ＩＩ工艺与设备 有色冶金企业柴油发电机容量计算 王世平１，彭方滨２ （１．昆明电器科学研究所：２．云南铜业股份有限公司） 摘要：通过对富氧顶吹炉一级负荷的分析，针对应急发电机的特性及所处高原环境，介绍了柴油发电机容量计算、校验和高原校正计 算的方法。 关键词：一级负荷：容量计算；容量校验；容量校正 １概述 作为应急电源的柴油发电机在有色冶金企业取得很好的 应用效果。计算其容量是为了使一级负荷、柴油发电机、柴油发 动机功率相匹配，在高海拔地区还需对计算结果进行校正。现 以某有色冶金企业富氧顶吹炉应急柴油发电机容量计算为例 说明。 ２容量计算 某有色冶金企业一级负荷主要包括：富氧顶吹炉系统的一 级负荷（详见表１）；电炉电极升降机构和冷却水系统；转炉和回 转式阳极炉的紧急倾转、水冷系统；铜线杆连铸连轧生产线的 感应电炉；煤粉制备车间的消防增压水泵；汽化装置冷却水泵； 锅炉和余热装置的给水泵；压缩机的润滑油泵；环保方面的排 水泵和排烟风机；消防设备；应急照明；安全保卫视频监控系统 等。 表ｌ富氧顶吹炉一级负荷运行表 设备名称 稳定运行 起动状态 运行时间 ｋＷ ｋＶａ ｋＶＡ ｋＷ ｋＶＡ ｌｏ８ ６Ｏ ｓ １２ｏｓ ５ｍｉ ｌ８ｍｊｎ ２０ｒ 应急冷却给水泵 ５５ ３４．４ ６４．７ ３９ ９６ １ Ｉ喷枪卷扬机 ｌ１ ６．９ １３ ２３．１ ５７．７ 余热锅炉循环泵 ｌ１Ｏ ６７．４ １２９ ７６ ｌ９Ｏ 应急照明 ２５ ｌ０．２ ２７ ２５ ２７ 仪表ｕＰｓ电源 １ｌ １６．７ ２０ ／ ／ １２＃皮带运输机 ４ ２．４７ ４．７ ９．１ ２ｌ 仪表气源压缩机 ２２ １３．８５ ２６ ４６．２ １５．５ Ｉ 燃油泵 ５．５ ２．４０ ６ １１．５６ ２８．９ Ｉ 水冷闸板水泵 ３７ ２１．９４ ４３ ７８ １９４ 』 保温烧嘴卷扬机 ２ ５ １ ４７ ２．９ ５．２ １３ 测量棒卷扬机 ２．５ ｌ－４７ ２．９ ５－２ １３ 失电期间运行时间不确定 锅炉烟道卷扬机 ３ １．８０ ３．５ ６．４ １６ ｌｆ Ｉ 泥炮开口机 １８．５ ｌ１．９ ２２ ３８ ９７ 失电期间运行 伺不确定 除盐水泵 ２２ １３．８４ ２６ ４６ ｌ１５ ｊ Ｉ 锅炉应急给水泵 ５５ ３４．６ ６５ ３８ ９６ ＩＩ Ｉ ｝ Ｉ ｊＩ Ｉ ＪＩ 后燃烧风机 ９０ ５４ ０８ １Ｏ５ ６２．８ １５７ ｆ艾萨１５ｔ吊车 ４８ ３６ ６０ １４４ ３５３ ＆南甘Ｈｒ］日 ≠ 孛 电炉泥炮机 １Ｂ．５ １１ ９ ２２ ３８ ９７ ２．１按稳定负荷需求计算 根据表１采用需要系数法计算，计算公式为： ｓ．：旦Ｘｃｏｓ￣ （１） 式中：Ｓ。——发电机的容量，ｋＶＡ Ｋ——需用系数取０．６： 一富氧顶吹炉一级负荷的设备功率之和； 广一应急时负荷效率（本计算取０．８５）； １３８广东科技２０１２ ３第５期 ｃｏｓ小——发电机额定功率因数取０．８。 经计算结果是：发电机有功功率３８２ｋＷ，发电机视在功率 ４７７ｋＹＡ。 ２．