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柴油发电机容量选型分析探讨--建筑设计优化咨询

发布时间:2021-07-20 08:46    来源:未知    浏览:

柴油发电机作为一种常见的能源转换设备,大量应用在新建、扩建、改造的各类建筑及人防工程中。但在什么情况下需要设置柴油发电机作为自备电源?柴油发电机的容量选型需要考虑哪些因素?项目中发电机容量选型过大,不仅会浪费投资也会占用更多的建筑空间,容量选择过小,则会影响供电的安全及可靠性。本文结合实际项目及对规范的理解,对实际项目中的应急柴油发电机容量选择与计算进行分析探讨,力求柴发的设计安全可靠、容量选择更经济合理。

 

一、自备电源的设置条件

Ø   一级负荷中有特别重要的负荷;

Ø   第二电源不能满足一级负荷要求;

Ø   设置自备电源比从电力系统取得第二电源更经济合理;

Ø   双重电源中的一路为冷备用,且不能满足消防电源允许中断供电时间的要求;

Ø   建筑高度超过50m的公共建筑的外部只有一回电源不能满足用电要求。

 

 

二、柴油发电机组容量计算

1.       方案及初设阶段:容量按配电变压器总容量的10%~20%进行估算(建议总建筑面积在5万m2以下时取上限值、总建筑面积

超过20万m2时取下限值,总建筑面积5~20万m2时取中间值)。

 

 

 

2.       施工图设计阶段

A.     按稳定负荷计算(比较消防负荷与保障负荷,取其中大的值)

① 消防负荷(按一处火灾点考虑,不考虑其它极端情况):

01.png

② 保障负荷

02.png

③ 计算公式:

03.png

B.       按最大的单台电动机或成组电动机启动需求计算:

04.png

C.     按启动电动机时母线容许电压降计算:

05.png

注:设计时用公式A计算出柴油发电机容量,用公式B及公式C校验,三项均需要满足。

 

、案例分析

深圳某公建项目,总建筑面积约2.8万平方米,包含两层地下室车库及一栋高层厂房。该项目原设计选用一台750KW应急柴油发电机做备用电源,我司将柴发容量优化调整为600KW,以下对消防及保障负荷进行分类整理,并按B、C公式进行校验。

1.按消防负荷计算

 

序号

用电设备

设备容量

(KW)

需要系数

COSØ

有功功率

(KW)

无功功率

(KVAR)

视在功率

(KVA)

1.   

消防水泵

258

1.0

0.8

258

193.5

322.5

2.   

消防控制室

30

0.8

0.8

24

18

30

3.   

安防控制室

30

0.8

0.8

24

18

30

4.   

变配电房

20

0.8

0.8

16

12

20

5.   

柴油发电机房

20

0.8

0.8

16

12

20

6.   

地下室应急照明

22

1.0

0.85

22

13.63

25.88

7.   

B2-1防火分区消防用电

36.7

1.0

0.8

36.7

27.53

45.88

8.   

B2-2防火分区消防用电

42.5

1.0

0.8

42.5

21.88

53.13

9.   

塔楼消防风机

90

1.0

0.8

90

67.5

112.5

10.

塔楼消防电梯

30

1.0

0.6

30

40

50

11.

塔楼应急照明

26

1.0

0.85

26

16.11

30.59

12.

合计

605.2

   

585.2

450.15

740.47

13.

同时系数

 

0.8

0.8

448.16

 

592.38


 

2.按保障负荷计算

 

序号

用电设备

设备容量

(KW)

需要系数

COSØ

有功功率

(KW)

无功功率

(KVAR)

视在功率

(KVA)

1.   

生活水泵

60

0.8

0.8

48

36

60

2.   

消防控制室

30

0.8

0.8

24

18

30

3.   

安防控制室

30

0.8

0.8

24

18

30

4.   

变配电房

20

0.8

0.8

16

12

20

5.   

柴油发电机房

20

0.8

0.8

16

12

20

6.   

弱电机房

40

0.8

0.8

32

24

40

7.   

地下室普通照明

35

0.8

0.85

28

17.35

32.94

8.   

塔楼公共走道照明

50

0.8

0.85

40

24.79

47.06

9.   

塔楼电梯

150

0.5

0.6

75

100

125

10.

航空障碍灯

10

1.0

0.85

10

6.2

11.76

11.

合计

445

   

313

268.34

416.76

12.

同时系数

 

0.8

0.8

250.4

 

333.41

选择消防负荷与保障负荷计算结果的较大值,故Sc1=592kVA。

 

 

3.按最大的单台电动机启动需求复核(132KW消火栓泵,星三角降压启动):

微信图片_20210719105508.png

 

4.按启动电动机时母线容许电压降复核:

微信图片_20210719104952.png

 

小结:以上三种计算方法中最大结果为 Sc1=592kVA,同时考虑发电机的效率,发电机的有功功率 P=Sc1 x cosψ/η=592*0.8/0.85=557kW。优化设计选用1台600KW的柴油发电机,可满足使用要求,检验通过。

该项目柴油发电机容量由750KW降低到600KW,设备成本可节省约25万元。

 

四、结语

在确定建筑柴油发电机组容量时,直接计算该项目所有消防负荷或是所有保障负荷显然是不合理的,需分析消防与非消防两种不同运行情况下各自的负荷容量,并取合适的需要系数,对大功率的电动力采用降压启动,才能合理经济的选择柴油发电机的容量。