刘 亚 涛

(太原市热力设计有限公司，山西 太原 030002)



谈高阶段设计电力负荷计算

刘 亚 涛

(太原市热力设计有限公司，山西 太原 030002)

介绍了高阶段设计电力负荷计算的目的，阐述了用车间综合需要系数法进行车间用电负荷计算的方法，并对相关手册计算系数进行了优化设计，为今后开展工厂供配电系统设计提供了依据。

供配电，电力负荷，计算，系数

1 概述

电力负荷计算的目的：1)与供电部门商谈供电协议的依据。2)确定供电变压器容量。3)确定供电电压等级。4)确定供电系统接线方式和系统运行方式。5)确定供电线路导线截面。6)线路继电保护的计算依据。7)计算负荷是确定供电开关电器、电流互感器和仪表量程等的额定参数。高阶段设计包括：选厂址、项目建议书、规划、预可研、可研。本文主要通过车间综合需要系数法进行分析，并对相关手册计算系数根据多年的设计经验进行优化，为今后开展工厂供配电系统高阶段设计提供依据。

2 用“车间综合需要系数法”进行车间用电负荷计算

在钢铁行业的全厂规划，可研以及新选厂址等高阶段设计工作中，主要采用“车间综合需要系数法”的计算方法。“车间综合需要系数法”计算车间电力负荷，就是用车间工作(不含备用)用电设备装机总容量与该车间综合需要系数值相乘得来。其计算公式可表示如下：Pj=K∑x·P∑e。其中，Pj为车间计算电力负荷，kW；P∑e为车间工作用电设备装机容量总和(不含备用)，kW；K∑x为车间综合需要系数。因为“车间综合需要系数法”比较粗，故不可用于工程的初步设计或施工图设计阶段的电力负荷计算。这里对P∑e和K∑x需要进行一些讨论，重点在车间综合需要系数K∑x的研究。

2.1 车间工作用电设备装机总容量P∑e

在现实情况下，“车间”的概念不大一致，如有的企业对外称作“车间”“厂”“公司”或“总厂”，这样就不大容易分辨。建议“车间”概念首先应确定为是单独厂房；或者厂房虽然不是一个，但生产流程是不可分割的同一个工艺生产流程，如焦化、球团、烧结、炼铁、炼钢、轧钢等工艺生产“车间”。另外为主工艺生产线服务的如供水站、水处理站、压缩空气站、氧气站等在生产流程上完全各自完整独立的辅助生产“车间”，各自的建筑厂房大都分离，很少相互联接，因此，建议其与主工艺系统的工作用电设备装机总容量P∑e分开计算比较好，其计算结果可能会合理些。

2.2 车间综合需要系数K∑x

“车间综合需要系数”K∑x与车间生产工艺流程和设备的配置是否合理，生产自动化水平是否先进以及生产管理是否科学等都有关系。也就是说对各方面都是比较好的车间，其用电设备的综合利用率就会高些，则“车间综合需要系数”值也就大些，这个值随着科学和社会的发展，还会大些。对于工艺流程落后、用电设备陈旧的生产车间，其用电设备的综合利用率就会低些，则“车间综合需要系数”值也就小些。“车间综合需要系数”值的选用直接影响车间用电负荷的计算结果。

2.3 各车间综合需要系数(K∑x)选择

1)综合原料场。过去生产用原料存放处大都是简易堆放场，且多处存放，机械化程度低，用电设备也少。在所有设计参考资料中也未能列出有关设计数据。目前，生产规模稍大一些的钢铁企业都考虑设置集中式的综合原料场。配备有大型堆取料机、翻车机等，物料转输基本上都使用皮带机。为此，根据工程设计的具体实践综合原料场的“车间综合需要系数”建议选为0.4～0.50。

2)烧结车间。对于常规链带式烧结机来说，其基本生产工艺现在和过去相比变化不大。但是现在机械化及自动化程度大大提高，增加了脱硫、除尘环保等先进设备，生产效率得到提高，因环保污染影响生产的现象减少了。随着科学技术的不断发展进步，近年又推广应用一种叫球团矿烧结新工艺，较常规烧结相比工艺流程发生了变化，但车间用电设备的运行特点差别不是很大。为此，对它们的“车间综合需要系数”建议选取以下值：常规链式烧结车间：0.7～0.76；球团车间：0.7～0.76。

3)炼铁车间。目前国家已宣布淘汰400 m3及其以下容积的小高炉，新建都是技术先进高效的大型高炉。普遍采用所谓“大风”“高温”强化冶炼模式，选用高压炉顶生产，设备先进了，自动化程度更高了。高炉鼓风机形式选择上不是汽动式就是电动式。每台机组的主电机容量远远大于其辅助设备容量的总和。尽管高炉鼓风机容量随高炉容积的增大而增大，但其辅助设备容量相差却不是太大。因此，高炉鼓风机站的用电负荷计算需要和高炉本体系统分开计算。也就是将鼓风机主电机用电负荷采用“需要系数法”进行计算，而高炉本体系统将采用“车间综合需要系数法”计算。炼铁车间的每部分车间综合需要系数建议选取值如下：高炉本体部分：0.5～0.6；转底炉本体部分：0.65～0.75；熔分炉辅助设备：0.7～0.75；鼓风机站辅助设备：0.7～0.75；一般电动轴流鼓风机主电机：0.80～0.9(将配TRT)；BPRT型电动鼓风机主电机：0.6～0.63(不配TRT)。

