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長江三峽左岸電站通風空調系統設計

09-03 12:40:27  瀏覽次數:566次  欄目:暖通空調
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  1、概述

  三峽工程是我國最大的跨世紀工程,三峽電站是連接華中、華東電網及對川東地區供電的關鍵性電站。搞好三峽電站廠房的通風、空調設計,對于保證發電機組的安全運行,改善運行人員的身心健康起著重要的作用。

  左岸電站廠房的通風、空調系統分別在1992年和1994年進行了初步設計和單項工程技術設計,1996年9月,中國長江三峽開發總公司正式行文我委,將廠房改為封閉式廠房。針對這一改變,原來的空調方案要作較大的修改,1998年8月,我委提出了《長江三峽水利樞紐電站廠房通風、空調專題報告》,在該報告中對原來的設計方案作了以下較大的修改:

 、偬岣吡藦S內空氣環境的設計標準。三峽電站舉世聞名,又濱臨著名的三峽風景區,建成后必然成為中外旅游參觀的熱點。所以,廠內空氣環境的設計宜采用較高標準進行;

 、谥鲝S房發電層的送回風方式由原來的上游送、下游排的“直流式”改為現在的上、下游對送,中間搭接的分層空調送風方式;

 、塾捎谛乱淮娮佑嬎銠C設備對環境溫濕度的要求不太嚴格,所以對中控室、電算室等房間采用了一般的舒適性空氣調節設計標準;

 、芸紤]到整個廠房的建設周期很長,機電設備要分期投入使用的特點,特別是布置在廠內的勵磁變壓器室、單元控制室等部位,是機組發電的關鍵部位,設備發熱量大,對環境溫濕度要求高,在這些部位設置了能同期投入運行的2號中央空調系統,并設置了能遠程監控的感溫探頭;

 、萦捎趪覍ο赖囊笤絹碓絿栏,根據新的規范,對全廠所有需要防、排煙的部位,均設置了機械防、排煙系統或自然排煙系統;

 、蘅照{主機取消了原來的水冷式冷水機組,改用先進的電腦全自動控制風冷式冷水機組,省去了冷卻塔和冷卻水管路,簡化了系統;

 、呷珡S通風、空調系統采用計算機監控,按無人值班,少人值守的原則,所有通風、空調設備的運行均能遠程觀測、啟、停。

  專題設計報告于1998年10月、1999年12月由三峽總公司技委會、機電工程部分別在北京和宜昌三峽總公司大樓組織有關專家進行了審查并獲得通過。主廠房發電機層的分層空調設計方案經重慶建筑大學進行熱態模型模擬實驗,證明設計是先進的,與全室空調相比,可以節省冷量約30%以上。以后施工圖階段的設計工作均是按照專題報告的設計內容、模型實驗的結論及專家審查意見執行的。

  2、設計原則和基本參數的選擇

  2.1 設計原則

  在總結以往水電站建設暖通設計的經驗基礎上,結合三峽工程的實際情況,從改善三峽電站工作環境,確保設備的安全運行,提高人員的工作效率,電站廠房通風、空調的設計遵循以下設計原則:

 、僦蛋嗳藛T短期巡邏,內設一般機械、儀表的房間,如主廠房水輪機層,下游副廠房各層等,采用機械通風(加輔助冷源)的方案;

 、谥鲝S房發電機層采用分層空調,以節約冷量;

 、壑蛋嗳藛T經常工作以及內有對環境要求較高的機電設備房間,如中控室、單元控制室、勵磁變壓器室、通訊室、辦公室等,采用一般舒適性空調方案;

 、苡蛶、GIS室、蓄電池室、氣體滅火器瓶存放室等特殊部位,采用單獨排風系統。

  2.2 室外空氣計算參數選擇

  三斗坪壩區位于宜昌和巴東之間,其河谷地形也介于二者之間,參照宜昌和巴東二地的氣象參數統計資料,確定壩區的各項室外空氣計算參數,作為三峽電站通風、空調的設計條件,如表-1所示。

  表-1 壩區室外空氣計算參數

序號  名 稱  單 位  數 值  1  年平均空氣溫度  ℃  17.3  2  夏季空調室外計算干球溫度  ℃  35.9  3  夏季空調室外計算濕球溫度  ℃  27.9  4  夏季空調室外計算日平均溫度  ℃  32  5  夏季通風室外計算溫度  ℃  33  6  夏季通風室外計算相對濕度  %  59  7  夏季室外計算大氣壓力  hPa  987.9  8  冬季空調室外計算干球溫度  ℃  -2  9  冬季空調室外計算相對濕度  %  70  10  冬季采暖室外計算溫度  ℃  1  11  冬季室外計算大氣壓力  hPa  1007.9 

  2.3 室內空氣設計參數選擇

  按照廠房各部位的功能,工作場所的重要性及工作人員、機電設備的運行需要,依據國家有關規范,考慮到三峽電站的特殊性,確定廠房各部位的室內空氣設計參數如表-2.

