CN113381412A - 一种浮法玻璃生产线的负荷计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浮法玻璃生产线的负荷计算方法，属于负荷计算领域，包括：步骤S1，将全厂的用电负荷分为联合车间变电所和公用工程变电所，每个变电所分别包括多个用电设备组；步骤S2，根据用电设备组的需要系数、功率因数和设备容量，计算得到每个用电设备组的有功负荷和视在负荷；步骤S3，根据有功负荷和视在负荷以及每个用电设备组对应的同时系数进行计算，得到对应每个变电所的有功总负荷和视在总负荷，进而得到浮法玻璃生产线的总计算负荷。本发明的有益效果在于：对用电负荷分组，基于需要系数法，先计算每个用电设备组的计算负荷，然后计算各变电所的计算负荷，实用简易，符合实际，为制定供电方案提供有利的依据。
Description
技术领域
本发明涉及负荷计算领域，具体涉及一种浮法玻璃生产线的负荷计算方法。
背景技术
计算负荷也称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。负荷不是恒定值，是随时间而变化的变动值。由于用电设备并不同时运行，即使同时，也并不是都能达到额定容量。另外，各用电设备的工作制也不一样，有长期、短时、重复短时之分。计算负荷是选择确定该工程报装容量、变压器容量的依据，因此，负荷计算对于浮法玻璃工厂的电气方案设计具有重要的意义。
现有技术中，通常采用需要系数法和利用系数法计算负荷。需要系数法为用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷，适用于设备数量多，容量差别不大的工程计算，尤其适用于配、变电所和干线的负荷计算但是目前各用电设备对应的需要系数和功率因数的范围较大，导致计算的预估结果与实际运行后的负荷情况无法吻合，在电气方案设计时，以该预估结果作为选择导线、电缆截面和电气设备容量的依据，过大会使设备欠载，造成投资和有色金属的浪费；过小则又会出现过载运行。其结果不是不经济，就是出现过热绝缘损坏、线损增加，影响导线、电缆或电气设备的安全运行，严重时，会造成火灾事故。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种浮法玻璃生产线的负荷计算方法。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种浮法玻璃生产线的负荷计算方法，包括：
步骤S1，按照一预设的分组原则将全厂的用电负荷分为联合车间变电所和公用工程变电所，所述联合车间变电所和所述公用工程变电所分别包括多个设备，每个所述设备对应于一用电设备组；
步骤S2，根据所述用电设备组的需要系数、功率因数和设备容量分别计算得到对应每个所述用电设备组的有功负荷和视在负荷；
步骤S3，根据每个所述用电设备组对应的所述有功负荷和所述视在负荷以及每个所述用电设备组对应的同时系数分别进行计算，得到对应所述联合车间变电所和所述公用工程变电所的有功总负荷和视在总负荷，进而得到浮法玻璃生产线的总计算负荷。
优选地，所述步骤S1中，所述预设的分组原则为低压配电就近供电原则。
优选地，所述联合车间变电所包括熔化、成形、退火和切裁四个工段；
熔化工段的负荷主要用电设备组包括风机；
成形、退火工段的负荷主要用电设备组包括风机和电加热；
切裁工段的负荷主要用电设备组包括冷端机组和配套设备。
优选地，所述公用工程变电所包括循环水泵房，所述循环水泵房的主要用电设备组为水泵。
优选地，所述步骤S2中，所述有功负荷的计算公式如下：
Pc＝Kx*Pe；
其中，
Kx表示每个用电设备组的需要系数；
Pe表示每个用电设备组的设备功率；
Pc表示每个用电设备组的有功负荷；
所述视在负荷的计算公式如下：
Qc＝Pc*tgφ；
其中，
Tgφ表示功率因数角的正切值；
Qc表示每个用电设备组的视在负荷。
优选地，所述步骤S3中，采用下述公式计算得到所述联合车间变电所或所述公用工程变电所的计算负荷：
P’c＝Kp*Σ(Kx*Pe)；
Q’c＝Kp*Σ(Kx*Pe*tgφ)；
其中，
Kx表示每个用电设备组的需要系数；
Kp表示每个用电设备组的同时系数；
Pe表示每个用电设备组的设备功率；
P’c表示变电所的有功总负荷；
Tgφ表示功率因数角的正切值；
Q’c表示变电所的视在总负荷。
优选地，所述步骤S2中，每个用电设备组与需要系数和功率因数的对应关系如下：
当所述用电设备组为风机时，对应的需要系数为0.6～0.8，功率因数为0.8；和/或
当所述用电设备组为水泵时，对应的需要系数为0.6～0.7，功率因数为0.8；和/或
