CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN HƠI – NƯỚC - ĐIỆN – LẠNH
6.3. Tính toán điện tiêu thụ cho nhà máy
Nhà máy sử dụng điện được mua từ Trung Quốc, sử dụng vào mục đích chiếu sáng và động lực.
6.3.1. Tính lượng phụ tải chiếu sáng
Nhà máy có sử dụng đèn sợi đốt thông thường và bố trí đèn neon vào các nơi cần thiết.
6.3.1.1. Cách bố trí đèn
Trong phân xưởng sản xuất việc bố trí đèn phụ thuộc và các thông số sau:
− Chiều cao đèn phụ thuộc vào chiều cao thiết bị, vị trí làm việc, thường lấy H = 2,5 − 4,5m.
− Khoảng cách giữa các đèn: L = 2 − 3m.
− Khoảng cách đèn ngoài cùng đến tường: l = (0,25 − 0,35)L
− Số đèn bố trí theo chiều dọc nhà: n1 = +1 Trong đó A là chiều dài nhà (m)
− Số đèn bố trí theo chiều ngang nhà: n2 = +1 Trong đó B là chiều rộng nhà (m)
Phương pháp tính phụ tải theo công suất riêng, theo phương pháp này nếu trên 1 m2 sàn nhà có công suất chiếu sáng là p thì toàn bộ sàn nhà S có công suất chiếu sáng là:
P = p x S (công suất tính)
Số đèn tổng cộng là n thì công suất mỗi đèn là:
Pđ =
Ở đây ta dùng loại đèn có công suất Pđ = 0,1kw 6.3.1.2. Tính toán đèn chiếu sáng
Đèn chiếu sáng phân xưởng nấu Chọn L = 3m → l = 0,25 x 3 = 0,75m
A = 24m B = 18m
n1 = +1 = 8 bóng
n2 = +1 = 6 bóng
Tổng số bóng của phân xưởng nấu là: 8 x 6 = 48 bóng Vậy công suất chiếu sáng là:
P = Pđ x n = 0,1 x 48 = 4,8 (kw)
Đèn chiếu sáng phân xưởng lên men (trong nhà) Chọn L = 3m → l = 0,25 x 3 = 0,75m
A = 25m
B = 6m
n1 = +1 = 9 bóng
n2 = +1 = 3 bóng
Tổng số bóng trong phân xưởng lên men là: 9 x 3 = 27 bóng Vậy công suất chiếu sáng là: P = Pđ x n = 0,1 x 27 = 2,7 (kw)
Đèn chiếu sáng phân xưởng hoàn thiện Chọn L = 3m → l = 0,25 x 3 = 0,75m
A = 42m
B = 24m
n1 = +1 = 13 bóng
n2 = +1 = 9 bóng
Tổng số bóng trong phân xưởng hoàn thiện là: 9 x 13 = 117 bóng Vậy công suất chiếu sáng là: P = Pđ x n = 0,1 x 117 = 11,7 (kw)
Kho chứa nguyên liệu Chọn L = 3m → l = 0,25 x 3 = 0,75m
A = 36m
B = 24m
n1 = +1 = 13 bóng
n2 = +1 = 9 bóng
Tổng số bóng trong kho chứa nguyên liệu là: 9 x 13 = 117 bóng Vậy công suất chiếu sáng là: P = Pđ x n = 0,1 x 117 = 11,7 (kw)
Kho sản phẩm
Chọn L = 3m → l = 0,25 x 3 = 0,75m A = 54m
B = 36m
n1 = +1 = 19 bóng
n2 = +1 = 13 bóng
Tổng số bóng trong kho chứa sản phẩm là: 19 x 13 = 247 bóng Vậy công suất chiếu sáng là: P = Pđ x n = 0,1 x 247 = 24,7 (kw)
Xưởng cơ điện
Chọn L = 3m → l = 0,25 x 3 = 0,75m A = 24m
B = 18m
n1 = +1 = 9 bóng
n2 = +1 = 7 bóng
Tổng số bóng trong phân xưởng cơ điện là: 9 x 7 = 63 bóng Vậy công suất chiếu sáng là: P = Pđ x n = 0,1 x 63 = 6,3 (kw)
Đèn chiếu sáng phân xưởng nồi hơi Chọn L = 3m → l = 0,25 x 3 = 0,75m
A = 12m
B = 9m
n1 = +1 = 5 bóng
n2 = +1 = 4 bóng