  表-2 室內空氣設計參數

序號  部 位  夏 季  冬 季  溫度℃  相對濕度%  溫度℃  相對濕度%  1  主廠房發電機層  ≤28  ≤70  ≥12  ≤70  2  水輪機層及下游副廠房各層  ≤28  ≤75  ≥12  ≤70  3  上游副廠房各層  ≤30  —  ≥12  —  4  變壓器室、母線室、電抗器室、GIS室  ≤35  —  ≥12  —  5  電算室、中控室、通訊室、單元控制室、其它房間(辦公室)等  ≤27  40~60  16~20  40~60 

  3、負荷計算經計算

  全廠通風、空調總熱負荷約為753.16×104kcal/h,總余濕量約為355.0kg/h.見表-3.

  表-3 左岸電站廠房通風、空調熱、濕負荷表

序號  部 位  熱負荷
(×104kcal/h)  余濕量
(356.2kg/h)  1  67.00m層主廠房水輪機層  24.59  20.0  2  67.00m層上游副廠房(勵磁變壓器)  84.28    3  75.30m層上游副廠房  74.56    4  93.60m層上副GIS室  129.88    5  75.30m層安Ⅱ下副機修間  19.75  8.0  6  75.30m層主廠房發電機層  304.1  12.0  7  82.00m層安Ⅱ上副中控室  4.75  1.2  8  82.00m層安Ⅱ上副電算室、輔助盤室  3.67  1.2  9  82.00m層安Ⅱ上副交接班室、大廳  5.59  2.4  10  89.25m層安Ⅱ上游副廠房  12.28  12.0  11  87.80m層安Ⅲ上游副廠房  9.83  12.0  12  93.60m層安Ⅱ上副至大壩110.4m層觀光扶梯  12.6  4.0  13  75.30m層上副單元控制室  61.18  6.0  14  82.00m層安Ⅲ上副保護盤室  6.1  1.2  15  67.00m層下游副廠房    125.0  16  61.24m層及以下各層下游副廠房、水車室    150.0  17  合計  753.16  355.0 

  4、設計方案全廠設有3個中央空調系統、1個主廠房水輪機層及下游副廠房各層通風空調系統、3個單獨空調系統、9個單獨排風系統和4個防、排煙系統以及廠內除濕系統。

  4.1 中央空調系統

  4.1.1 1號中央空調系統

  主要負責對主廠房發電機層、上、下游副廠房75.30m層等部位進行空調,兼顧向水輪機層上游側的柜式風機盤管機組提供冷源以及向上游副廠房75.30m層的單元控制室、67.00m層勵磁變壓器室少量送冷風。

  本系統的冷源分別設在上游廠壩平臺和安Ⅲ段水輪機層。其中上游廠壩平臺布置6組模塊式風冷冷水機組,負責生產和供應本系統空調設備所需的冷凍水,還兼顧向布置在主廠房水輪機層上游墻處的立柜式風機盤管機組供應冷凍水。冷凍水供、回水水池和水泵房設在安Ⅲ段主廠房水輪機層,水泵房內設有管道離心式水泵14臺。

  在上游副廠房82.00m層的3號、5號、9號、13號機組段、下游副廠房75.30m層的1號、4號、7號、11號機組段各設有1個空調機房,每個空調機房內布置1組組合式空氣處理機組,每組組合式空氣處理機組均由“新風回風混合初效過濾段”、“表冷段”、“風機段”、“均流段”、“中效過濾段”、“消聲段”、“送風段”共7個功能段組成。上述8組組合式空氣處理機組所需的冷凍水由安Ⅲ段水泵房水泵從冷凍水供水池抽取,然后通過管道供給,回水通過管道直接回到安Ⅲ段冷凍水回水池。組合式空氣處理機組對主廠房發電機層的回風和新風進行處理后,通過上、下游副廠房75.30m層頂部縱貫全廠的空調送、回風道向主廠房發電機層送風和回風。

  另外,在上游副廠房75.30m層每個機組段發電機制動開關室上游左側,布置有一個送風豎井,送風豎井上部接上游側頂部送風道,左側開送風口向單元控制室送冷風;下部在67.00m層頂部安裝送風口,向下面勵磁變壓器送冷風。

  1號中央空調系統的新風源是廊道風,通過安Ⅲ段、14號機組段2條引風廊道從大壩廊道引入,在下游75.30m層4個組合式空氣處理機房內與回風混合,經組合式空氣處理機組處理后送入廠房。

  4.1.2 2號中央空調系統

  主要負責對上游副廠房75.30m層的單元控制室、7號機組段的電梯機房、67.00m層勵磁變壓器室以及安Ⅲ段82.00m層保護盤室、載波機室、安Ⅲ段及7號機組段87.80m層上游副廠房、安Ⅱ段82.00m層大廳、交接班室、安Ⅱ段及1號機組段89.25m層上游副廠房等部位進行空調。

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