２按满足单台最大的电动机起动的需要计算 根据文献［１】按电动机起动的需要计算公式为： ｓ：≥ （ ＋ＰｍⅢＩ×ｐｘｑｘｃｏｓ巾 ）击 式中：Ｓ，一发电机的容量，ｋＶＡ； Ｋ ——因冲击负荷使得功率降低的系数，本文取 ０．９０； 一发电机过载系数（本计算取１．５）； Ｐ 一艾萨一级负荷计算功率，Ｐｉｓ＝ＫｘｘＰ 得３２４ｋＷ： ＰⅢ——最大容量电机的额定功率，１ １０ｋＷ； １１广意义同公式（１）； Ｂ——电机全压启动电流倍数； ｑ——电机启动方式系数； ｃｏｓ ＿一电动机启动功率因数，本文取０．４； ｃ０ｓ小——意义同公式（１）。 经计算结果是：发电机容量需不小于３４２ｋＶＡ，发电机有功 功率需不小于２７３ｋＷ。 ２．３按最大功率电机起动时母线允许电压降计算发 电机容量 根据文献ｆ２１并进行简化有： ｓ， ｘａ （３） 式中：ｓ ——发电机的视在功率，ｋＶＡ； Ｐ ——最大电机功率是ｌ１０ｋＷ； Ｂ ——ｌ１０ｋＷ电动机启动的电流倍数。采用星三角形 启动后电流倍数为１．４７； ——电机的效率，可按０．９计算； ｃｏｓ小——电动机额定功率因数，从产品铭牌查得０．８５； ｘ．广＿＿一发电机的电抗，查产品样本得０．２５； △ｕ——１ｔ０ｋＷ电动机启动时允许压降为０．２。 经计算结果是：发电机视在功率２１ｌｋＶＡ，发电机有功功率 １６９ｋＷ。 ３容量校验 我们可向柴油发电机厂家索要有关电动机起动容量和发 电机瞬时电压降的图表。如果设计前还没有确定厂家和型号， 也可查阅知名品牌的技术资料进行参考，或者借鉴设计院的参 数经验值。经过国家机械委第一设计研完院的实践，用图１＿引来 进行本项计算的校验是比较稳妥的。 查表１可知最大的单台电动机起动容量是１９０ｋＶＡ，按允 经高原校正计算得知：富氧顶吹炉柴油发动机输出的额定 功率应不小于５８４ｋＷ。 ５结束语 经容量计算、校验、校正后，最终选用康明斯５６５ＤＦＧＢ柴 油发电机作为富氧顶吹炉应急电源。其发动机功率６１２ｋＷ，发 电机备用功率５６５ｋＷ，常用功率５１２ｋＷ，图２是厂家提供的 ５６５ＤＦＧＢ发电机瞬时电压降和电动机的起动容量图，从图中看 出发电机空载起动最大功率的电动机时（额定功率１ｌＯｋＷ，起 动容量１９０ｋＶＡ）瞬时电压降仅为７％，可见高原环境校正系数 对容量计算的影响是主要的。 图１电动机的起动容量和柴油发电机瞬时电压降图 许电压降２０％查图ｌ，得到发电机有功功率１５０ｋＷ。公式（３）的 计算数据大于查图的数据，计算结果是可靠的。 按上述三种方法计算，暂不考虑高原环境因素的影响，富 氧项吹炉柴油发电机输出的额定功率应不小于３８２ｋＷ。 ４高原校正计算 某有色冶金企业富氧顶吹炉位于云贵高原，海拔高度 １９２０ｍ；空气密度９６５￣ｍ３；大气压力８０ｋＰａ；空气含氧量２４５ｇ／ ｍ３；相对湿度７１％；年平均温度１４．６℃；水沸点９６．５℃。根据相 关规范需对柴油机的额定功率进行高原校正。 