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        錦屏二級(jí)水電站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)淺析

        2017-10-16 14:21:51朱斌高國(guó)張青偉秦海龍
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2017年29期
        關(guān)鍵詞:系統(tǒng)

        朱斌++高國(guó)++張青偉++秦海龍

        摘 要:通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)對(duì)地下廠房式水電站廠內(nèi)空氣溫濕度的調(diào)節(jié)至關(guān)重要,文章通過對(duì)錦屏二級(jí)水電站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)的分析,有針對(duì)性地提出了合理的優(yōu)化建議,為后續(xù)同類型水電站通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了一個(gè)可借鑒的案例。

        關(guān)鍵詞:通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng);地下廠房;溫度;控制

        中圖分類號(hào):TM622 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):2095-2945(2017)29-0110-02

        前言

        錦屏二級(jí)水電站位于四川省涼山彝族自治州木里、鹽源、冕寧三縣交界處的雅奢江干流錦屏大河灣上,電站總裝機(jī)容量4800MW,單機(jī)容量600MW,屬于地下引水發(fā)電廠房。

        對(duì)于地下水電站廠房復(fù)雜的濕熱環(huán)境,必須借助一定的通風(fēng)設(shè)備,除去廠房?jī)?nèi)多余的濕熱負(fù)荷,以維持廠房?jī)?nèi)舒適的環(huán)境,以保證現(xiàn)場(chǎng)工作人員的身體健康,同時(shí)也為了保證廠房?jī)?nèi)機(jī)電設(shè)備的安全運(yùn)行。

        本文通過對(duì)錦屏二級(jí)水電站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的介紹,指出存在的問題,并提出探討性的建議,為后續(xù)同類型地下水電站的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供借鑒和參考。

        1 通風(fēng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

        1.1 空間布局

        錦屏二級(jí)電站地下廠房由主廠房、主變洞、端副廠房三大洞室構(gòu)成,通風(fēng)系統(tǒng)分別從進(jìn)場(chǎng)交通洞和通風(fēng)兼安全洞進(jìn)風(fēng),在廠內(nèi)各層進(jìn)行循環(huán)通風(fēng)后,最后從廠左主變排風(fēng)洞和廠頂排風(fēng)排煙洞排出,實(shí)現(xiàn)廠內(nèi)通風(fēng)除濕,從圖1中可以看到全廠空氣的流通情況。

        1.2 設(shè)備構(gòu)成

        地下廠房空間巨大,整個(gè)廠房通風(fēng)存在復(fù)雜的串并聯(lián)關(guān)系,廠房?jī)?nèi)通風(fēng)效果的實(shí)現(xiàn)必須依靠組織的氣流,通過送風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)、風(fēng)道、風(fēng)口、風(fēng)閥等設(shè)施使氣流流而不亂。錦屏二級(jí)水電站通風(fēng)設(shè)備主要由4臺(tái)組合式雙表冷空調(diào)箱、2臺(tái)螺桿式冷水機(jī)組、若干風(fēng)機(jī)及各類除濕機(jī)構(gòu)成。

        1.3 通風(fēng)系統(tǒng)控制及運(yùn)行

        通風(fēng)系統(tǒng)控制部分由2臺(tái)上位機(jī)和14臺(tái)現(xiàn)地控制單元構(gòu)成,現(xiàn)地控制單元就近監(jiān)視附近區(qū)域的溫濕度、各類風(fēng)機(jī)和除濕機(jī)運(yùn)行狀態(tài),接收上位機(jī)下發(fā)的控制命令,啟動(dòng)風(fēng)機(jī)、組合式空調(diào)以及水循環(huán)系統(tǒng)。

        日常通風(fēng)模式,組合式空調(diào)不運(yùn)行,通過全廠各類送風(fēng)機(jī)和排風(fēng)機(jī),使主廠房、主變洞等區(qū)域形成負(fù)壓,新鮮空氣由進(jìn)廠交通洞和通風(fēng)兼安全洞送至廠內(nèi)實(shí)現(xiàn)空氣置換。