Tổng số bóng trong phân xưởng nồi hơi là: 5 x 4 = 20 bóng Vậy công suất chiếu sáng là: P = Pđ x n = 0,1 x 20 = 2 (kw)
Bãi chứa than
Chọn L = 3m → l = 0,25 x 3 = 0,75m A = 12m
B = 9m
n1 = +1 = 5 bóng
n2 = +1 = 4 bóng
Tổng số bóng trong bãi chứa than là: 5 x 4 = 20 bóng
Vậy công suất chiếu sáng là: P = Pđ x n = 0,06 x 20 = 1,2 (kw)
Trạm biến thế
Chọn L = 3m → l = 0,25 x 3 = 0,75m A = 6m
B = 6m
n1 = +1 = 3 bóng
n2 = +1 = 3 bóng
Tổng số bóng trong trạm biến thế là: 3 x 3 = 9 bóng
Vậy công suất chiếu sáng là: P = Pđ x n = 0,1 x = 0,9 (kw)
Kho vỏ chai, bock
Chọn L = 3m → l = 0,25 x 3 = 0,75m A = 54m
B = 36m
n1 = +1 = 19 bóng
n2 = +1 = 13 bóng
Tổng số bóng trong kho vỏ chai là: 9 x 3 = 247 bóng
Vậy công suất chiếu sáng là: P = Pđ x n = 0,1 x 247 = 24,7 (kw)
Gara ô tô
Chọn L = 3m → l = 0,25 x 3 = 0,75m A = 24m
B = 12m
n1 = +1 = 9 bóng
n2 = +1 = 5 bóng
Tổng số bóng trong gara ô tô là: 9 x = 45 bóng
Vậy công suất chiếu sáng là: P = Pđ x n = 0,06 x 45 = 2,7 (kw)
Nhà xử lý nước
Chọn L = 3m → l = 0,25 x 3 = 0,75m A = 18m
B = 12m
n1 = +1 = 7 bóng
n2 = +1 = 5 bóng
Tổng số bóng trong nhà xử lý nước là: 7 x 5 = 35 bóng
Vậy công suất chiếu sáng là: P = Pđ x n = 0,1 x 35 = 3,5 (kw)
Nhà lạnh và thu hồi CO2 Chọn L = 3m → l = 0,25 x 3 = 0,75m
A = 18m
B = 12m
n1 = +1 = 7 bóng
n2 = +1 = 5 bóng
Tổng số bóng trong nhà lạnh và thu hồi CO2 là: 7 x 5 = 35 bóng Vậy công suất chiếu sáng là: P = Pđ x n = 0,1 x 35 = 3,5 (kw)
Nhà hành chính
Chọn L = 3m → l = 0,25 x 3 = 0,75m A = 18m
B = 6m
n1 = +1 = 7 bóng
n2 = +1 = 3 bóng
Tổng số bóng trong nhà hành chính là: 7 x 3 = 21 bóng
Vậy công suất chiếu sáng là: P = Pđ x n = 0,06 x 21 = 1,26 (kw)
Hội trường, câu lạc bộ
Chọn L = 3m → l = 0,25 x 3 = 0,75m A = 24m
B = 18m
n1 = +1 = 9 bóng
n2 = +1 = 7 bóng
Tổng số bóng trong hội trường, câu lạc bộ là: 9 x 7 = 63 bóng Vậy công suất chiếu sáng là: P = Pđ x n = 0,06 x 63 = 3,78 (kw)
Nhà ăn ca
Chọn L = 3m → l = 0,25 x 3 = 0,75m A = 18m
B = 9m
n1 = +1 = 7 bóng
n2 = +1 = 4 bóng
Tổng số bóng trong nhà ăn ca là: 7 x 4 = 28 bóng
Vậy công suất chiếu sáng là: P = Pđ x n = 0,06 x 28 = 1,68 (kw)
Nhà giới thiệu sản phẩm Chọn L = 3m → l = 0,25 x 3 = 0,75m
A = 18m B = 9m
n1 = +1 = 7 bóng
n2 = +1 = 4 bóng
Tổng số bóng trong nhà giới thiệu sản phẩm là: 7 x 4 = 28 bóng Vậy công suất chiếu sáng là: P = Pđ x n = 0,06 x 28 = 1,68 (kw)
Nhà để xe đạp, xe máy
Chọn L = 3m → l = 0,25 x 3 = 0,75m A = 18m
B = 9m
n1 = +1 = 7 bóng
n2 = +1 = 4 bóng
Tổng số bóng trong nhà để xe là: 7 x 4 = 28 bóng
Vậy công suất chiếu sáng là: P = Pđ x n = 0,06 x 28 = 1,68 (kw)
Nhà vệ sinh, tắm giặt, thay quần áo
Chọn L = 3m → l = 0,25 x 3 = 0,75m A = 18m
B = 6m
n1 = +1 = 7 bóng
n2 = +1 = 3 bóng