4)炼钢车间。a.转炉炼钢车间。炼钢转炉现在大都是采用氧气顶底复合吹转炉生产，代替氧气顶吹、空气侧吹转炉，而且炉容在40 t以下的转炉已被国家淘汰，整个生产线的用电负荷量也很大，建议将转炉、LF钢包精炼炉、CCM连铸等几部分用电负荷各自分开来计算，钢包精炼炉采用“需要系数法”计算，连铸及车间内其他部分采用“车间综合需要系数”进行计算，转炉炼钢车间综合需要系数建议取值如下：转炉及车间：0.6～0.76；连铸部分：0.7～0.76；钢包精炼炉变压器(cosΦ=0.9)：0.8～0.90。b.电弧炉炼钢车间。电弧炉炼钢多年来生产工艺没大改变，但在设备安装方面有不少变化。目前，50 t以下的小容量电弧炉国家已宣布淘汰，新建的炉容都较大。在交流电炉变压器容量配置上较过去变化更大。建议将电弧炉和钢包精炼炉分别采用“需要系数法”计算，连铸及车间内其他部分采用“车间综合需要系数”进行计算，为此电弧炉炼钢车间综合需要系数建议值如下：炼钢电弧炉变压器(cosΦ=0.77)：0.85～0.92;矿热炉、熔分炉变压器(cosΦ=0.80)：0.86～0.92;电石炉变压器(cosΦ=0.85)：0.86～0.92;钢包精炼炉变压器(cosΦ=0.90)：0.8～0.90;电炉车间辅助设备：0.52～0.6;矿热炉、熔分炉车间辅助设备：0.5～0.6;电石炉车间辅助设备：0.5～0.6;连铸部分：0.7～0.76。

5)轧钢车间。由于钢材品种繁多，因此轧机的形式和规格也就多种多样。20世纪70年代前我国的轧钢生产的大部分轧机规格小，生产效率低，能源消耗高等，连续轧制的轧机也少。20世纪70年代后国家才开始陆续引进比较先进的大型轧机。近年来一些比较先进的连轧机组国内也开始生产，使国内轧钢生产技术水平有了很大提高。然而到目前为止，对于轧钢车间的工程设计参考资料积累得还比较少，大部分轧钢车间的“车间综合需要系数”值还是30多年前使用的数值。现按轧机的大类型分别给出修改后的“车间综合需要系数”参考值如下：热连轧车间：0.50～0.65;冷连轧车间：0.48～0.58；宽厚板车间：0.50～0.60；型钢车间：0.50～0.65；棒材车间：0.50～0.60；高速线材车间：0.60～0.70；无缝钢管车间：0.47～0.58；冷轧硅钢车间：0.50～0.55；棒材轧钢车间：0.50～0.60；带钢车间：0.55～0.60。

6)辅助生产车间。钢铁企业的配套辅助设施，过去包括的范围很广，连设备维修，备品备件的加工制造，仓储运输等都包括在内，现在企业把许多设施(如供水、供氧气、维修、机加工、运输等)都进行分离并推向社会市场，当然还有一部分设施暂时还不能够分离，还必须与企业一同配套建设和统一管理。这里仅列出对供电方案影响较大的设施，其“车间综合需要系数”的建议值如下：制氧站：0.75～0.82；压缩空气站：0.75～0.82；煤气处理站：0.75～0.85；水泵站：0.65～0.75；锅炉房：0.65～0.75；检验中心：0.35～0.40;污水处理站：0.75～0.85。

3 结语

电力负荷计算作为工厂供配电设计的基础，直接关系到整个工厂供配电系统设计的合理性。本文主要通过车间综合需要系数法进行分析，并对相关手册计算系数根据多年的设计经验进行优化，为今后开展工厂供配电系统设计提供依据。

[1]《钢铁企业电力设计手册》编委会.钢铁企业电力设计手册.北京:冶金工业出版社，1996.

[2]周 瀛，李鸿儒.工业企业供电.第2版.北京:冶金工业出版社，2002.

[3]刘介才.工厂供电.北京：机械工业出版社，2005.

[4]中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册.北京:中国电力出版社，2005.

Discussion on the calculation of electric load in high stage design

Liu Yatao

(TaiyuanHeatingDesignInstituteCo.,Ltd,Taiyuan030002,China)

This paper introduced purpose of power load calculation in high stage design, elaborated the method using workshop comprehensive coefficient method made workshop electricity load calculation, and made optimization design to related manual calculation coefficient, provided basis for future development of engineering power distribution system design.

power supply, power load, calculation, coefficient

1009-6825(2015)21-0121-02

2015-05-11

刘亚涛(1982- )，男，工程师

TM744

A