Ｐ＝１１Ｆ１（ＫｚＫｊＮｏ－ＮＯ／４１ （４） 式中： 交流发电机输出的额定功率，本例计算结果是 ３８２ｋＷ； 图２ ５６５ＤＦＧＢ发电机瞬时电压降和电动机的起动容量图 参考文献： ［１］中国建筑东北设计研究院．民用建筑电气设计规范条文说明『Ｍ１．北 京：中国计划出版社，１９９３：３６ ３７． ｆ２】《钢铁企业电力设计手册》编委会．钢铁企业电力设计手册，上册『Ｍ１． 北京：冶金工业出版社，１９９６：３３２． 【３１２Ｉ－宗琛．高层建筑应急柴油发电机容量的计算ｆＪ１．建筑电气，１９８８，０４： １４． Ｋ厂柴油机功率校正系数，连续工作时间１２ｈ内取 １．０，长期运行取０．９； Ｋ＿一环境校正系数，本例计算取０．７３； Ｎ 一发动机输出的额定功率，ｋＷ Ｎ．＿一冷却风机消耗的功率，本例计算取２５ｋＷ； 发电机的效率，温升１２５￣Ｃ时（４０￣Ｃ环境温度）为 ０ ９５。 『４１赖广显．新型柴油发电机组［Ｍ］．北京：人民邮电出版社，１９９９：８． （上接第１３７页） 实践工作中不断的完善和创新方法，为煤矿开采技术的创新多 提宝贵意见，为煤矿事业发展做出贡献，在浅谈煤矿开采技术 的发展和存在的问题过程中，可能还存在很多不足的地方，希 笔者认为主要还是与抽放瓦斯的设备、抽放技术和工艺有很大 的关系，尤其是在进行瓦斯抽放过程中，对瓦斯运动的规律和 情况不能够及时的进行科学有效的分析和认识，这样就成为了 瓦斯不能够及时的抽放的重要因素之一，因此，想要更好的降 低瓦斯带来的安全隐患，在实际工作中，我们一定要选择科学 合理的瓦斯抽放技术，及时的了解瓦斯移动和运行的情况，然 后采用相应的方法，如果瓦斯运动相对密集可以使用，大孔径、 望可以得到广大煤矿开采工作者的广泛意见，笔者会通过相关 的建议，虚心接受和思考，来不断完善自身不足之处，争取为煤 矿开采技术的发展做出更多贡献。 参考文献： 【１］刘永立，张俊杰，马同生，黄晋升．环保型煤炭开采与利用技术【Ｊ１＿煤炭 技术．２００２．（０６）． 长距离抽放技术的应用，只有在煤矿开采过程中，将相对高纯 度的瓦斯及时的抽放出来，这样才会从一定程度上，大大降低 了其带来的安全隐患和对环境的污染，由于篇幅的关系，笔者 就不对其进行阐述。 『２１陈树大，张介庆，李华明，王春雨．化学工程与工艺专业学生实践创新 活动设计Ｉ Ｊ１．嘉兴学院学报．２００２．（ｓ１）． ［３］许友志，毛善君，李杰，李为民，黄振修．ＧＩＳ在回采工作面动态管理中 的应用研究ｆＪ１．中国矿业大学学报．２００７．（０２）． ３结束语 综上所述，从上述过程中，笔者认为当今煤矿开采技术的 发展主要方向应该是围绕高科技技术应用和保护环境两个方 面，一定要坚持可持续发展的路线，来进行的煤矿开采技术的 应用，在这一过程中，主要还是需要我们相关的煤矿工作者在 ［４］杨志勇，李文红，李冰雪，方春雨．浅谈大采高整层综采面的开采方法 【Ｊ］．Ｃｈｉｎａ ｓ Ｆｏｒｅｉｇｎ Ｔｒａｄｅ．２０１０．（１４）． ［５】李根威，万志军，张源，王冲，王喜彪．大采高整层综采面开采技术研 究『Ｊ１．煤炭科技．２０１０．（０１）． 广东科技２０１２ ３第５期１３９