柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)是 Uptime Tier Ⅳ認(rèn)證關(guān)注的重點(diǎn)，但一般具有資質(zhì)的柴發(fā)油路系統(tǒng)設(shè)計(jì)單位多服務(wù)于石油、石化行業(yè)，他們的設(shè)計(jì)理念多僅限于滿足“油路通暢”、“國(guó)標(biāo)規(guī)范要求”等基礎(chǔ)功能，不了解數(shù)據(jù)中心對(duì)油路系統(tǒng)的特有需求，也缺乏對(duì)Uptime Tier Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)識(shí)，因此柴發(fā)油路系統(tǒng)設(shè)計(jì)往往也是Uptime Tier Ⅳ設(shè)計(jì)認(rèn)證的難點(diǎn)。

柴發(fā)油路系統(tǒng)要達(dá)到 Uptime Tier Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)并通過 Uptime TierⅣ設(shè)計(jì)認(rèn)證，應(yīng)該關(guān)注哪些關(guān)鍵點(diǎn)呢？在探討這個(gè)問題之前，首先介紹一下大型數(shù)據(jù)中心的柴發(fā)油路系統(tǒng)主要組成。

一、柴發(fā)油路系統(tǒng)組成

典型的數(shù)據(jù)中心柴發(fā)油路系統(tǒng)應(yīng)包含以下幾部分：油罐，日用油箱，管路系統(tǒng)，供電及智能監(jiān)控系統(tǒng)。

1． 日用油箱

數(shù)據(jù)中心柴發(fā)機(jī)房?jī)?nèi)會(huì)設(shè)置日用油箱，單個(gè)日用油箱間內(nèi)儲(chǔ)存量不大于 1m3。

2．油罐

大型數(shù)據(jù)中心由于柴發(fā)功率大，日用油箱儲(chǔ)油量已不能滿需求，要在室外設(shè)置儲(chǔ)油罐，一般采用地埋式。

3．管路系統(tǒng)

管路系統(tǒng)按照其功能可分為供油管、回油管、倒油管、進(jìn)油管、退油管。

(1) 供油管：將柴油由油罐輸送至柴發(fā)，包括管道、閥門潛油泵等。

(2) 回油管：柴油通過回油管由柴發(fā)機(jī)房?jī)?nèi)回流至油罐，回油方式有重力回油和動(dòng)力回油兩種，系統(tǒng)包括管道、閥門、回油泵等，若是采用重力回油方式，則不需設(shè)置回油泵。

(3) 倒油管：當(dāng)設(shè)置多個(gè)油罐時(shí)，油罐之間需要進(jìn)行柴油倒換時(shí)，將通過倒油管完成，包括管道、閥門、倒油泵等

(4) 退油管：將油罐內(nèi)柴油退回柴發(fā)油路以外的容器，如罐車，包括管道、閥門、退油泵等；退油管可與倒油管通過閥門連接，利用倒油泵和相互連接的閥門實(shí)現(xiàn)退油，不再單獨(dú)設(shè)置退泵。

(5) 進(jìn)油管：罐車的柴油通過進(jìn)油管輸送至油罐，包括管道、閥門。

4．供電及智能監(jiān)控系統(tǒng)

供電系統(tǒng)為油路系統(tǒng)提供動(dòng)力，包括配電柜、電線電纜、線管、橋架等。智能化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)設(shè)備啟停或開關(guān)控制、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)、漏油檢測(cè)，包括控制器、漏油檢測(cè)等。

二、油路系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)

為達(dá)到 Uptime Tier Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)并通過 Uptime Tier Ⅳ設(shè)計(jì)認(rèn)證，油路系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)抓住以下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：1）關(guān)鍵系統(tǒng)和設(shè)備應(yīng)冗余配置，并進(jìn)行物理隔離，滿足“容錯(cuò)”的要求；2）能自動(dòng)制；3）能自動(dòng)檢測(cè)故障和自動(dòng)隔離故障。

? ? ? 以下將討論柴發(fā)油路系統(tǒng)架構(gòu)該如何設(shè)計(jì)。

1．日用油箱設(shè)計(jì)

日用油箱是關(guān)鍵設(shè)備，設(shè)置在柴發(fā)機(jī)房?jī)?nèi)，與柴油發(fā)電機(jī)一一對(duì)應(yīng)，日用油箱之間應(yīng)進(jìn)行物理隔離。例如某數(shù)據(jù)中心配置了9（8+1）臺(tái)柴發(fā)，每臺(tái)柴發(fā)之間均物理隔離，每臺(tái)柴發(fā)配置一個(gè)日用油箱，日用油箱之間也應(yīng)進(jìn)行了物理隔離，見圖 1。

