韓建榮

摘要：在食品工廠項(xiàng)目建設(shè)中，就工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)而言，供配電系統(tǒng)項(xiàng)目建設(shè)及其主要配套工程是食品產(chǎn)品方案選擇、生產(chǎn)條件方式和食品工藝流程在設(shè)計(jì)中的必要條件和動力要求。假設(shè)日產(chǎn)純凈水240噸，需配置一條24000瓶/小時(shí)灌裝500毫升規(guī)格的PET線為例，從用電負(fù)荷提資要點(diǎn)，各電力需求研究進(jìn)行闡述為重點(diǎn)，體現(xiàn)供電系統(tǒng)工程在食品工廠項(xiàng)目工程中的配合的重要性。

關(guān)鍵詞：供配電系統(tǒng)配合設(shè)計(jì) 食品工廠項(xiàng)目建設(shè)

中圖分類號：F426.82 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-5336（2013）12-0040-03

1 引言

在食品工廠項(xiàng)目建設(shè)中，由于工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目涉及面較廣，既有土建項(xiàng)目及其配套設(shè)施設(shè)計(jì)，又有產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)。單從公用工程配合設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，供電系統(tǒng)與給排水系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)等一樣都是工程設(shè)計(jì)的一個(gè)不可或缺的版塊，它們之間相互滲透，協(xié)調(diào)配合。工藝向供配電、給排水、汽、冷、暖、風(fēng)等提出工藝要求和有關(guān)數(shù)據(jù)，而各工程工種如工藝、冷、風(fēng)、汽、暖等向供配電提供出用電資料，整個(gè)設(shè)計(jì)涉及專業(yè)工種很多，縱橫交叉，所以，各工種間的相互配合是搞好食品工廠項(xiàng)目設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。本文現(xiàn)以生產(chǎn)純凈水為例對食品工廠項(xiàng)目建設(shè)中供配電系統(tǒng)工程的配合設(shè)計(jì)方法進(jìn)行探討性的敘述，希望能為本企業(yè)的工廠設(shè)計(jì)及項(xiàng)目管理提供一些參考。為此我們需要對這些條件內(nèi)容在進(jìn)行工程的配合設(shè)計(jì)方法探討前進(jìn)行假設(shè)闡述：（1）假設(shè)日產(chǎn)純凈水240噸，即需配置一條24000瓶/小時(shí)灌裝500毫升規(guī)格的PET線和與此相配套的吹瓶、水處理等工藝設(shè)備。（2）做工藝設(shè)計(jì)，完成產(chǎn)品方案提列及提供可行的生產(chǎn)工藝流程圖方案參考。（3）根據(jù)工藝要求完成工藝及配套自動化設(shè)備選型，為供配電提資并做后期規(guī)劃。需要特別注意的是：在供配電設(shè)計(jì)和規(guī)劃中，要先理清思路，清晰地顯示出各流程的輸入、輸出關(guān)系及邏輯關(guān)系，便于供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作的開展。

2 純凈水生產(chǎn)線供配電工程系統(tǒng)提資內(nèi)容

產(chǎn)品方案、產(chǎn)能、生產(chǎn)工藝流程、設(shè)備規(guī)劃等設(shè)計(jì)完成后，我們就可以進(jìn)行給排水、電、汽、冷、氣工程系統(tǒng)的提資，并按程序進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，這里重點(diǎn)闡述供配電的提資工作。（1）根據(jù)純凈水產(chǎn)品方案提供滿足自動化用電設(shè)備詳細(xì)情況及負(fù)荷狀況。（2）根據(jù)純凈水產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程圖，可將所采用的生產(chǎn)過程和設(shè)備負(fù)荷組合起來。（3）根據(jù)工藝設(shè)計(jì)要求，可以確定主要設(shè)備和非定型設(shè)備，并估算出電負(fù)荷需求和具體要求。（4）從工藝角度出發(fā)，向非工藝設(shè)計(jì)提出有關(guān)的各種數(shù)據(jù)（如生產(chǎn)車間的照明、風(fēng)機(jī)等負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算）。

