柴油發電機系統是 Uptime Tier Ⅳ認證關注的重點，但一般具有資質的柴發油路系統設計單位多服務于石油、石化行業，他們的設計理念多僅限于滿足“油路通暢”、“國標規范要求”等基礎功能，不了解數據中心對油路系統的特有需求，也缺乏對Uptime Tier Ⅳ標準的認識，因此柴發油路系統設計往往也是Uptime Tier Ⅳ設計認證的難點。

柴發油路系統要達到 Uptime Tier Ⅳ標準并通過 Uptime TierⅣ設計認證，應該關注哪些關鍵點呢？在探討這個問題之前，首先介紹一下大型數據中心的柴發油路系統主要組成。

一、柴發油路系統組成

典型的數據中心柴發油路系統應包含以下幾部分：油罐，日用油箱，管路系統，供電及智能監控系統。

1． 日用油箱

數據中心柴發機房內會設置日用油箱，單個日用油箱間內儲存量不大于 1m3。

2．油罐

大型數據中心由于柴發功率大，日用油箱儲油量已不能滿需求，要在室外設置儲油罐，一般采用地埋式。

3．管路系統

管路系統按照其功能可分為供油管、回油管、倒油管、進油管、退油管。

(1) 供油管：將柴油由油罐輸送至柴發，包括管道、閥門潛油泵等。

(2) 回油管：柴油通過回油管由柴發機房內回流至油罐，回油方式有重力回油和動力回油兩種，系統包括管道、閥門、回油泵等，若是采用重力回油方式，則不需設置回油泵。

(3) 倒油管：當設置多個油罐時，油罐之間需要進行柴油倒換時，將通過倒油管完成，包括管道、閥門、倒油泵等

(4) 退油管：將油罐內柴油退回柴發油路以外的容器，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現退油，不再單獨設置退泵。

(5) 進油管：罐車的柴油通過進油管輸送至油罐，包括管道、閥門。

4．供電及智能監控系統

供電系統為油路系統提供動力，包括配電柜、電線電纜、線管、橋架等。智能化系統實現設備啟停或開關控制、設備狀態監測、漏油檢測，包括控制器、漏油檢測等。

二、油路系統設計關鍵點

為達到 Uptime Tier Ⅳ標準并通過 Uptime Tier Ⅳ設計認證，油路系統設計應抓住以下幾個關鍵點：1）關鍵系統和設備應冗余配置，并進行物理隔離，滿足“容錯”的要求；2）能自動制；3）能自動檢測故障和自動隔離故障。

? ? ? 以下將討論柴發油路系統架構該如何設計。

1．日用油箱設計

日用油箱是關鍵設備，設置在柴發機房內，與柴油發電機一一對應，日用油箱之間應進行物理隔離。例如某數據中心配置了9（8+1）臺柴發，每臺柴發之間均物理隔離，每臺柴發配置一個日用油箱，日用油箱之間也應進行了物理隔離，見圖 1。

圖 1 日用油箱

2．油罐設計

油罐是關鍵設備，一般進行 N+x（x≥1）配置，各油罐之間應物理隔離。

例如某數據中心油罐采用 2+1 模式配置，如圖 2-1 方案一，3 臺油罐均未做隔離，任意一個油罐故障，可能會導致 3 臺油罐都被迫下線，油路系統癱瘓；方案二，2 臺油罐未物理隔離，兩臺油罐中一臺故障，可能導致兩臺油罐被迫下線，儲油量不能滿足運行要求，這兩種方案都存在較大安全漏洞，也不滿足Uptime Tier Ⅳ標準。

圖 2-1 油罐設計（不滿足 Uptime Tier Ⅳ認證要求）

圖 2-1，3 臺油罐之間都進行了物理隔離，一臺油罐發生故障后，仍有 2 臺在線，儲油量不受影響，滿足 Uptime Tier Ⅳ標準及認證要求。

圖 2-2 油罐設計（滿足 Uptime Tier Ⅳ認證要求

3．管路系統架構設計

供油、回油、倒油、退油、進油管路中，供油管路是關鍵系統，其他屬于非關鍵系統。

(1) 供油管路架構

油罐至室內日用油箱段供油管需要有冗余配置（一般為2N），在柴發機房外針對每個日用油箱設置獨立電動閥，下面將通過實例分析。

供油系統按照圖 3-1 設計，已冗余配置并進行了物理隔離，每個柴發機房外沒有單獨設置電動閥門，當柴發機房外供油管路故障，隔離故障后另一路能正常供油；但柴發機房內發生故障要切斷該機房的 A、B 路供油時，則 A、B 供油干管都要被隔離，所有柴發機房供油中斷，這種方案存在較大安全隱患，也不滿Uptime Tier Ⅳ標準。