Tổng số bóng là: 7 x 3 = 21 bóng
Vậy công suất chiếu sáng là: P = Pđ x n = 0,06 x 21 = 1,26 (kw)
Phòng bảo vệ
Chọn L = 3m → l = 0,25 x 3 = 0,75m A = 4m
B = 4m
n1 = +1 = 2 bóng
n2 = +1 = 2 bóng
Tổng số bóng trong phòng bảo vệ là: 2 x 2 = 4 bóng
Vậy công suất chiếu sáng là: P = Pđ x n = 0,06 x 4 = 0,24 (kw)
Phòng y tế
Chọn L = 3m → l = 0,25 x 3 = 0,75m A = 9m
B = 8m
n1 = +1 = 4 bóng
n2 = +1 = 4 bóng
Tổng số bóng trong phân xưởng lên men là: 4 x 4 = 16 bóng Vậy công suất chiếu sáng là: P = Pđ x n = 0,06 x 16 = 0,96 (kw)
Đèn chiếu sáng đường đi trong nhà máy
Cứ 10m bố trí 1 bóng, khoảng 40 bóng đèn công suất của bóng là 0,1kw
P2 = 40 x 0,1 = 4 kw
Bảng 6.1: Các khu vực, nhà dùng đèn chiếu sáng
STT Bộ phận chiếu sáng Số lượng
(chiếc)
Công suất (kw/chiếc)
Tổng công suất (kw)
1 Phân xưởng nấu 48 0,1 4,8
2 Nhà phân xưởng lên men 27 0,1 2,7
3 Phân xưởng hoàn thiện 117 0,1 11,7
4 Kho chứa nguyên liệu 117 0,1 11,7
5 Kho sản phẩm 247 0,1 24,7
6 Xưởng cơ điện 63 0,1 6,3
7 Phân xưởng nồi hơi 20 0,1 2
8 Bãi chứa than 20 0,06 1,2
9 Trạm biến thế 9 0,1 0,9
10 Kho vỏ chai, bock 247 0,1 24,7
11 Gara ô tô 45 0,06 2,7
12 Nhà xử lý nước 35 0,1 3,5
13 Nhà lạnh và thu hồi CO2 35 0,1 3,5
14 Nhà hành chính 21 0,06 1,26
15 Hội trường, câu lạc bộ 63 0,06 3,78
16 Nhà ăn ca 28 0,06 1,68
17 Nhà giới thiệu sản phẩm 28 0,06 1,68
18 Nhà để xe 28 0,06 1,68
19 Nhà vệ sinh, tắm giặt, thay quần áo 21 0,06 1,26
20 Phòng bảo vệ 4 0,06 0,24
21 Phòng y tế 16 0,06 0,96
22 Đèn chiếu sáng đường đi trong nhà máy 40 0,1 4
Tổng (Pcs) 116,94
6.3.2. Tính phụ tải sản xuất
Gồm các máy móc hoạt động dưới tác dụng của động lực
Bảng 6.2: Công suất các thiết bị trong nhà máy
STT Tên thiết bị Công suất định
mức (kw/chiếc)
Số lượng Tổng công suất (kw)
1 Gầu tải 3 3 9
2 Máy nghiền malt 6 1 6
3 Máy nghiền đại mạch 6 1 6
4 Nồi hồ hóa 7 1 7
5 Nồi đường hóa 8 1 8
6 Thùng lọc 4 1 4
7 Nồi nấu hoa 9,5 1 9,5
8 Máy lọc bia 5 1 5
9 Máy rửa bock 4 1 4
10 Máy chiết bock 0,8 1 0,8
11 Máy chiết chai 3 1 3
12 Máy rửa chai 9 1 9
13 Máy dập nút 3 1 3
14 Máy thanh trùng 8 1 8
15 Máy dán nhãn 0,9 1 0,9
16 Bơm ly tâm 5 15 75
17 Máy lạnh 80 2 160
18 Máy nén 40 1 40
Tổng cộng (Pđl) 358,2
Ngoài những thiết bị máy móc kể trên, trong nhà máy còn có các loại phụ tải động lực khác như quạt hút, quạt đẩy, trạm xử lý nước, xưởng cơ điện... Ta lấy bằng 15% phụ tải động lực kể trên. Vậy phụ tải động lực của toàn nhà máy là: Pđl = 358,2 x 1,15 = 411,93 (kw/h)
Phụ tải của toàn nhà máy là:
Pt = Pcs + Pđl = 116,94 + 411,93 = 528,87 kw/h 6.3.3. Xác định phụ tải tính toán
Mục đích tính toán là để xác định công suất thực tế của nhà máy nhằm tính toán và chọn máy biến áp, máy phát điện cho phù hợp.
