浅析物流建筑中柴油发电机容量的选择

发布时间：2018-12-10 22:02:08

     随着物流产业的发展，物流项目中的供电系统及用电负荷的特点十分明显，具有一定的普遍性。在保证项目内各类负荷的用电可靠性的同时，如何经济的设置供配电设施是一个非常值得关注的研究课题。从负荷等级来说，中大型物流园区的用电负荷通常都包含一级或二级负荷。物流园区内的一级负荷主要出现在大型物流园区内含有高层建筑的情况，此类负荷具有一定的特殊性，不具有普遍性。物流园区内的用电负荷主要还是二级和三级负荷。对于物流项目中的二级负荷，要求外部电源按照二级负荷考虑。但有时因为物流园区的建设地区市政供配电系统的限制或供配电经济性的考虑，极少采用两路相对独立的外部电源，而是采用一路外部电源配置柴油发电机的供配电系统。成都发电机出租-中建锦程主要从规范要求、消防设备或重要负荷启动方案、负荷计算系统的研究柴油发电机容量的选择问题。

  1 规范要求

  对于济南发电机出租中柴油发电机容量的选择原则，《民用建筑电气设计规范》(JGJ16-2008)第6.1.2条中有比较详细的规定：

  (1)机组容量与台数应根据应急负荷大小和投入顺序以及单台电动机最大启动容量等因素综合确定。当应急负荷较大时，可采用多机并列运行，机组台数宜为2～4台。当受并列条件限制，可实施分区供电。

  (2)在方案及初步设计阶段，柴油发电机容量可按配电变压器总容量的10～20%进行估算。在施工图阶段，可根据一级负荷、消防负荷以及某些重要的二级负荷，按下列方法计算的最大容量确定：

  ①按稳定负荷计算发电机容量。

  ②按最大的单体电动机或成组电动机启动的需要，计算发电机容量。

  ③按启动电动机时，发电机母线允许电压降计算发电机容量。

  (3)当有电梯负荷时，在全压启动最大容量笼型电动机情况下，发电机母线电压不应低于额定电压的80%;当无电梯负荷时，其母线电压不应低于额定电压的75%。当条件允许时，电动机可采用降压启动方式。

  2 负荷启动方案对济南发电机出租中柴油发电机容量的影响

  对于物流园区项目而言，其消防负荷及重要负荷内可能会含有大量的异步电机，若选择柴油发电机容量时考虑所有设备均同时启动，必然会产生极大的启动负荷，按照此方法选取柴油发电机显然是不合适的，会造成巨大的浪费。

  2.1 消防负荷启动方案

  对于消防负荷而言，针对消防负荷功能总的来说可以分为两大类。①消防疏散用的负荷;②消防灭火设施，诸如消防泵、排烟风机等。对于消防负荷的启动顺序一般来说人员的疏散负荷应该是首先启动的，然后才是消防灭火设施的启动。

  2.2 重要负荷的启动方案

  在物流项目中，重要负荷一般指生产及管理系统，从优先级来说，重要负荷的启动次序应该排在消防负荷之后。

  2.3 负荷启动方案

  综上所述，对于柴油发电机供电负荷而言应分三级来启动负荷较为合理。第一级为应急照明、通信机房、消控中心等负荷，以保证人员的疏散;第二级为消防动力设备，诸如喷淋泵、消火栓泵、排烟风机等;第三级为项目内的重要负荷，诸如生产及管理系统负荷等。即第一级的负荷达到稳态时启动第二级负荷，第二级负荷达到稳态时再启动第三级的负荷。

  3 济南发电机出租中柴油发电机容量计算

  本次研究以江苏太仓综保区内某物流项目为例，探讨下物流项目中柴油发电机容量的选择原则。

  3.1 项目概况

  该物流项目一期工程位于用地东北侧，用地面积约208.12亩，为本次设计范围，主要设计内容包括大件仓库、堆场和相关市政配套工程。同时变电所及供配电系统的设计需考虑项目二期的用电负荷，二期用电负荷按7万m2仓库考虑。本项目的近期及远期的负荷计算详见表1～2。

  表1 近期项目负荷计算

 

  表2 远期项目负荷计算

 

  根据负荷计算，远期项目需配备2台1250kVA变压器，业主方建议按一步到位原则配置柴油发电机，故方案及初步设计阶段按变压器容量的15%配置柴油发电机，柴油发电机容量400kW。

  施工图阶段，将柴油发电机承载的负荷做进一步的梳理，消防负荷及重要负荷的统计如表3。

  表3 消防及重要负荷统计表

 

  3.2 容量计算

  (1)在进行容量计算之前，首先确定一下柴油发电机的相关参数：

  柴油发电机的发电效率η=0.92;

  柴油发电机的功率因数cosφ=0.8;

  柴油发电机的瞬时过载能力Po=110%;

  初次荷载加载最大负载率Ps=60%;

  稳态运行时发电机预留容量20%。

  (2)第一级负荷启动时，增加设备容量100kW，启动负荷116kVA，启动时瞬时负荷Lt=100kW，有效峰值Lp=100kW，系统稳态负荷Lss=100kW。

  (3)第二级负荷启动时，增加设备容量350kW，启动负荷670kVA，启动时瞬时负荷Lt=636kW，有效峰值Lp=350kW，系统稳态负荷Lss=450kW。

  (4)第三级负荷启动时，增加设备容量63kW，启动负荷78.8kVA，启动时瞬时负荷Lt=513kW，有效峰值Lp=63kW，系统稳态负荷Lss=513kW。

  (5)柴油发电机容量的选用

  柴油发电机容量需满足加载最大负荷运行：

 

  柴油发电机容量需满足启动瞬时最大负荷：

 

  柴油发电机容量需满足总负荷稳态运行：

 

  根据上述的计算结果柴油发电机容量应不小于634kW。参考柴油发电机厂家产品样本，应选用720kW(900kVA)柴油发电机。同时校验稳态运行预留容量720kW>513kW×1.2=615.6kW，满足要求。

  (6)校验结论

  为了验证上诉的结论的正确性，可根据《民用建筑电气设计规范》(JGJ16-2008)中的条文说明计算柴油发电机容量。

  ①按稳定负荷计算发电机容量

 

  式中：k-可靠系数，一般取1.1;Kx-需要系数，一般取0.85～0.95;PΣ-总负荷kW;η-发电机并联运行不均匀系数，取1。

  ②按最大单台电动机启动需要计算发电机容量

 

  式中：Pm-启动容量最大的电动机的容量;η∑-总负荷计算效率，取0.85;cosψm-电动机启动功率因数，一般取0.4;K-电动机启动倍数;C-全压启动取1，星-三角启动取0.67。

  ③按启动电动机时母线允许压降计算发电机容量

 

  式中：Pn-造成母线压降最大的电动机容量;Xd″-发电机的暂态电抗，取0.25;E-母线允许的瞬间压降，取0.25。

  根据上述计算结果，柴油发电机容量不应小于544kW，同时稳态时预留20%的容量，柴油发电机容量不应小于544kW×1.2= 652.8kW。查询厂家样本，选用柴油发电机720kW(900kVA)，此计算结果和上述结果一致。

  4 结论

  成都发电机出租中柴油发电机容量的计算对于工程设计中设备费用和设备运行的可靠性有很重要的影响，本次研究主要通过每一级负荷启动的分析，从而能够更准确的计算出柴油发电机容量的实际需求，避免不必要的浪费。