3 純凈水生產(chǎn)線供配電工程的配合設(shè)計(jì)方法探討

食品工廠供電設(shè)計(jì)范圍包括廠區(qū)供電外線、廠區(qū)變配電工程、車間內(nèi)電器設(shè)備配置、廠區(qū)和室內(nèi)照明等。食品工廠的用電性質(zhì)屬Ⅲ類負(fù)荷，一般采用單電源供電，并且配置適當(dāng)容量的發(fā)電機(jī)組作為應(yīng)急電源，防止意外發(fā)生。

3.1 照明負(fù)荷計(jì)算

在食品工廠設(shè)計(jì)中，一般采用估算法，其估算值應(yīng)接近同類工廠實(shí)際用電值，因?yàn)檎彰髫?fù)荷不超過全廠負(fù)荷的6%，即使有一定程度的誤差，也不會對全廠負(fù)荷的計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生根本性的影響。

照明設(shè)計(jì)必須要求準(zhǔn)確的利用系數(shù)，考慮燈具的配光曲線及光輸出比例，考慮室內(nèi)六面的反射率，否則會有很大的偏差，影響利用系數(shù)的大小。

復(fù)雜的區(qū)域照明設(shè)計(jì)，需利用專業(yè)的照明設(shè)計(jì)軟件，進(jìn)行電腦模擬計(jì)算。

另外，照明設(shè)計(jì)很大部分需要有一定的經(jīng)驗(yàn)。比如辦公室照明照度150～300Lx，選擇燈具功率15～25W/m2就說明這一點(diǎn)。

國家對食品工廠各工序最低照度（Lx）有相關(guān)要求，比如，一般倉庫20～50Lx；車間100～180Lx；光源穩(wěn)定不眩目，亮度分布均勻，燈具盡量選擇節(jié)能型等。

3.2 食品車間負(fù)荷計(jì)算

食品生產(chǎn)車間設(shè)備的需要系數(shù)：（表1）

食品工廠用電負(fù)荷計(jì)算一般采用需要系數(shù)法求得車間計(jì)算負(fù)荷及工廠計(jì)算負(fù)荷。

純凈水車間動力用電計(jì)算：

根據(jù)工藝流程圖和工藝設(shè)計(jì)要求，可以確定主要設(shè)備和非定型設(shè)備的裝機(jī)功率。

P計(jì)=K需P裝，KW

Q計(jì)=P計(jì)tgθ，Kvar

式中P計(jì)—最大計(jì)算有功負(fù)荷，KW

K需—用電設(shè)備的需要系數(shù)

P裝—各用電設(shè)備裝機(jī)容量之和，KW

Q計(jì)—最大計(jì)算無功負(fù)荷，Kvar

S—最大計(jì)算視在負(fù)荷，KVA

cosθ—功率因數(shù)，一般約為0.7～0.75

3.3 全廠用電計(jì)算

P=∑P計(jì)=∑K同（K需P裝），KW

K同—全廠最大負(fù)荷同時(shí)系數(shù)為0.7～0.8，也可視工廠設(shè)備是否同時(shí)使用確定。

即統(tǒng)計(jì)出各工序裝機(jī)功率容量后，先按需要系數(shù)求得計(jì)算負(fù)荷再按同時(shí)系數(shù)求得全廠計(jì)算負(fù)荷。

如：24000瓶/小時(shí)；500ml純凈水生產(chǎn)線用電設(shè)計(jì)的設(shè)備提資：

吹瓶機(jī)裝機(jī)功率1122KW；吹瓶空壓機(jī)1238KW；吹瓶機(jī)用冰水機(jī)236KW；純凈水RO水處理及灌裝包裝整線260KW；通風(fēng)空調(diào)60KW；照明60KW；鍋爐150KW；辦公樓倉庫等用電130KW；制冷機(jī)組135KW；泵等90KW。

按上列公式，求得：

P=∑P計(jì)=∑K同（K需P裝）=0.8×（1122×0.5+1238×0.9+236×0.7+260×0.7+60×0.65+60×0.9+150×0.8+130×0.9+135×0.7+90×0.7）=0.8×2510=2008KW

