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        淺談猴子巖水電站通風(fēng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化

        2018-03-27 10:20:12川,國(guó)
        四川水力發(fā)電 2018年5期
        關(guān)鍵詞:平洞洞室豎井

        陳 川, 李 治 國(guó)

        (中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司,四川 成都 610072)

        1 工程概況

        猴子巖水電站位于甘孜藏族自治州康定縣境內(nèi),廠房為地下廠房。電站按“為無(wú)人值班,少人值守”原則設(shè)計(jì)。猴子巖水電站的氣象資料主要依據(jù)丹巴氣象站提供的氣象參數(shù)進(jìn)行修正計(jì)算后確定如下:

        年平均溫度 14.5 ℃

        極端最高溫度 37.7 ℃

        極端最低溫度 -10.6 ℃

        最熱月平均溫度 22.5 ℃

        夏季通風(fēng)溫度 28 ℃,

        年平均相對(duì)濕度 52%

        夏季通風(fēng)相對(duì)濕度 61%(丹巴為42%)

        夏季空調(diào)溫度 31.6 ℃

        夏季空調(diào)濕球溫度 20.5 ℃

        冬季通風(fēng)溫度 4 ℃

        冬季采暖溫度 1 ℃

        冬季空調(diào)溫度 0 ℃

        夏季最多風(fēng)向 ENE

        猴子巖電站采用自然進(jìn)風(fēng)和機(jī)械送風(fēng)、機(jī)械排風(fēng)的通風(fēng)方式。另設(shè)置局部空調(diào)和局部除濕。

        廠房進(jìn)風(fēng)一路通過(guò)風(fēng)機(jī)送風(fēng)至廠房拱頂,再通過(guò)風(fēng)口下送至發(fā)電機(jī)層。然后經(jīng)發(fā)電機(jī)層夾墻預(yù)埋風(fēng)管由風(fēng)機(jī)送至發(fā)電機(jī)以下各層及副廠房;另一路通過(guò)交通洞自然進(jìn)風(fēng),到達(dá)廠內(nèi)。

        廠房排風(fēng)一部分經(jīng)主廠房拱頂排風(fēng)道的排風(fēng)機(jī)直接排至室外,為主廠房排風(fēng)系統(tǒng);另一部分排風(fēng)經(jīng)母線道后再經(jīng)母線道端部夾墻排至主變風(fēng)道層,由主變排風(fēng)機(jī)和排風(fēng)道排至室外,為主變洞排風(fēng)系統(tǒng)。其余部分排風(fēng)通過(guò)出線洞的排風(fēng)機(jī)排至室外。主廠房排風(fēng)系統(tǒng)和主變洞排風(fēng)系統(tǒng)均為全廠主排風(fēng)系統(tǒng),承擔(dān)全廠85%以上的排風(fēng)任務(wù)。

        2 可研階段及招標(biāo)階段設(shè)計(jì)

        可研設(shè)計(jì)階段,主廠房排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)風(fēng)量為:17.99×104m3/h;主變洞排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)風(fēng)量:50.03×104m3/h。全廠總通風(fēng)量為:81.33×104m3/h。

        主廠房排風(fēng)系統(tǒng)由副廠房端頭的風(fēng)道層、排風(fēng)豎井、主廠排風(fēng)機(jī)室、主廠房排風(fēng)平洞、聯(lián)合排風(fēng)平洞組成。廠房排風(fēng)道末端為廠房排風(fēng)豎井,排風(fēng)豎井高約127 m,直徑4.0 m;然后通過(guò)廠房風(fēng)機(jī)室進(jìn)入聯(lián)合排風(fēng)平洞,聯(lián)合排風(fēng)平洞為廠房和主變室共同的排風(fēng)平洞,斷面尺寸為6.2 m×7.5 m。洞口位于溢洪洞進(jìn)口處,高程為1 848.00 m,結(jié)合溢洪洞開(kāi)挖的永久邊坡,利用溢洪洞右邊墻頂部作為出口平臺(tái)。