圖 1 日用油箱

2．油罐設(shè)計(jì)

油罐是關(guān)鍵設(shè)備，一般進(jìn)行 N+x（x≥1）配置，各油罐之間應(yīng)物理隔離。

例如某數(shù)據(jù)中心油罐采用 2+1 模式配置，如圖 2-1 方案一，3 臺(tái)油罐均未做隔離，任意一個(gè)油罐故障，可能會(huì)導(dǎo)致 3 臺(tái)油罐都被迫下線，油路系統(tǒng)癱瘓；方案二，2 臺(tái)油罐未物理隔離，兩臺(tái)油罐中一臺(tái)故障，可能導(dǎo)致兩臺(tái)油罐被迫下線，儲(chǔ)油量不能滿足運(yùn)行要求，這兩種方案都存在較大安全漏洞，也不滿足Uptime Tier Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)。

圖 2-1 油罐設(shè)計(jì)（不滿足 Uptime Tier Ⅳ認(rèn)證要求）

圖 2-1，3 臺(tái)油罐之間都進(jìn)行了物理隔離，一臺(tái)油罐發(fā)生故障后，仍有 2 臺(tái)在線，儲(chǔ)油量不受影響，滿足 Uptime Tier Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)及認(rèn)證要求。

圖 2-2 油罐設(shè)計(jì)（滿足 Uptime Tier Ⅳ認(rèn)證要求

3．管路系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

供油、回油、倒油、退油、進(jìn)油管路中，供油管路是關(guān)鍵系統(tǒng)，其他屬于非關(guān)鍵系統(tǒng)。

(1) 供油管路架構(gòu)

油罐至室內(nèi)日用油箱段供油管需要有冗余配置（一般為2N），在柴發(fā)機(jī)房外針對(duì)每個(gè)日用油箱設(shè)置獨(dú)立電動(dòng)閥，下面將通過實(shí)例分析。

供油系統(tǒng)按照?qǐng)D 3-1 設(shè)計(jì)，已冗余配置并進(jìn)行了物理隔離，每個(gè)柴發(fā)機(jī)房外沒有單獨(dú)設(shè)置電動(dòng)閥門，當(dāng)柴發(fā)機(jī)房外供油管路故障，隔離故障后另一路能正常供油；但柴發(fā)機(jī)房?jī)?nèi)發(fā)生故障要切斷該機(jī)房的 A、B 路供油時(shí)，則 A、B 供油干管都要被隔離，所有柴發(fā)機(jī)房供油中斷，這種方案存在較大安全隱患，也不滿Uptime Tier Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)。

圖 3-1 未設(shè)置獨(dú)立閥門模式的供油管設(shè)計(jì)

在柴發(fā)機(jī)房外的A或B路供油管上為每臺(tái)日用油箱設(shè)置獨(dú)立閥門，柴發(fā)機(jī)房?jī)?nèi)部或外部供油管路出現(xiàn)一次故障，故障隔離后至少 1 路供油正常，能滿足 Uptime Tier Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)及認(rèn)證要求。按照?qǐng)D 3-2 設(shè)計(jì)，在 A 供油管路上設(shè)置獨(dú)立閥門。

圖 3-2 A 路設(shè)置獨(dú)立閥門模式的供油管設(shè)計(jì)

當(dāng)然也可按照?qǐng)D 3-3 設(shè)計(jì)，在 A 和 B 路供油管上同時(shí)設(shè)置獨(dú)立閥門，單個(gè)柴發(fā)機(jī)房?jī)?nèi)供油管出現(xiàn)故障，只需隔離故障部分，其他柴發(fā)機(jī)房仍是兩路供油，可靠性更高，但系統(tǒng)設(shè)計(jì)相對(duì)更復(fù)雜、維護(hù)難度更大、造價(jià)成本更高。

圖 3-3 雙路設(shè)置獨(dú)立閥門模式的供油管設(shè)計(jì)

(2) 其他管路

回油管路、倒油和退油管是非關(guān)鍵系統(tǒng)，按照 N 模式配置，滿足基本需求即可，但在倒油和退油操作過程中要保證總的可油量不少于 12 小時(shí)。

(3) 管路系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

綜上所述，在兼顧滿足 Uptime Tier Ⅳ認(rèn)證、經(jīng)濟(jì)性的情下，管路系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)可以參考圖 3-4。

圖 3-4 管路系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

4．供電系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

供電系統(tǒng)為柴發(fā)油路系統(tǒng)提供動(dòng)力，是關(guān)鍵系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行冗配置和物理隔離，另外供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要結(jié)合其他設(shè)備情況，確保供電系統(tǒng)發(fā)生一次故障后，供油系統(tǒng)至少有 1 路能正常供油。

