新聞主題	柴油發(fā)電機(jī)組功率選擇和燃油箱容量計(jì)算公式

 

摘要：應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組是民用建筑中重要的應(yīng)急電源設(shè)備，對保證人身和財(cái)產(chǎn)的安全起著至關(guān)重要的作用。按照IEC和國家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定，應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組主要是為一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷及消防負(fù)荷供電。康明斯公司在本文中系統(tǒng)地介紹了應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組的儲油箱容量和設(shè)備功率選擇計(jì)算的原則、公式及有關(guān)知識。

 

一、燃油箱容量計(jì)算方式

 

1、計(jì)算公式

 

康明斯柴油發(fā)電機(jī)組廠家根據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定按柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)行3~8小時(shí)設(shè)置燃油箱，而民用建筑防火規(guī)范要求更嚴(yán)格，應(yīng)在機(jī)房內(nèi)設(shè)置專用的儲油間，內(nèi)設(shè)日用油箱，其總儲存量不應(yīng)超過8小時(shí)的需要量，而根據(jù)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范規(guī)定中間儲油罐容積不超過1m³。一臺機(jī)組一個(gè)油箱，單臺機(jī)組的燃油容量可按下式計(jì)算：

V=G*T/r/A

式中：V——日用油箱體積1m³；

r——燃油密度kg/m3，輕柴油為810~860kg/m³；

A——油箱充滿系數(shù)，一般0.8；

T——供油時(shí)間h，備用機(jī)組取值3~8h；

G——柴油機(jī)燃油消耗率g/kWh，國產(chǎn)機(jī)組取值238~239g/kWh，康明斯發(fā)電機(jī)組取值為200g/kW.h；

舉例說明：

某用戶2臺120KW康明斯發(fā)電機(jī)組，需要24小時(shí)作業(yè)，油箱的容積：V=（24*120KW*2*0.2kg/kw·h*7d）/(0.85*1000)=9.48 m³，所以該用戶應(yīng)該配置2個(gè)5噸的儲油罐。

 

燃油儲存箱示意圖

柴油機(jī)供油系統(tǒng)圖

 

2、體積和容積的區(qū)分

通常用油箱容積的大小是衡量一臺柴油發(fā)電機(jī)組所能承裝油量的能力，但是油箱實(shí)際容量大于標(biāo)稱容量 ，油箱容積決定了運(yùn)行時(shí)間。雖然儲油箱的是體積物體，但是我們實(shí)際使用中應(yīng)以容積來計(jì)算。物體所占的空間的大小叫做體積。箱子、油桶、倉庫等所能容納物體的體積，叫做它們的容積或容量。很明顯，容積和體積是有著密切的聯(lián)系，它們的計(jì)算方法是一樣的。但是體積和容積是兩個(gè)不同的概念，它們的區(qū)別是：

（1）意義不同

體積是指物體外部所占空間的大小。容積是指容器（箱子、倉庫、油桶等）的內(nèi)部體積。

（2）測量方法

計(jì)算物體的體積要從物體外面去測量。例如求木箱的體積就要從外面量出它的長、寬、高的長度。計(jì)算容積或容量，由于容器有一定的厚度，要從容器里面去測量，例如求木箱的容積或容量，要從內(nèi)部測量出長、寬、高的長度。

（3）計(jì)算單位不同

計(jì)算物體的體積，一定要用體積單位，常用的體積單位有：立方米、立方分米、立方厘米等。計(jì)算容積一般用容積單位，如升和毫升，但有時(shí)候還與體積單位通用。由于容積單位最大的是“升”，所以計(jì)算較大物體的容積時(shí)，通用的體積單位還是要用“立方米”。升和毫升是計(jì)算物體的體積不能用的，它只限于計(jì)算液體，如藥水、汽油、墨水等。

 

二、用電負(fù)荷計(jì)算方法

 

1、按電動機(jī)啟動容量計(jì)算

當(dāng)允許發(fā)電機(jī)端瞬時(shí)壓降為20%時(shí)，發(fā)電機(jī)組直接啟動異步電機(jī)的能力為每1KW電動機(jī)功率，需要5千瓦柴油發(fā)電機(jī)組功率。若電動機(jī)降壓啟動或軟啟動，由于啟動電流減小，柴油發(fā)電機(jī)容量也按相應(yīng)比例減小。按電動機(jī)功率估算后，然后進(jìn)行規(guī)整，即按柴油發(fā)電機(jī)組的標(biāo)定系列估算容量

