新聞主題	柴油發(fā)電機組功率選擇和燃油箱容量計算公式

 

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

 

一、燃油箱容量計算方式

 

1、計算公式

 

康明斯柴油發(fā)電機組廠家根據(jù)《民用建筑電氣設計規(guī)范》的規(guī)定按柴油發(fā)電機運行3~8小時設置燃油箱，而民用建筑防火規(guī)范要求更嚴格，應在機房內(nèi)設置專用的儲油間，內(nèi)設日用油箱，其總儲存量不應超過8小時的需要量，而根據(jù)建筑設計防火規(guī)范規(guī)定中間儲油罐容積不超過1m³。一臺機組一個油箱，單臺機組的燃油容量可按下式計算：

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——供油時間h，備用機組取值3~8h；

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

舉例說明：

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

 

燃油儲存箱示意圖

柴油機供油系統(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)電機組所能承裝油量的能力，但是油箱實際容量大于標稱容量 ，油箱容積決定了運行時間。雖然儲油箱的是體積物體，但是我們實際使用中應以容積來計算。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，它們的計算方法是一樣的。但是體積和容積是兩個不同的概念，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）計算單位不同

計算物體的體積，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。計算容積一般用容積單位，如升和毫升，但有時候還與體積單位通用。由于容積單位最大的是“升”，所以計算較大物體的容積時，通用的體積單位還是要用“立方米”。升和毫升是計算物體的體積不能用的，它只限于計算液體，如藥水、汽油、墨水等。

 

二、用電負荷計算方法

 

1、按電動機啟動容量計算

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

2、按尖峰符合計算發(fā)電機容量

式中： S_G2——按尖峰負荷計算的發(fā)電機視在功率，KVA；

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

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

Sm—— 最大的單臺電動機或成組電動機的啟動容量 KVA；

Pm Sm 的有功功率，KW；

Qm Sm的無功功率，Kvar。

3、負荷計算的原則

根據(jù)應急柴油發(fā)電機組的供電范圍，在進行應急柴油發(fā)電機組的負荷計算時，首先應明確以下幾個原則。應按火災和非火災兩種情況分別計算根據(jù)應急柴油發(fā)電機組的供電范圍，在進行負荷計算時，應按火災和非火災兩種情況分別計算。

（1）應急柴油發(fā)電機組火災情況下的負荷計算

在進行火災情況下應急柴油發(fā)電機組負荷計算時，應根據(jù)《建筑設計防火規(guī)范》的規(guī)定，對建筑群和住宅小區(qū)按一個建筑發(fā)生火災計算，對一個建筑按一個防火分區(qū)發(fā)生火災計算。此時消防負荷包括∶應急柴油發(fā)電機組供電范圍內(nèi)全部消防電梯、全部應急照明，加上發(fā)生火災時，根據(jù)防火分區(qū)所使用的消防負荷，如消火栓泵、噴淋泵、防排煙風機等。大多數(shù)工程是與地下室、塔樓相對應的首層防火分區(qū)發(fā)生火災時消防負荷最大。此時投入使用的防排煙風機有地下室、首層、二層對應防火分區(qū)的防排煙風機。對于超高層建筑，當高區(qū)采用接力方式供水時，有可能在高區(qū)發(fā)生火災投入使用的消防負荷最大。對于復雜工程，發(fā)生火災時投入使用的消火栓泵、噴淋泵、防排煙風機的容量應由相關專業(yè)提出。

此外，還應考慮到最不利的情況，即停電事故在先，火災發(fā)生在后，即火災發(fā)生在應急柴油發(fā)電機組供電的過程中，所以在計算應急柴油發(fā)電機組容量時，還應考慮在其供電范圍內(nèi)位于其他防火分區(qū)的一級負荷中特別重要負荷。還應考慮在其他防火分區(qū)內(nèi)的由柴油發(fā)電機組供電的某些商用負荷，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）應急柴油發(fā)電機組非火災情況下的負荷計算

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

 

康明斯柴油發(fā)電機組裝配圖

 

 

三、負荷分級和投入原則

 

1、負荷分級

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

（1）一級負荷

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

一級負荷供電系統(tǒng)應由兩個電源供電，當一個電源發(fā)生故障時，另一個電源不應同時受到破壞。在一級負荷中，對于當中斷供電將造成人員傷亡或重大設備損壞或發(fā)生中毒、爆炸和火災等情況的負荷，以及特別重要場所中不允許中斷供電的負荷，除由兩個電源供電外，還應增設應急電源，并嚴禁將其他負荷接入應急供電系統(tǒng)。

一級負荷適用場所：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）二級負荷

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

二級負荷供電系統(tǒng)應盡可能采用兩回路供電。在負荷較小或地區(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。當采用非架空線路供電時，由于電纜的故障恢復時間和故障排查時間長，應采用兩根電纜線路供電，且每根電纜線路均應能承受100%的二級負荷。

二級負荷適用場所：室外消防用水量大于35L/s的可燃材料堆場，可燃氣體儲罐（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個的電影院、劇場，座位數(shù)超過3000個的體育館，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）三級負荷

除一級負荷、二級負荷之外的負荷為三級負荷。

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

2、負荷投入原則

（1）消防負荷投入或起動順序

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

（2）最先起動大容量電動機原則

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

 

 

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