林承華

(福建聯(lián)盛建筑設(shè)計(jì)院有限公司 福建福州 350003)

1 引言

酒店的功能是為了給賓客提供安全、舒適的娛樂、餐飲和住宿的環(huán)境，如果酒店平時(shí)經(jīng)常發(fā)生斷電現(xiàn)象，那對(duì)酒店的經(jīng)營(yíng)將是災(zāi)難性的，所以保持酒店供電的穩(wěn)定性和可靠性，是非常重要的。因此酒店的應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)在考慮滿足在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，當(dāng)切斷市電后作為應(yīng)急電源來使用的同時(shí)，更為重要的是要考慮滿足非火災(zāi)時(shí)重要負(fù)荷的正常運(yùn)行。

應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)的容量，在施工圖階段可依據(jù)工程的消防負(fù)荷、一級(jí)負(fù)荷和某些重要的二級(jí)負(fù)荷容量的大小來確定，具體的計(jì)算方法可從以下三個(gè)方面考慮[1]:(1)保證穩(wěn)定負(fù)荷的正常運(yùn)行;(2)保證最大的單臺(tái)電動(dòng)機(jī)或成組電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的需要，即發(fā)電機(jī)必須滿足尖峰負(fù)荷的正常運(yùn)行;(3)保證起動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)母線上電壓降不影響到接在同一母線上的其他負(fù)載的正常運(yùn)行。

2 酒店概況

本酒店為五星級(jí)酒店，地上總建筑面積69349.5m2，地下室建筑面積9552m2。酒店分為主樓(23層)和附屬樓(26層)，酒店主樓為客房及酒店相關(guān)的配套用房，包括中餐廳、西餐廳、宴會(huì)廳、報(bào)告廳及大型的康樂用房;酒店附屬樓為酒店配套辦公管理用房。地下室主要為停車庫(kù)和設(shè)備用房。酒店的地下室防火分區(qū)及具體布局如(圖1)。

3 酒店的供電方案

酒店負(fù)荷等級(jí)概況如下[2]:

一級(jí)負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷:計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)用電。

一級(jí)負(fù)荷:①消防負(fù)荷(消火栓泵、噴淋泵、消防排水泵、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制、防排煙設(shè)備、火災(zāi)應(yīng)急照明、疏散指示標(biāo)志);②宴會(huì)廳、餐廳、廚房、康樂設(shè)施、門廳及高級(jí)客房、主要通道等場(chǎng)所的照明用電;③排污泵、生活水泵、主要客梯用電以及計(jì)算機(jī)、

圖1 地下室防火分區(qū)和酒店主樓、附屬樓示意圖

電話、電聲、錄像設(shè)備和新聞攝影用電等。

二級(jí)負(fù)荷:空調(diào)用電。

其余為三級(jí)負(fù)荷。

酒店的具體供電方案如(圖2)。

4 負(fù)荷計(jì)算[3，4]

4.1 保障性負(fù)荷計(jì)算

圖2 酒店負(fù)荷的具體供電方案

從(圖2)中可以看出，應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)供電范圍主要包括消防負(fù)荷、一級(jí)負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷和一級(jí)非消防負(fù)荷。由于一級(jí)負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷和某些一級(jí)非消防負(fù)荷在市政停電的時(shí)候必須投入使用，要不然酒店就不能正常運(yùn)行，當(dāng)然在市政停電的時(shí)候一些消防負(fù)荷也必須保證正常運(yùn)行，如消控室電源等。我們把這些在非火災(zāi)狀態(tài)下必須保持供電連續(xù)性和可靠性的負(fù)荷稱為保障性負(fù)荷。

表1 非火災(zāi)狀態(tài)下保障性負(fù)荷計(jì)算

在(表1)中，需要說明的是電梯的設(shè)備額定功率與電梯的控制方式有關(guān)[5，6]，電梯的控制方式有直流M－G、直流SCR、交流串級(jí)調(diào)速、交流VVVF四種，其中直流M－G方式，功率的換算系數(shù)取1.59，其他方式取1.224。本工程電梯采用交流VVVF進(jìn)行調(diào)速，則電梯的額定功率為PN=154×1.224=188kW。(表2)中消防電梯的額定功率也是按此種方法計(jì)算得出。

4.2 消防負(fù)荷計(jì)算

在進(jìn)行消防負(fù)荷計(jì)算時(shí)，把所有的消防負(fù)荷都同時(shí)考慮顯然是不科學(xué)的，應(yīng)該著重考慮一個(gè)防火分區(qū)發(fā)生火災(zāi)，那該防火分區(qū)及相鄰的防火分區(qū)的消防負(fù)荷同時(shí)考慮是比較科學(xué)的。在該酒店中，以最不利的防火分區(qū)(地下室防火分區(qū)四)發(fā)生火災(zāi)為例，來計(jì)算同時(shí)投入的消防負(fù)荷功率，從(圖1)可知，其相鄰的防火分區(qū)為地下室防火分區(qū)三、五、六，而酒店主樓是在地下室防火分區(qū)四的上面，所以應(yīng)計(jì)入酒店主樓一層的消防負(fù)荷功率。當(dāng)然在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，消防泵肯定要起動(dòng)，所以無論哪里發(fā)生火災(zāi)，都應(yīng)該計(jì)入消防泵的功率，而本工程消防泵剛好在地下室防火分區(qū)五，并已予以考慮。