当所述用电设备组为制氢设备时，对应的需要系数为0.75～0.85，功率因数为0.85～0.90。
优选地，所述步骤S2中，每个用电设备组与需要系数和功率因数的对应关系如下：
当所述用电设备组为低压空压机时，对应的需要系数为0.55～0.65，功率因数为0.8；和/或
当所述用电设备组为10KV空压机时，对应的需要系数为0.55～0.65，功率因数为0.8。
优选地，所述步骤S2中，每个用电设备组与需要系数和功率因数的对应关系如下：
当所述用电设备组为皮带运输机、提升机时，对应的需要系数为0.6～0.7，功率因数为0.8；和/或
当所述用电设备组为电子计算机时，对应的需要系数为0.5～0.6，功率因数为0.8；和/或
当所述用电设备组为球磨机、搅拌机时，对应的需要系数为0.6～0.7，功率因数为0.80～0.85。
优选地，所述步骤S2中，当所述用电设备组为电加热时，所述电加热在烤窑阶段的需要系数为0.8，所述电加热在生产阶段的需要系数为0.1～0.2，所述电加热的功率因数为0.85～0.95。
本发明技术方案的有益效果在于：
本发明中按照不同的生产车间对用电负荷分组，基于需要系数法，先计算每个用电设备组的计算负荷，然后计算各变电所的计算负荷，实用简易，符合实际，为制定供电方案提供有利的依据。
附图说明
图1是本发明中，一种浮法玻璃生产线的负荷计算方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
一种浮法玻璃生产线的负荷计算方法，属于负荷计算领域，如图1所示，包括：
步骤S1，按照一预设的分组原则将全厂的用电负荷分为联合车间变电所和公用工程变电所，联合车间变电所和公用工程变电所分别包括多个设备，每个设备对应于一用电设备组；
在步骤S1中，根据放射式网络供电的特点，低压配电就近供电的分组原则，将全厂的负荷分为联合车间变电所和公用工程变电所两部分，每个变电所向多个用电设备组辐射供电。
联合车间变电所和公用工程变电所的设备装机量参见下述表一和表二所不：
表一联合车间变电所的设备装机总量
| 常用容量 | 备用容量 | 设备容量 | |
| 4x2000kVA | 8553.5 | 869.2 |
表二公用工程变电所的设备装机总量
| 常用容量 | 备用容量 | 设备容量 | |
| 4x20000kVA | 8395.2 | 2641.0 |
在一个较佳的实施例中，浮法玻璃生产线包括联合车间和公用工程车间。
联合车间包括熔化、成形、退火和切裁四个工段，其电源来自联合车间变电所；
其中，熔化工段的负荷主要用电设备组为风机；
成形、退火工段的负荷主要用电设备组为风机和电加热；
切裁工段的负荷主要用电设备组为冷端机组和配套设备。
进一步的，联合车间变电所的负荷计算以熔化工段为例的负荷分组(参见下述表三)。
表三熔化工段的的负荷分组
| 序号 | 设备 | 功率 | 常用 | 备用 | 常用功率 | 备用功率 |
| 1 | 助燃风机1 | 95.00 | 1.00 | 1.00 | 95.00 | 95.00 |
| 2 | 熔窑带池壁冷却风机 | 160.00 | 2.00 | 2.00 | 320.00 | 320.00 |
| 3 | 澄清带池壁冷却风机 | 75.00 | 2.00 | 2.00 | 150.00 | 150.00 |
| 4 | 钢碹碴冷却风机 | 75.00 | 1.00 | 1.00 | 75.00 | 75.00 |
| 5 | 吊墙冷却风机 | 37.00 | 1.00 | 1.00 | 37.00 | 37.00 |
| 6 | u吊墙冷却风机 | 0.00 | 1.00 | 1.00 | 0.00 | 0.00 |
| 7 | 稀释风机 | 15.00 | 1.00 | 1.00 | 15.00 | 15.00 |
| 8 | 熔化部助燃风机 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
| 9 | 电加热 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
| 10 | 水平搅拌器 | 4.00 | 1.00 | 0.00 | 4.00 | 0.00 |
| 11 | 照明 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
联合车间变电所的成形、退火工段的负荷主要为电加热和风机，在此不赘述；切裁工段的主要负荷为冷端机组和配套设备，其负荷具体以满足设备商的用电要求为准则。