Công thức tính toán phụ tải như sau:
Ptt = Kc x Pđl Trong đó:
Kc: hệ số phụ thuộc mức mang tải của thiết bị. Đối với phụ tải chiếu sáng thì Kc = 0,9; đối với phụ tải động lực thì Kc = 0,6
Vậy phụ tải tính toán của nhà máy là:
Ptt = 0,9 x 116,94 + 0,6 x 411,93 = 352,4 kw/h 6.3.4. Xác định công suất và dung lượng bù
6.3.4.1. Xác định hệ số cống suất cos φ
Hệ số công suất cos φ dùng để xác định phụ tải làm việc thực tế là không đồng thời mang phụ tải, tức là rất hiếm khi hay không có chế độ làm việc của phụ tải theo mức tính toán ở trên. Nếu ở chế độ làm việc theo tính toán định mức thì:
cos φ =
Trong đó:
∑P: tổng công suất các thiết bị tiêu thụ điện
∑Qpk: tổng công suất phản kháng của các thiết bị tiêu thụ điện
∑Qpk = P1tg φ1 + P2tg φ2 + ....+ Pntg φn
Thực tế thường làm việc non tải nên hệ số cos φ được tính như sau:
cos φ =
Qpk = Ptt x tg φ
Với cos φ = 0,65 thì tg φ = 1,169
Qpk = 352,4 x 1,169 = 411,96 kw Do đó:
cos φ = = 0,65 6.3.4.2. Tính dung lượng bù
Mục đích là nâng hệ số cos φ bằng cách dùng tụ điện.
Công thức xác định dung lượng bù:
Qbù = Ptt x (tg φ1 ± tg φ2)
tg φ1: tương ứng với cos φ1 hệ số công suất ban đầu
tg φ2: tương ứng với cos φ2 hệ số công suất được nâng lên khi có thêm tụ điện.
Ta có:
cos φ1 = 0,65 → tg φ1 = 1,169 cos φ2 = 0,95 → tg φ2 = 0,329
Vậy Qbù = 352,4 x (1,169 ± 0,329) = 527,89 kw/h 6.3.5. Chọn máy biến áp
Máy biến áp được chọn theo công thức sau:
Sba = = = 648,78 KVA
Chọn máy biến áp có các thông số kỹ thuật sau:
Kiểu máy TM 650/7
Công suất 650 KVA
Điện áp 7 KV
Tổn hao không phụ tải 1,9 kw
Tổn hao ngắn mạch 6,2 kw
Điện áp hạ 386/220
Kích thước 1950 x 1200 x 1700 mm
Trên cơ sở đó ta chọn máy phát điện có đặc tính sau:
Công suất 320 KVA
Điện áp định mức 400V
Tần số 50 Hz
Hệ số công suất cos φ = 0,8 6.3.6. Tính điện tiêu thụ hàng năm
6.3.6.1. Điện năng tính cho thắp sáng
Điện năng tính cho thắp sáng được xác định theo công thức:
Acs = Pcs x T x Kk (kw/h) Trong đó:
Pcs: công suất chiếu sáng = 116,94 kw T: thời gian sử dụng tối đa
T = K1 x K2 x K3
K1: số giờ chiếu sáng trong ngày = 12 giờ K2: số ngày làm việc trong tháng = 25 ngày K3: số tháng làm việc trong năm = 12 tháng Kk: hệ số đồng thời = 0,9
Vậy Acs = 116,94 x (12 x 25 x 12) x 0,9 = 378885,6 kw/năm
Công suất tiêu thụ bình quân = 378885,6 / (12 x 25 x 12) = 105,25 kw/h 6.3.6.2. Điện năng cho động lực
Điện năng cho động lực được xác định theo công thức:
Ađl = Pđl x T x Kc (kw/h) Trong đó:
Pđl: công suất động lực = 411,93 kw Kc: hệ số đồng thời = 0,6
T: thời gian sử dụng tối đa
Làm việc 3 ca thì T = 4 x 3 x 25 x 12 = 3600 giờ/năm Làm việc 2 ca thì T = 4 x 2 x 25 x 12 = 2400 giờ/năm Làm việc 1 ca thì T = 4 x 1 x 25 x 12 = 1200 giờ/năm Trung bình trong nhà máy thì:
− 2/5 động lực chính phụ hoạt động 3 ca
− 2/5 động lực chính phụ hoạt động 2 ca
− 1/5 động lực chính phụ hoạt động 1 ca
Ta có:
A1 = 2/5 x 3600 x 411,93 x 0,6 = 355907,52 kw A2 = 2/5 x 2400 x 411,93 x 0,6 = 237271,68 kw A3 = 1/5 x 1200 x 411,93 x 0,6 = 59317,92 kw
Vậy Ađl = 355907,52 + 237271,68 + 59317,92 = 652497,12 kw 6.3.6.3. Tổng công suất tiêu thụ cả năm
A = Km x (Acs + Ađl)
Trong đó Km: hệ số tổn hao trên mạng hạ áp, Km = 1,06
→ A = 1,06 x (378885,6 + 652497,12) = 1093265,68 kw/năm Tính kích thước cho trạm biến thế
Diện tích: 36m2
Kích thước: 6 x 6 x 6 (m)