箱柴发直接堆叠码放的方式可实现双层机组的布置，能够节约钢平台或水泥平台的设计和建造。既能缩短项目建设周期，又能节约项目投资。与传统二层平台的集装箱柴发相比较，二层柴发的高度由7m降低到3m，对于运维人员进行日常工作也非常方便。

#11 高度集成化减少与外界接口

集成大容量的油箱，可以满足单台柴发12h运行用油。这样既可以简化柴发系统的供油，节约用地、减少建设工期，也可以消除运维人员对于供油系统的担忧。避免由于油系统出现的地陷、浸水等原因导致的供油系统的单点故障。

新集装箱系统具有很高的集成度，除通风、排烟、冷却、降噪系统，以及含大容量油箱的供油系统外，还集成了动力电缆接口、控制线缆接口、消防系统、接地电阻柜、照明系统等辅助设备。因此需要由柴发厂家完成统一设计并在工厂内完成集中制造。柴发制造商对于箱体供应商提出明确的设计目标和详细的技术要求，可以有效地提高箱体的质量。柴发和箱体在工厂完成总装，在整套设备完成测试后再出厂，这样就能够实现集装箱的产品质量控制，为客户提供从机组到集装箱以及配套辅件的统一保修和售后服务。

文章来源：《数据中心集装箱式柴油发电机组技术白皮书》