进一步的，配套的公用工程车间包括氮气站、氢气站、空压站、循环水泵房、均化库等，循环水泵房的主要用电设备组为水泵，以循环水泵房的负荷分组为例(参见下述表四)，氮气站、氢气站、空压站、油站均以满足设备商的用电要求为准则。
表四循环水泵房的负荷分组
| 序号 | 设备 | 功率 | 常用 | 备用 | 常用功率 | 备用功率 |
| 1 | 主线热水泵 | 0.00 | 4 | 2 | 0.00 | 0.00 |
| 2 | 主线冷水泵 | 200.00 | 6 | 3 | 1200.00 | 600.00 |
| 3 | 氮站热水泵 | 0.00 | 1 | 1 | 0.00 | 0.00 |
| 4 | 氮站冷水泵 | 90.00 | 2 | 2 | 180.00 | 180.00 |
| 5 | 主线冷却塔 | 9.70 | 42 | 0 | 407.40 | 0.00 |
| 6 | 氮站冷却塔 | 9.70 | 10 | 0 | 97.00 | 0.00 |
| 7 | 氮站冷却塔 | 0.00 | 0 | 0 | 0.00 | 0.00 |
| 8 | 消防泵 | 55 | 1 | 1 | 55 | 55 |
| 9 | 消防泵 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 10 | 照明 | 5.00 | 1 | 0 | 5.00 | 0.00 |
步骤S2，根据用电设备组的需要系数、功率因数和设备容量分别计算得到对应每个用电设备组的有功负荷和视在负荷；
作为优选的实施方式，步骤S2中，有功负荷的计算公式如下：
Pc＝Kx*Pe；
其中，
Kx表示每个用电设备组的需要系数；
Pe表示每个用电设备组的设备功率；
Pc表示每个用电设备组的有功负荷；
视在负荷的计算公式如下：
Qc＝Pc*tgφ；
其中，
Tgφ表示功率因数角的正切值；
Qc表示每个用电设备组的视在负荷。
步骤S3，根据每个用电设备组对应的有功负荷和视在负荷以及每个用电设备组对应的同时系数分别进行计算，得到对应联合车间变电所和公用工程变电所的有功总负荷和视在总负荷，进而得到浮法玻璃生产线的总计算负荷。
作为优选的实施方式，步骤S3中，采用下述公式计算得到联合车间变电所或公用工程变电所的计算负荷：
P’c＝Kp*Σ(Kx*Pe)；
Q’c＝Kp*Σ(Kx*Pe*tgφ)；
其中，
Kx表示每个用电设备组的需要系数；
Kp表示每个用电设备组的同时系数；
Pe表示每个用电设备组的设备功率；
P’c表示变电所的有功总负荷；
Tgφ表示功率因数角的正切值；
Q’c表示变电所的视在总负荷。
进一步的，根据行业经验确定每个用电设备组的需要系数Kx和功率因数cosφ，具体数值如下参见下述表五。
表五浮法玻璃生产线用电设备组的需要系数Kx和功率因数cosφ
如上表五可知，浮法玻璃生产线主要包括的用电设备组9个，每个用电设备组与需要系数和功率因数的对应关系具体如下：
当用电设备组为风机时，对应的需要系数为0.6～0.8，功率因数为0.8；和/或
当用电设备组为水泵时，对应的需要系数为0.6～0.7，功率因数为0.8；和/或
当用电设备组为制氢设备时，对应的需要系数为0.75～0.85，功率因数为0.85～0.90；和/或
当用电设备组为低压空压机时，对应的需要系数为0.55～0.65，功率因数为0.8；和/或
当用电设备组为10KV空压机时，对应的需要系数为0.55～0.65，功率因数为0.8；和/或
当用电设备组为皮带运输机、提升机时，对应的需要系数为0.6～0.7，功率因数为0.8；和/或
当用电设备组为电子计算机时，对应的需要系数为0.5～0.6，功率因数为0.8；和/或
当用电设备组为球磨机、搅拌机时，对应的需要系数为0.6～0.7，功率因数为0.80～0.85。
进一步的，当用电设备组为电加热时，电加热在烤窑阶段的需要系数为0.8，电加热在生产阶段的需要系数为0.1～0.2，电加热的功率因数为0.85～0.95。
采用上述技术方案，以一条600t/d浮法玻璃生产线为例，联合车间分别包括熔化、成形、退火、切裁、碎玻璃系统，公用工程车间分别包括原料车间、循环水泵房、氢气站、氮气站，通过预估全厂的计算负荷，在生产普通厚度的建筑玻璃时，联合车间的正常生产负荷为3000kVA；在生产超薄玻璃，联合车间的正常生产负荷为3000kVA～3800kVA。公用工程车间的正常生产负荷为1600kVA左右，其预估结果与实际运行后的负荷情况基本吻合。
本发明技术方案的有益效果在于：