表2 地下室防火分區(qū)四發(fā)生狀態(tài)下消防負(fù)荷計(jì)算

在(表2)中，需要說明的是酒店主樓有兩部樓梯直通地下室防火分區(qū)四，因此在發(fā)生火災(zāi)的時(shí)候，這兩部樓梯的正壓風(fēng)機(jī)必須起動(dòng)，所以在計(jì)算防火分區(qū)四消防負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮正壓風(fēng)機(jī)的功率。由于在發(fā)生火災(zāi)的時(shí)候，這些消防負(fù)荷都要同時(shí)起動(dòng)，則其需要系數(shù)和同時(shí)系數(shù)都取1.0。

5 柴油發(fā)電機(jī)容量的確定

5.1 根據(jù)穩(wěn)定負(fù)荷計(jì)算發(fā)電機(jī)容量

式中

SG1—按穩(wěn)定負(fù)荷計(jì)算的發(fā)電機(jī)視在功率，kVA;

P∑—發(fā)電機(jī)總負(fù)荷計(jì)算功率，kW;這里，取非消防負(fù)荷和消防負(fù)荷的較大者;

η∑—所帶負(fù)荷的綜合效率，一般取η∑=0.82～0.88;

cosφ—發(fā)電機(jī)額定功率因數(shù)，一般取cosφ=0.8

5.2 根據(jù)尖峰負(fù)荷計(jì)算發(fā)電機(jī)容量

式中

SG2—按尖峰負(fù)荷計(jì)算的發(fā)電機(jī)視在功率，kVA;

Kj—因尖峰負(fù)荷造成電壓、頻率降低而導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)功率下降的系數(shù)，一般取Kj=0.9～0.95;

KG—發(fā)電機(jī)允許短時(shí)過載系數(shù)，一般取KG=1.4～1.6;

Ssim—最大的單臺(tái)電動(dòng)機(jī)或成組電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)容量，kVA;

式中Sstm值的確定是非常重要的，從酒店的所有負(fù)荷來看，單臺(tái)噴淋泵的功率最大，而且室內(nèi)消防泵、室外消防泵、噴淋泵基本上是不同時(shí)起動(dòng)的，所以這里建議Sstm不取這三者成組電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)容量。而電動(dòng)機(jī)起動(dòng)容量并不是額定容量，其起動(dòng)容量Sstm=KstSrm(Kst—起動(dòng)電流系數(shù)，一般取Kst=7，Srm—最大的單臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定容量，kVA)，而起動(dòng)電流系數(shù)跟起動(dòng)方式有關(guān)，當(dāng)采用Y－△換接起動(dòng)時(shí)，這時(shí)起動(dòng)電流是直接起動(dòng)的，從而可知起動(dòng)容量和發(fā)電機(jī)的容量都為原來的，所以單臺(tái)最大電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式對(duì)發(fā)電機(jī)容量的選擇影響是非常大的。

當(dāng)采用Y－△換接起動(dòng)時(shí):

當(dāng)直接起動(dòng)時(shí):

5.3 根據(jù)發(fā)電機(jī)母線允許壓降計(jì)算發(fā)電機(jī)容量

式中

SG3—按母線允許壓降計(jì)算的發(fā)電機(jī)視在功率，kVA;

△U—發(fā)電機(jī)母線允許電壓降，一般取△U=0.2

X'd—發(fā)電機(jī)瞬態(tài)電抗，一般取X'd=0.2

Sstm導(dǎo)致發(fā)電機(jī)最大電壓降的電動(dòng)機(jī)的最大起動(dòng)容量，kVA

從第二種方法可知，起動(dòng)容量Sstm與單臺(tái)最大電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式有很大的關(guān)系。

當(dāng)采用直接起動(dòng)時(shí):

當(dāng)采用Y－△換接起動(dòng)時(shí):

從以上三種方法可知，根據(jù)穩(wěn)定負(fù)荷計(jì)算發(fā)電機(jī)容量SG1=926kVA為最大值，故本酒店的發(fā)電機(jī)容量宜取1000kVA。

6 結(jié)語(yǔ)

應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)的容量的確定是一個(gè)比較復(fù)雜的問題，因?yàn)樗瑫r(shí)滿足保障性負(fù)荷和消防負(fù)荷的要求，而不同類型的建筑，這兩種負(fù)荷的大小是有很大的區(qū)別，比如住宅性等一般建筑，其消防負(fù)荷會(huì)遠(yuǎn)大于保障性負(fù)荷，而酒店由于其功能的特殊性，當(dāng)市政停電時(shí)，需要保證酒店正常營(yíng)業(yè)的平時(shí)重要負(fù)荷的功率比較大，所以在選擇發(fā)電機(jī)容量時(shí)，應(yīng)優(yōu)先及充分考慮保障性負(fù)荷的大小。還有單臺(tái)最大電動(dòng)機(jī)或成組電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式對(duì)發(fā)電機(jī)容量的選擇影響非常大，為了節(jié)約發(fā)電機(jī)的成本，不會(huì)造成不必要的能源浪費(fèi)，建議在起動(dòng)大功率的電動(dòng)機(jī)時(shí)盡量采用降壓起動(dòng)，比如Y－△換接起動(dòng)、自耦降壓起動(dòng)等方式。

[1]中國(guó)航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)院.工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)(第三版)[M].北京:中國(guó)電力出版社，2005.

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