        特殊通風(fēng)模式,當(dāng)廠內(nèi)發(fā)熱量過大以及季節(jié)溫濕度的變化,在夏季普通通風(fēng)模式已不能滿足廠內(nèi)空氣溫濕度的要求,此時(shí)啟動(dòng)組合空調(diào)運(yùn)行模式,圖2是組合空調(diào)運(yùn)行的八種模式,根據(jù)溫度和濕度在模式之間切換,從圖3可以看出從模式一到模式八,控制流程中啟用的組合空調(diào)或表冷器數(shù)量不斷增多,通風(fēng)降溫效果不斷加強(qiáng),達(dá)到滿足廠內(nèi)溫濕度要求。

        空調(diào)各運(yùn)行模式下設(shè)備投運(yùn)情況

        2 存在的問題

        2.1 預(yù)制風(fēng)管堵塞、泄露

        地下廠房施工是先將山體內(nèi)部掏空,再進(jìn)行廠房建設(shè),為穩(wěn)固地下洞室,會(huì)使用大量錨索加固山體,而預(yù)制風(fēng)管位于廠房外緣與自然山體之間,空間狹窄,錨索縱橫交錯(cuò),無法進(jìn)行整體式風(fēng)管制作,根據(jù)空間情況采取鋼結(jié)構(gòu)風(fēng)管與磚混管道結(jié)合的制作模式,且后期土建過程中,存在泥漿下泄堵塞部分風(fēng)管的情況,導(dǎo)致多數(shù)送排風(fēng)管道存在一定程度的堵塞和泄露,使得實(shí)際供風(fēng)量小于設(shè)計(jì)值。

        2.2 部分區(qū)域風(fēng)機(jī)缺乏

        目前GIS大廳、主變中間層溫度較為干燥悶熱,是由于該區(qū)域未形成空氣流動(dòng)造成的,GIS大廳右側(cè)僅有一處送風(fēng)口,GIS大廳左側(cè)有兩臺(tái)SF6排風(fēng)機(jī),大廳上下游側(cè)墻面底部分布若干小面積SF6排風(fēng)口,但由于熱空氣上浮、冷空氣下沉的原理,該區(qū)域熱風(fēng)很難排出,導(dǎo)致溫度積聚。GIS大廳頂部為主變室、中間層排風(fēng)機(jī)出口,溫度較高,且拱頂未進(jìn)行隔熱材料處理,僅有厚度為250mm的鋼筋混凝圖,存在熱量傳導(dǎo)的作用。

        2.3 排風(fēng)廊道存在建筑物阻擋

        主變拱頂是主變室區(qū)域和主廠房區(qū)域的排風(fēng)機(jī)的主要排風(fēng)場(chǎng)所,大量熱風(fēng)排至此處,再經(jīng)由廠左排風(fēng)廊道有廠左排風(fēng)機(jī)排出廠外。主變拱頂和副廠之間存在一處樓梯出口,使得風(fēng)道送風(fēng)面積縮減。

        2.4 組合空調(diào)控制邏輯復(fù)雜

        全廠端副和安裝間頂樓各設(shè)置2臺(tái)組合式空調(diào)表冷箱,設(shè)計(jì)的控制模式分為8種,1~4模式為送風(fēng)模式,5~8模式為送風(fēng)+表冷模式,在實(shí)際使用中采取溫濕度控制,在模式之間進(jìn)行切換。模式設(shè)置過多,導(dǎo)致控制邏輯復(fù)雜,設(shè)備可靠性降低,維護(hù)量增大。

        3 優(yōu)點(diǎn)