        主變洞排風(fēng)系統(tǒng)由主變室頂拱風(fēng)道層、排風(fēng)豎井、主變室排風(fēng)機(jī)室、排風(fēng)平洞、聯(lián)合排風(fēng)平洞組成。風(fēng)從頂拱風(fēng)道層進(jìn)入設(shè)在主變室中心處的排風(fēng)豎井,排風(fēng)豎井高約120 m,直徑6.2 m;然后通過(guò)主變風(fēng)機(jī)室進(jìn)入排風(fēng)平洞,斷面尺寸為5.0 m×6.5 m,城門洞型。與廠房排風(fēng)洞結(jié)合后,進(jìn)入聯(lián)合排風(fēng)平洞。

        招標(biāo)階段暖通專業(yè)設(shè)計(jì)不變。水工專業(yè)小幅縮減了部分排風(fēng)通道的截面積,總體變化不大。

        3 優(yōu)化的原因

        技施設(shè)計(jì)階段,由于溢洪洞進(jìn)口部位布置調(diào)整,改由明路接入溢洪洞閘室。需將排風(fēng)系統(tǒng)聯(lián)合排風(fēng)平洞洞口位置進(jìn)行調(diào)整。同時(shí),由于廠區(qū)山體內(nèi)洞室縱橫交錯(cuò),空間關(guān)系復(fù)雜,布置難度比較大,在滿足通風(fēng)要求的前提下,如果將廠房排風(fēng)豎井和主變排風(fēng)豎井合并,其它洞室的布置將具有更大的靈活性,為施工支洞的布置提供必要的空間。因此,在技施設(shè)計(jì)階段,對(duì)排風(fēng)系統(tǒng)洞室進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。

        4 優(yōu)化的瓶頸問(wèn)題及其解決

        優(yōu)化的瓶頸問(wèn)題在于:主廠房排風(fēng)系統(tǒng)和主變洞排風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量及風(fēng)壓差異很大,如果合并,兩個(gè)排風(fēng)系統(tǒng)相互干擾很大,會(huì)影響全廠通風(fēng)效果。這也是以往的大型電站沒(méi)有把主廠房排風(fēng)系統(tǒng)和主變洞排風(fēng)系統(tǒng)合并的根本原因。

        經(jīng)反復(fù)研究、計(jì)算和分析,確定主廠房排風(fēng)系統(tǒng)和主變洞排風(fēng)系統(tǒng)合并的基本思路是:

        (1)兩個(gè)主排風(fēng)系統(tǒng)不能完全和并。排風(fēng)機(jī)室不能合并;排風(fēng)機(jī)室與廠房之間洞室不能合并;排風(fēng)機(jī)室與廠外之間洞室可以合并。

        (2)排風(fēng)機(jī)室不能合并,但可以布置在同一洞室內(nèi),用隔墻隔開(kāi)。以便于其它部位的合并。

        (3)盡可能將排風(fēng)機(jī)室設(shè)置在靠近廠房的位置,從而增加可合并洞室的量,減少不可合并洞室的量。

        (4)主廠房排風(fēng)系統(tǒng)和主變洞排風(fēng)系統(tǒng)的全部分機(jī)均裝設(shè)止回閥和電動(dòng)開(kāi)關(guān)閥,以防止兩個(gè)排風(fēng)系統(tǒng)排風(fēng)倒灌的發(fā)生。

        5 優(yōu)化調(diào)整方案

        優(yōu)化調(diào)整方案,重新設(shè)計(jì)兩個(gè)排風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量和風(fēng)壓,盡量避免其相互干擾。通風(fēng)系統(tǒng)總通風(fēng)量相較可研階段提升了20%。主廠房排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)風(fēng)量為:57.8×104m3/h;主變洞排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)風(fēng)量:24.38×104m3/h。全廠總通風(fēng)量為:98×104m3/h。

        方案將可研設(shè)計(jì)階段的兩條排風(fēng)豎井合并成一條聯(lián)合排風(fēng)豎井。主廠房排風(fēng)機(jī)室與主變洞排風(fēng)機(jī)室由分散布置在兩個(gè)豎井頂部,改為集中布置在聯(lián)合排風(fēng)豎井底部,即主變洞右端頭。