2、按尖峰符合計(jì)算發(fā)電機(jī)容量

式中： S_G2——按尖峰負(fù)荷計(jì)算的發(fā)電機(jī)視在功率，KVA；

Kj—— 因尖峰電流造成電壓、頻率降低而導(dǎo)致電動機(jī)功率下降的系數(shù)，一般取Kj=0.9~0.95；

K_G——發(fā)電機(jī)允許短時(shí)過載系數(shù)，一般取K_G=1.4~1.6；

Sm—— 最大的單臺電動機(jī)或成組電動機(jī)的啟動容量 KVA；

Pm Sm 的有功功率，KW；

Qm Sm的無功功率，Kvar。

3、負(fù)荷計(jì)算的原則

根據(jù)應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組的供電范圍，在進(jìn)行應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷計(jì)算時(shí)，首先應(yīng)明確以下幾個(gè)原則。應(yīng)按火災(zāi)和非火災(zāi)兩種情況分別計(jì)算根據(jù)應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組的供電范圍，在進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)，應(yīng)按火災(zāi)和非火災(zāi)兩種情況分別計(jì)算。

（1）應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組火災(zāi)情況下的負(fù)荷計(jì)算

在進(jìn)行火災(zāi)情況下應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組負(fù)荷計(jì)算時(shí)，應(yīng)根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的規(guī)定，對建筑群和住宅小區(qū)按一個(gè)建筑發(fā)生火災(zāi)計(jì)算，對一個(gè)建筑按一個(gè)防火分區(qū)發(fā)生火災(zāi)計(jì)算。此時(shí)消防負(fù)荷包括∶應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組供電范圍內(nèi)全部消防電梯、全部應(yīng)急照明，加上發(fā)生火災(zāi)時(shí)，根據(jù)防火分區(qū)所使用的消防負(fù)荷，如消火栓泵、噴淋泵、防排煙風(fēng)機(jī)等。大多數(shù)工程是與地下室、塔樓相對應(yīng)的首層防火分區(qū)發(fā)生火災(zāi)時(shí)消防負(fù)荷最大。此時(shí)投入使用的防排煙風(fēng)機(jī)有地下室、首層、二層對應(yīng)防火分區(qū)的防排煙風(fēng)機(jī)。對于超高層建筑，當(dāng)高區(qū)采用接力方式供水時(shí)，有可能在高區(qū)發(fā)生火災(zāi)投入使用的消防負(fù)荷最大。對于復(fù)雜工程，發(fā)生火災(zāi)時(shí)投入使用的消火栓泵、噴淋泵、防排煙風(fēng)機(jī)的容量應(yīng)由相關(guān)專業(yè)提出。

此外，還應(yīng)考慮到最不利的情況，即停電事故在先，火災(zāi)發(fā)生在后，即火災(zāi)發(fā)生在應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組供電的過程中，所以在計(jì)算應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組容量時(shí)，還應(yīng)考慮在其供電范圍內(nèi)位于其他防火分區(qū)的一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷。還應(yīng)考慮在其他防火分區(qū)內(nèi)的由柴油發(fā)電機(jī)組供電的某些商用負(fù)荷，在接到切除的指令后，可能需要作些后續(xù)工作才能切除。

（2）應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組非火災(zāi)情況下的負(fù)荷計(jì)算

應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組在進(jìn)行非火災(zāi)情況下負(fù)荷計(jì)算時(shí)，除考慮由發(fā)電機(jī)供電的一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷外，還應(yīng)考慮消防電梯，平時(shí)與火災(zāi)兼用的應(yīng)急照明、平時(shí)與火災(zāi)兼用的通風(fēng)機(jī)、新風(fēng)機(jī)組等消防負(fù)荷。此外還需要根據(jù)工程實(shí)際情況考慮一些并非特別重要負(fù)荷或消防負(fù)荷的比較重要的商用負(fù)荷。除特別重要工程外，多數(shù)是根據(jù)發(fā)電機(jī)容量確定對這部分負(fù)荷的供電范圍，以免供電范圍過大超過了發(fā)電機(jī)的負(fù)荷能力。

 

康明斯柴油發(fā)電機(jī)組裝配圖

 

 

三、負(fù)荷分級和投入原則

 

1、負(fù)荷分級

在供配電系統(tǒng)中，用電設(shè)備被稱為電力負(fù)荷，其大小以功率或電流表示。根據(jù)用電設(shè)備重要性及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)、人身安全上可能造成的損失或影響程度，電力負(fù)荷分為一級負(fù)荷、二級負(fù)荷和三級負(fù)荷。