圖 3-1 未設置獨立閥門模式的供油管設計

在柴發機房外的A或B路供油管上為每臺日用油箱設置獨立閥門，柴發機房內部或外部供油管路出現一次故障，故障隔離后至少 1 路供油正常，能滿足 Uptime Tier Ⅳ標準及認證要求。按照圖 3-2 設計，在 A 供油管路上設置獨立閥門。

圖 3-2 A 路設置獨立閥門模式的供油管設計

當然也可按照圖 3-3 設計，在 A 和 B 路供油管上同時設置獨立閥門，單個柴發機房內供油管出現故障，只需隔離故障部分，其他柴發機房仍是兩路供油，可靠性更高，但系統設計相對更復雜、維護難度更大、造價成本更高。

圖 3-3 雙路設置獨立閥門模式的供油管設計

(2) 其他管路

回油管路、倒油和退油管是非關鍵系統，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。

(3) 管路系統架構設計

綜上所述，在兼顧滿足 Uptime Tier Ⅳ認證、經濟性的情下，管路系統架構設計可以參考圖 3-4。

圖 3-4 管路系統架構設計

4．供電系統架構設計

供電系統為柴發油路系統提供動力，是關鍵系統應進行冗配置和物理隔離，另外供電系統設計要結合其他設備情況，確保供電系統發生一次故障后，供油系統至少有 1 路能正常供油。

例如某數據中心計劃采用 3（2+1）臺室外油罐、9（8+1）臺柴發，配電系統可以參考圖 4，關鍵的供油設備及控制系統都是按照 2N 配置，供電系統與之對應設計，非關鍵的倒油和回系統的配電，可以根據維護需求由 A 或 B 供電系統供電。

圖 4 供電系統設計

5．智能化控制系統架構設計

智能控制器是關鍵設備，要冗余配置，參與聯鎖控制的檢測信號則分成 2 路信號同時接入控制器 A 和 B，僅用于顯示記錄的檢測信號按照 A/B 路供油系統接入各自所屬區域的。

(1) A/B 路供油管路系統中的潛油泵、油罐出油電動閥、管電動閥、供油管路的漏油檢測均接入對應的 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，實現自動供油。智能控制系統能監測這些設備的狀態，當出現漏油情況后，控制器可以依據漏油點情況切斷相關閥門或油泵，實現故障自動隔離。

例如 A/B 路供油管路系統中的潛油泵、油罐出油電動閥、支管電動閥、供油管路的漏油檢測均接入對應的 A/B 路控制器，當A 路控制系統發生故障后，A 路的潛油泵、閥門不能正常工作，導致 A 路供油系統故障，但 B 路供油系統仍能正常供油，滿Uptime Tier Ⅳ認證要求。若 B 路的潛油泵或供油管閥門接入A路控制器，當 A 路控制器發生故障，B 路供油系統不能正常運行，存在較大安全漏洞，也不滿足 Uptime Tier Ⅳ標準及認證要求。

(2) 參與聯鎖控制的檢測信號，如油罐液位、日用油箱液位、日用油箱漏油、日用油箱至柴發機組的供油和回油管路漏油檢測、柴發機組漏油檢測、火災信號等，則應分成 2 路信號同時接入控制器 A 和 B，確保信號能同時聯動 A、B 路油路系統。

例如油罐液位信號，當油罐液位過低，為避免油泵空轉要同時聯動 A、B 路潛油泵停止運轉。例如日用油箱液位信號，當液位過低時聯動 A、B 路供油系統同時供油，當液位恢復后要聯動A、B 路供油系統同時停止供油。例如日用油箱漏油信號，當日用油箱出現漏油要同時要聯動 A、B 路供油系統停止供油。例如火災信號，當日用油箱間發生火災時要聯動切斷該 A、B 路供油。

三、總結

綜合上述，若讓柴發油路系統的設計方案達到 Uptime TieⅣ標準并通過認證，設計過程中一定要理解并落實“容錯”、“自動控制”、“故障自動識別、自動隔離”等關鍵要求。但正如文章開始所述，有資質的油路設計單位多服務于石油、石化行業，數據中心行業案例、經驗非常少，要讓他們理解這些關鍵點并落實在設計方案中。

作者：

何綿俊，中國民生銀行信息科技部運維工程師

張春杰，中國民生銀行信息科技部運維工程師

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總結

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內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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