由于食品工廠電力拖動大量采用異步感應(yīng)電動機(jī)，功率因數(shù)小于0.82，遠(yuǎn)低于供電部門規(guī)定，國家二級企業(yè)功率因數(shù)在低壓側(cè)大于0.92的要求。為了提高功率因數(shù)，減少電能損失，增加設(shè)備出力，首先要求食品工廠提高電動機(jī)的負(fù)載率，其次使感應(yīng)電機(jī)同步化。但僅靠這些方法遠(yuǎn)達(dá)不到要求，必須采用低壓靜電電容進(jìn)行無功功率補(bǔ)償，并在配電間集中補(bǔ)償?shù)姆绞竭M(jìn)行。

Q=P（tgθ2-tgθ1）Kvar

式中Q—功率因數(shù)補(bǔ)償所需容量，Kvar

P—全廠總有功功率（已考慮同時(shí)系數(shù)），KW

tgθ2—補(bǔ)償前θ正切值，取cosθ=0.7～0.75（平均0.72）

tgθ1—補(bǔ)償后θ正切值，取cosθ=0.92

按P=2008KW，可算出所需補(bǔ)償容量為1084Kvar。

3.4 變壓器容量選擇

飲料工廠變壓器的容量應(yīng)滿足全廠最高負(fù)荷的要求，在設(shè)計(jì)中可按下式計(jì)算：

PT=P÷cosθ÷η；

PT—變壓器計(jì)算容量，KVA

P—全廠總有功功率（已考慮同時(shí)系數(shù)），KW

cosθ—功率因數(shù)，取0.92

η—變壓器效率，取0.90

從前面的假設(shè)條件和計(jì)算結(jié)果，可知本文假設(shè)的食品工廠配電系統(tǒng)變壓器容量為：

PT=2008÷0.92÷0.9=2425（KVA）

這里需要著重說明的是，工廠設(shè)計(jì)總的變壓器容量2425KVA雖然已經(jīng)計(jì)算出來，但變壓器的選擇方面就需要費(fèi)點(diǎn)功夫。

純凈水工廠生產(chǎn)淡旺季隨季節(jié)和銷售市場的變化是比較明顯的，旺季時(shí)滿負(fù)荷運(yùn)行，淡季時(shí)又幾乎處于停產(chǎn)狀態(tài)。另外，每臺使用中的變壓器每月都需要按每KVA向電力部門交納規(guī)定的基礎(chǔ)電費(fèi)。淡季時(shí)，工廠可根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃情況，規(guī)劃電力需求，并在合適的安排下，報(bào)停暫時(shí)無需使用的變壓器一段時(shí)間，節(jié)約電能和工廠運(yùn)行費(fèi)用?？紤]到這些原因，工廠電力系統(tǒng)配置選擇單臺變壓器運(yùn)行顯然是不合適的。但選擇幾臺變壓器，需要綜合地、細(xì)致地考慮。選多了，電力設(shè)備一次性投入過大，不利于負(fù)荷分配，變壓器能源消耗大，增加運(yùn)行成本。

根據(jù)車間自動化設(shè)備選型，已經(jīng)知道吹瓶系統(tǒng)有兩套，純凈水整線一套，動力系統(tǒng)一套，照明系統(tǒng)一套?？偟淖儔浩魅萘?425KVA，可分做幾套方案組合：

方案一：一臺500KVA、一臺2000KVA變壓器組合；

方案二：一臺500KVA、兩臺1000KVA變壓器組合；

方案三：兩臺1250KVA變壓器組合；

方案四：三臺800KVA變壓器組合；

最終的選擇結(jié)果，現(xiàn)暫時(shí)不作回答，留給大家思考。

對于發(fā)電機(jī)組的選擇，原則上是考慮應(yīng)急使用，這里暫不做探討。

4 結(jié)語

以純凈水生產(chǎn)為例，對食品工廠項(xiàng)目建設(shè)中給供配電系統(tǒng)工程的配合設(shè)計(jì)方法進(jìn)行探討性的敘述，這些內(nèi)容僅僅是食品工廠項(xiàng)目建設(shè)中很小的也是非常重要的一個(gè)組成部分，從探討性的敘述這一小塊內(nèi)容我們可以發(fā)現(xiàn)，各工種間的相互配合是搞好食品工廠項(xiàng)目設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)

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