本发明中按照不同的生产车间对用电负荷分组，基于需要系数法，先计算每个用电设备组的计算负荷，然后计算各变电所的计算负荷，实用简易，符合实际，为制定供电方案提供有利的依据。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种浮法玻璃生产线的负荷计算方法，其特征在于，包括：
步骤S1，按照一预设的分组原则将全厂的用电负荷分为联合车间变电所和公用工程变电所，所述联合车间变电所和所述公用工程变电所分别包括多个设备，每个所述设备对应于一用电设备组；
步骤S2，根据所述用电设备组的需要系数、功率因数和设备容量分别计算得到对应每个所述用电设备组的有功负荷和视在负荷；
步骤S3，根据每个所述用电设备组对应的所述有功负荷和所述视在负荷以及每个所述用电设备组对应的同时系数分别进行计算，得到对应所述联合车间变电所和所述公用工程变电所的有功总负荷和视在总负荷，进而得到浮法玻璃生产线的总计算负荷。
2.根据权利要求1所述的一种浮法玻璃生产线的负荷计算方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述预设的分组原则为低压配电就近供电原则。
3.根据权利要求1所述的一种浮法玻璃生产线的负荷计算方法，其特征在于，所述联合车间变电所包括熔化、成形、退火和切裁四个工段；
熔化工段的负荷主要用电设备组包括风机；
成形、退火工段的负荷主要用电设备组包括风机和电加热；
切裁工段的负荷主要用电设备组包括冷端机组和配套设备。
4.根据权利要求1所述的一种浮法玻璃生产线的负荷计算方法，其特征在于，所述公用工程变电所包括循环水泵房，所述循环水泵房的主要用电设备组为水泵。
5.根据权利要求1所述的一种浮法玻璃生产线的负荷计算方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述有功负荷的计算公式如下：
Pc＝Kx*Pe；
其中，
Kx表示每个用电设备组的需要系数；
Pe表示每个用电设备组的设备功率；
Pc表示每个用电设备组的有功负荷；
所述视在负荷的计算公式如下：
Qc＝Pc*tgφ；
其中，
Tgφ表示功率因数角的正切值；
Qc表示每个用电设备组的视在负荷。
6.根据权利要求1所述的一种浮法玻璃生产线的负荷计算方法，其特征在于，所述步骤S3中，采用下述公式计算得到所述联合车间变电所或所述公用工程变电所的计算负荷：
P’c＝Kp*Σ(Kx*Pe)；
Q’c＝Kp*Σ(Kx*Pe*tgφ)；
其中，
Kx表示每个用电设备组的需要系数；
Kp表示每个用电设备组的同时系数；
Pe表示每个用电设备组的设备功率；
P’c表示变电所的有功总负荷；
Tgφ表示功率因数角的正切值；
Q’c表示变电所的视在总负荷。
7.根据权利要求1所述的一种浮法玻璃生产线的负荷计算方法，其特征在于，所述步骤S2中，每个用电设备组与需要系数和功率因数的对应关系如下：
当所述用电设备组为风机时，对应的需要系数为0.6～0.8，功率因数为0.8；和/或
当所述用电设备组为水泵时，对应的需要系数为0.6～0.7，功率因数为0.8；和/或
当所述用电设备组为制氢设备时，对应的需要系数为0.75～0.85，功率因数为0.85～0.90。
8.根据权利要求1所述的一种浮法玻璃生产线的负荷计算方法，其特征在于，所述步骤S2中，每个用电设备组与需要系数和功率因数的对应关系如下：
当所述用电设备组为低压空压机时，对应的需要系数为0.55～0.65，功率因数为0.8；和/或
当所述用电设备组为10KV空压机时，对应的需要系数为0.55～0.65，功率因数为0.8。
9.根据权利要求1所述的一种浮法玻璃生产线的负荷计算方法，其特征在于，所述步骤S2中，每个用电设备组与需要系数和功率因数的对应关系如下：
当所述用电设备组为皮带运输机、提升机时，对应的需要系数为0.6～0.7，功率因数为0.8；和/或
当所述用电设备组为电子计算机时，对应的需要系数为0.5～0.6，功率因数为0.8；和/或
当所述用电设备组为球磨机、搅拌机时，对应的需要系数为0.6～0.7，功率因数为0.80～0.85。
10.根据权利要求1所述的一种浮法玻璃生产线的负荷计算方法，其特征在于，所述步骤S2中，当所述用电设备组为电加热时，所述电加热在烤窑阶段的需要系数为0.8，所述电加热在生产阶段的需要系数为0.1～0.2，所述电加热的功率因数为0.85～0.95。
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- 2021-05-10 CN CN202110506347.3A patent/CN113381412A/zh active Pending
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