（1）一級負(fù)荷

用電情況符合下列情況之一時(shí)，應(yīng)視為一級負(fù)荷：中斷供電將造成人身傷害；中斷供電將在經(jīng)濟(jì)上造成重大損失；中斷供電將影響重要用電單位的正常工作。

一級負(fù)荷供電系統(tǒng)應(yīng)由兩個(gè)電源供電，當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源不應(yīng)同時(shí)受到破壞。在一級負(fù)荷中，對于當(dāng)中斷供電將造成人員傷亡或重大設(shè)備損壞或發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷，以及特別重要場所中不允許中斷供電的負(fù)荷，除由兩個(gè)電源供電外，還應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源，并嚴(yán)禁將其他負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。

一級負(fù)荷適用場所：建筑高度大于50m的乙、丙類生產(chǎn)廠房和丙類物品庫房，一類高層民用建筑，一級大型石油化工廠，大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，大型物資倉庫等。

（2）二級負(fù)荷

中斷供電將在經(jīng)濟(jì)上造成較大損失，或?qū)⒂绊戄^重要用電單位的正常工作的負(fù)荷為二級負(fù)荷。

二級負(fù)荷供電系統(tǒng)應(yīng)盡可能采用兩回路供電。在負(fù)荷較小或地區(qū)供電條件較困難的情況下，允許由一回路6kV 及以上專用的架空線路供電。當(dāng)采用非架空線路供電時(shí)，由于電纜的故障恢復(fù)時(shí)間和故障排查時(shí)間長，應(yīng)采用兩根電纜線路供電，且每根電纜線路均應(yīng)能承受100%的二級負(fù)荷。

二級負(fù)荷適用場所：室外消防用水量大于35L/s的可燃材料堆場，可燃?xì)怏w儲罐（區(qū)）和甲、乙類液體儲罐（區(qū)），糧食倉庫及糧食筒倉，二類高層民用建筑，座位數(shù)超過1500個(gè)的電影院、劇場，座位數(shù)超過3000個(gè)的體育館，任一樓層建筑面積大于3000m2的商店和展覽建筑，省（市）級以上的廣播電視、電信和財(cái)貿(mào)金融建筑，室外消防用水量大于25L/s的其他公共建筑。

（3）三級負(fù)荷

除一級負(fù)荷、二級負(fù)荷之外的負(fù)荷為三級負(fù)荷。

三級負(fù)荷用電設(shè)備采用單回路電源供電，其配電設(shè)備上有明顯標(biāo)志。其配電線路和控制回路的布置應(yīng)滿足防火分區(qū)的要求。

2、負(fù)荷投入原則

（1）消防負(fù)荷投入或起動順序

如果是在應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組供電過程中發(fā)生火災(zāi)，由于消防電梯、應(yīng)急照明已經(jīng)處于使用狀態(tài)，需要投入或起動的消防負(fù)荷是防排煙風(fēng)機(jī)、消防泵（包括噴淋泵、消火栓泵）。如果是在火災(zāi)過程中發(fā)生停電事故，市電失去電源后一些次要負(fù)荷被切掉，電動機(jī)回路接觸器釋放。經(jīng)延時(shí)起動應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組，當(dāng)發(fā)電機(jī)全壓后，合上主開關(guān)，即向斷路器仍在合閘位置的某些非電動機(jī)回路供電，例如平時(shí)與火災(zāi)兼用的應(yīng)急照明，此時(shí)待投入或起動的消防負(fù)荷有∶火災(zāi)時(shí)接通的應(yīng)急照明，消防電梯、防排煙風(fēng)機(jī)、消防水泵等。在確定這些消防負(fù)荷投入或起動順序時(shí)，可以有兩種原則，最先起動大電動機(jī)原則或順應(yīng)消防需要的原則。

（2）最先起動大容量電動機(jī)原則

這種原則的出發(fā)點(diǎn)是盡量減少柴油發(fā)機(jī)組的容量。由于防排煙風(fēng)機(jī)、消防電梯的電動機(jī)單臺容量不會太大，所以最先起動大容量電動機(jī)就是最先起動消防泵。這種起動順序節(jié)省投資，適用于非火災(zāi)情況下電動機(jī)的起動及疏散路徑短、無機(jī)械防排煙的多層建筑火災(zāi)情況下電動機(jī)的起動。

 

 

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