        3.1 綜合利用進(jìn)風(fēng)通道

        在通風(fēng)進(jìn)口的選取上利用進(jìn)廠交通洞做進(jìn)風(fēng)洞。交通洞口至主廠房約1.5公里,屬于深埋式建筑,且有多處支洞,與山體連通性良好,空氣與巖體存在熱交換,可使夏季廠外空氣進(jìn)行自然降溫,廠外空氣進(jìn)入廠內(nèi)約降低8℃,達(dá)到了初步降溫的效果,同時(shí)減少了進(jìn)風(fēng)洞的開挖量。

        3.2 利用天然冷源降溫

        錦屏二級(jí)電站屬于引水式電站,利用長(zhǎng)達(dá)17公里的錦屏山引水隧洞,將二級(jí)攔河閘壩庫區(qū)內(nèi)的水引至二級(jí)地下廠房發(fā)電,由于引水隧道深埋錦屏山底,尾水水溫常年約為8~15℃,是極好的天然冷源。組合式空調(diào)一級(jí)表冷器水源取自機(jī)組蝸殼尾水,降低運(yùn)行費(fèi)用,符合國(guó)家提倡的綠色節(jié)能產(chǎn)業(yè)政策。

        4 地下廠房通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)建議

        4.1 重視系統(tǒng)方案設(shè)計(jì),強(qiáng)化施工質(zhì)量

        通風(fēng)系統(tǒng)由大量風(fēng)管、風(fēng)道構(gòu)成,在水電站的建設(shè)工期中,屬于前期土建施工,一旦施工完成,無法改變其基本結(jié)構(gòu)。這就要求設(shè)計(jì)人員做好系統(tǒng)模擬,認(rèn)真規(guī)劃風(fēng)道和風(fēng)管的布置,實(shí)現(xiàn)通風(fēng)效果的最優(yōu)化。在土建施工中,對(duì)風(fēng)道的安裝制作要保質(zhì)保量完成,采取整體式風(fēng)管,減少風(fēng)管內(nèi)風(fēng)量泄露和堵塞。

        4.2 簡(jiǎn)化控制流程,提高可靠性

        控制流程的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)電站的具體實(shí)際,而不應(yīng)采用通用式的設(shè)計(jì)流程,例如錦屏二級(jí)電站可將控制流程簡(jiǎn)化為汛期模式和枯期模式,汛期機(jī)組滿發(fā),廠內(nèi)設(shè)備產(chǎn)生熱量較大,應(yīng)使用強(qiáng)度較高的模式,而冬季室內(nèi)溫度較低且運(yùn)行機(jī)組數(shù)量偏少,應(yīng)使用強(qiáng)度較低的模式,由于已采用天然冷源,可不使用冷水機(jī)組制冷,減少設(shè)備量。

        5 結(jié)束語

        錦屏二級(jí)水電站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)基本能滿足廠內(nèi)通風(fēng)除濕的需要,但存在一些可優(yōu)化的方面。對(duì)于地下式廠房,通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)對(duì)廠內(nèi)的空氣調(diào)節(jié)作用巨大。本文通過對(duì)錦屏二級(jí)電站通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)分析,對(duì)后續(xù)同類型電站的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工、建造,提供了一個(gè)可借鑒的案例,對(duì)于地下廠房應(yīng)重視通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的前期方案確立和后期建筑施工的實(shí)現(xiàn)。

        參考文獻(xiàn):

        [1]鐘持政.溪洛渡水電站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)[J].水電站設(shè)計(jì),2007,23(4):17-21.

        [2]劉勇,龔勝?gòu)?qiáng),陳林樂,等.白鶴灘水電站局部空調(diào)啟停對(duì)主廠房溫度場(chǎng)的影響研究[J].制冷與空調(diào),2016,30(3):273-277.

        [3]何帆.淺談龍灘水電站地下廠房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的方案及節(jié)能[J].水電站機(jī)電技術(shù),2014,37(4):71-73.

        [4]謝鋒.淺談通風(fēng)與空調(diào)工程系統(tǒng)調(diào)試技術(shù)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2012(30):237.

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