例如某數(shù)據(jù)中心計(jì)劃采用 3（2+1）臺(tái)室外油罐、9（8+1）臺(tái)柴發(fā)，配電系統(tǒng)可以參考圖 4，關(guān)鍵的供油設(shè)備及控制系統(tǒng)都是按照 2N 配置，供電系統(tǒng)與之對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)，非關(guān)鍵的倒油和回系統(tǒng)的配電，可以根據(jù)維護(hù)需求由 A 或 B 供電系統(tǒng)供電。

圖 4 供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

5．智能化控制系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

智能控制器是關(guān)鍵設(shè)備，要冗余配置，參與聯(lián)鎖控制的檢測(cè)信號(hào)則分成 2 路信號(hào)同時(shí)接入控制器 A 和 B，僅用于顯示記錄的檢測(cè)信號(hào)按照 A/B 路供油系統(tǒng)接入各自所屬區(qū)域的。

(1) A/B 路供油管路系統(tǒng)中的潛油泵、油罐出油電動(dòng)閥、管電動(dòng)閥、供油管路的漏油檢測(cè)均接入對(duì)應(yīng)的 A/B 路控制器，A/B路控制器能控制 A/B 路供油泵啟停、閥門開關(guān)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)供油。智能控制系統(tǒng)能監(jiān)測(cè)這些設(shè)備的狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)漏油情況后，控制器可以依據(jù)漏油點(diǎn)情況切斷相關(guān)閥門或油泵，實(shí)現(xiàn)故障自動(dòng)隔離。

例如 A/B 路供油管路系統(tǒng)中的潛油泵、油罐出油電動(dòng)閥、支管電動(dòng)閥、供油管路的漏油檢測(cè)均接入對(duì)應(yīng)的 A/B 路控制器，當(dāng)A 路控制系統(tǒng)發(fā)生故障后，A 路的潛油泵、閥門不能正常工作，導(dǎo)致 A 路供油系統(tǒng)故障，但 B 路供油系統(tǒng)仍能正常供油，滿Uptime Tier Ⅳ認(rèn)證要求。若 B 路的潛油泵或供油管閥門接入A路控制器，當(dāng) A 路控制器發(fā)生故障，B 路供油系統(tǒng)不能正常運(yùn)行，存在較大安全漏洞，也不滿足 Uptime Tier Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)及認(rèn)證要求。

(2) 參與聯(lián)鎖控制的檢測(cè)信號(hào)，如油罐液位、日用油箱液位、日用油箱漏油、日用油箱至柴發(fā)機(jī)組的供油和回油管路漏油檢測(cè)、柴發(fā)機(jī)組漏油檢測(cè)、火災(zāi)信號(hào)等，則應(yīng)分成 2 路信號(hào)同時(shí)接入控制器 A 和 B，確保信號(hào)能同時(shí)聯(lián)動(dòng) A、B 路油路系統(tǒng)。

例如油罐液位信號(hào)，當(dāng)油罐液位過低，為避免油泵空轉(zhuǎn)要同時(shí)聯(lián)動(dòng) A、B 路潛油泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)。例如日用油箱液位信號(hào)，當(dāng)液位過低時(shí)聯(lián)動(dòng) A、B 路供油系統(tǒng)同時(shí)供油，當(dāng)液位恢復(fù)后要聯(lián)動(dòng)A、B 路供油系統(tǒng)同時(shí)停止供油。例如日用油箱漏油信號(hào)，當(dāng)日用油箱出現(xiàn)漏油要同時(shí)要聯(lián)動(dòng) A、B 路供油系統(tǒng)停止供油。例如火災(zāi)信號(hào)，當(dāng)日用油箱間發(fā)生火災(zāi)時(shí)要聯(lián)動(dòng)切斷該 A、B 路供油。

三、總結(jié)

綜合上述，若讓柴發(fā)油路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案達(dá)到 Uptime TieⅣ標(biāo)準(zhǔn)并通過認(rèn)證，設(shè)計(jì)過程中一定要理解并落實(shí)“容錯(cuò)”、“自動(dòng)控制”、“故障自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)隔離”等關(guān)鍵要求。但正如文章開始所述，有資質(zhì)的油路設(shè)計(jì)單位多服務(wù)于石油、石化行業(yè)，數(shù)據(jù)中心行業(yè)案例、經(jīng)驗(yàn)非常少，要讓他們理解這些關(guān)鍵點(diǎn)并落實(shí)在設(shè)計(jì)方案中。

作者：

何綿俊，中國(guó)民生銀行信息科技部運(yùn)維工程師

張春杰，中國(guó)民生銀行信息科技部運(yùn)維工程師

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Uptime Tier Ⅳ标准数据中心的柴发油路设计关键点的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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