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消防用柴油发电机组的容量计算方法
发布时间:2019-04-18 12:44:54  ▏阅读:

 

应急柴油发电机组是民用建筑中消防设施配套的重要备用电源,对保证人身和财产的安全起着至关重要的作用。按照IEC和国家标准的有关规定,应急柴油发电机组主要是为一级负荷中特别重要负荷及消防负荷供电。除此之外,为充分发挥柴油发电机组的作用,还可以向一些比较重要的商用负荷供电,这部分商用负荷多数为一些收费较高的营业场所。多数情况下首先根据火灾情况确定应急柴油发电机组容量,然后再根据发电机的容量确定对商用负荷的供电范围。

 

消防用柴油发电机组安装图.png

 

 

一、应急柴油发电机组负荷计算中的原则

 

根据应急柴油发电机组的供电范围,在进行应急柴油发电机组的负荷计算时,首先应明确以下几个原则:

1、应按火灾和非火灾两种情况分别计算

根据应急柴油发电机组的供电范围,在进行负荷计算时,应按火灾和非火灾两种情况分别计算。

(1)应急柴油发电机组火灾情况下的负荷计算

在进行火灾情况下应急柴油发电机组负荷计算时,应根据《建筑设计防火规范》的规定,对建筑群和住宅小区按一个建筑发生火灾计算,对一个建筑按一个防火分区发生火灾计算。此时消防负荷包括:应急柴油发电机组供电范围内全部消防电梯、全部应急照明,加上发生火灾时,根据防火分区所使用的消防负荷,如消火栓泵、喷淋泵、防排烟风机等。大多数工程是与地下室、塔楼相对应的首层防火分区发生火灾时消防负荷最大。此时投入使用的防排烟风机有地下室、首层、二层对应防火分区的防排烟风机。对于超高层建筑,当高区采用接力方式供水时,有可能在高区发生火灾投入使用的消防负荷最大。对于复杂工程,发生火灾时投入使用的消火栓泵、喷淋泵、防排烟风机的容量应由相关专业提出。

此外,还应考虑到最不利的情况,即停电事故在先,火灾发生在后,即火灾发生在应急柴油发电机组供电的过程中,所以在计算应急柴油发电机组容量时,还应考虑在其供电范围内位于其他防火分区的一级负荷中特别重要负荷。还应考虑在其他防火分区内的由柴油发电机组供电的某些商用负荷,在接到切除的指令后,可能需要作些后续工作才能切除。

(2)应急柴油发电机组非火灾情况下的负荷计算

应急柴油发电机组在进行非火灾情况下负荷计算时,除考虑由发电机供电的一级负荷中特别重要负荷外,还应考虑消防电梯,平时与火灾兼用的应急照明、平时与火灾兼用的通风机、新风机组等消防负荷。此外还需要根据工程实际情况考虑一些并非特别重要负荷或消防负荷的比较重要的商用负荷。除特别重要工程外,多数是根据发电机容量确定对这部分负荷的供电范围,以免供电范围过大超过了发电机的负荷能力。

2、应急柴油发电机组负荷计算的需要系数和同时系数

(1)需要系数

消防负荷中的电动机类负荷,除消防电梯外,同一用电设备组的设备在火灾时投入运行的台数,一般情况下不会超过3台,可认为需要系数为1。对于超高层建筑在高区消火栓系统、喷洒系统采用接力方式供水时,水泵用电设备组投入运行的台数可能超过3台,消防电梯同时使用的台数也可能超过3台,此时的需要系数也要比同类用电设备在正常负荷计算时所取的需要系数的酌情加以放大。

(2)同时系数

由于发生火灾时,用电设备组较少,主要是水泵、电梯、风机、照明,而且基本上是在最大负荷下工作,可以认为同时系数为1。

3、消防负荷投入或起动顺序

如果是在应急柴油发电机组供电过程中发生火灾,由于消防电梯、应急照明已经处于使用状态,需要投入或起动的消防负荷是防排烟风机、消防泵(包括喷淋泵、消火栓泵)。如果是在火灾过程中发生停电事故,市电失去电源后一些次要负荷被切掉,电动机回路接触器释放。经延时起动应急柴油发电机组,当发电机全压后,合上主开关,即向断路器仍在合闸位置的某些非电动机回路供电,例如平时与火灾兼用的应急照明,此时待投入或起动的消防负荷有:火灾时接通的应急照明,消防电梯、防排烟风机、消防水泵等。在确定这些消防负荷投入或起动顺序时,可以有两种原则,最先起动大电动机原则或顺应消防需要的原则。

 

二、计算案例说明

 

例如:有一康明斯柴油发电机组备用电源工程,消防计算总负荷为200KVA,其中最大一台设备为消防水泵,其电动机为55KW,380V,98A,直接启动电流倍数为7倍。试问,如果该水泵采用(1)全压启动,(2)星-三角降压启动,那么柴油发电机的容量分别选择多大?

<解答>:

(1) 水泵全压启动时

计算公式:Sf=Sy+Sq=(200-1.732*0.38*98)+1.732*(1*0.38)*(7*98)=587KVA

式中,Sf 为电动机启动时所需的发电机容量,Sy 为电动机启动时发电机已接负荷,Sq 为单机启动负荷,又因为587KVA 大于1.1*200=220KVA,因此,也可以满足稳定负荷计算。因此,可以就近选择额定容量为600KVA 的康明斯柴油发电机(即大于587KVA)。

(2) 水泵星-三角启动时

计算公式:Sf=Sy+Sq=(200-1.732*0.38*98)+1.732*(0.33*0.38)*(7*98)=284KVA

又因为284KVA 大于1.1*200=220KVA,因此,也可以满足稳定负荷计算。所以,可以就近选择额定容量为300KVA 的发电机(即大于284KVA)。

备注:

(1)由上还可以看出,若大功率消防设备采用降压启动,能够显著减小发电机容量。

(2)上述计算与民规条文说明P36、P37计算公式(该条文公式有明显错漏)有重大差异,请朋友们注意鉴别。详情可以另外探讨。

 


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