        方案中主廠房排風(fēng)系統(tǒng)洞室由主廠房進(jìn)風(fēng)兼排風(fēng)洞、廠房排風(fēng)平洞、主廠房排風(fēng)機(jī)室、聯(lián)合排風(fēng)豎井和聯(lián)合排風(fēng)平洞組成。主變洞排風(fēng)系統(tǒng)洞室由主變洞排風(fēng)機(jī)室、聯(lián)合排風(fēng)豎井和聯(lián)合排風(fēng)平洞組成。聯(lián)合排風(fēng)豎井高約106 m,直徑7.3 m。

        優(yōu)化調(diào)整后的主廠房排風(fēng)系統(tǒng)廠房排風(fēng)系統(tǒng)由副廠房端頭的風(fēng)道層、通風(fēng)洞、主廠房排風(fēng)平洞、主廠排風(fēng)機(jī)室、聯(lián)合排風(fēng)機(jī)室、聯(lián)合排風(fēng)豎井以及聯(lián)合排風(fēng)平洞組成。通風(fēng)洞將進(jìn)風(fēng)洞與廠房排風(fēng)道合二為一,并用隔墻隔開(kāi),長(zhǎng)440.04 m,斷面尺寸為8.0 m×9.0 m,城門洞型。廠房排風(fēng)道末端為廠房排風(fēng)平洞,結(jié)合主變施工上支洞改建而成,長(zhǎng)63 m,斷面尺寸為8.0 m×7.0 m,城門洞型。廠房排風(fēng)道末端接主廠房排風(fēng)機(jī)室,在頂拱聯(lián)合排風(fēng)機(jī)室匯合后進(jìn)入聯(lián)合排風(fēng)豎井,高103.7 m,直徑為φ7.3m。再通過(guò)聯(lián)合排風(fēng)平洞排至溢洪洞進(jìn)口1 848 m高程。聯(lián)合排風(fēng)豎井高程1 840.0 m,與該處省道S211復(fù)建公路高程相當(dāng),可方便通過(guò)S211布置施工通道進(jìn)行聯(lián)合排風(fēng)平洞和豎井開(kāi)挖,聯(lián)合排風(fēng)平洞出口結(jié)合頂層灌漿廊道布置,施工通道和出口的布置有效的減少了與大壩標(biāo)的施工干擾。

        根據(jù)優(yōu)化調(diào)整后的方案布置,主廠房排風(fēng)和主變洞排風(fēng)在主變端頭匯合,2條豎井合并為一條聯(lián)合排風(fēng)豎井,線路簡(jiǎn)潔,土建工程量得到了優(yōu)化。在通風(fēng)系統(tǒng)總通風(fēng)量提升了20%的情況下,主廠房排風(fēng)機(jī)室與主變洞排風(fēng)機(jī)室由分散布置在兩個(gè)豎井頂部改為集中布置在主變洞右端頭,有利于風(fēng)機(jī)室內(nèi)的通風(fēng)和電氣設(shè)備的安裝和檢修。

        6 結(jié) 語(yǔ)

        技施設(shè)計(jì)階段,由于溢洪洞進(jìn)口部位布置調(diào)整,改由明路接入溢洪洞閘室。需將排風(fēng)系統(tǒng)聯(lián)合排風(fēng)平洞洞口位置進(jìn)行調(diào)整。同時(shí),由于廠區(qū)山體內(nèi)洞室縱橫交錯(cuò),空間關(guān)系復(fù)雜,布置難度比較大,在滿足通風(fēng)要求的前提下,如果將廠房排風(fēng)豎井和主變排風(fēng)豎井合并,其它洞室的布置將具有更大的靈活性,為施工支洞的布置提供必要的空間。猴子巖電站對(duì)全廠主排風(fēng)系統(tǒng)洞室的優(yōu)化調(diào)整,主要是基于簡(jiǎn)化廠區(qū)山體內(nèi)洞室系統(tǒng)的目的,同時(shí)也起到了節(jié)約土建工程量和便于機(jī)電安裝和檢修的作用。

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