海島抽水蓄能電站通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)探討

　　摘要抽水蓄能電站具有廣闊的發(fā)展前景，由于海洋環(huán)境的特殊性，海島抽水蓄能電站面臨著諸多問(wèn)題。以南部某海島站址的地下廠房為例，介紹其通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路、通風(fēng)流程、鹽霧控制及其所面臨的一些問(wèn)題，并從空氣流程、風(fēng)速和進(jìn)風(fēng)口等方面分析探討這些問(wèn)題的對(duì)策，可為海島抽水蓄能電站工程通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供參考。

　　關(guān)鍵詞：海島抽水蓄能電站通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)流程鹽霧控制

　　0引言

　　在大力發(fā)展可再生能源、節(jié)能減排和低碳經(jīng)濟(jì)的背景下，我國(guó)需要建設(shè)更多的抽水蓄能電站[1]。我國(guó)海岸線綿長(zhǎng)，在淡水資源缺乏、常規(guī)抽蓄建設(shè)條件差的沿海地區(qū)和海島上，具備優(yōu)越的建設(shè)海島抽水蓄能電站的條件。建設(shè)海島抽水蓄能電站可以提高海島地區(qū)供電質(zhì)量，保障供電需求，促進(jìn)海島區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，降低傳統(tǒng)石化能源的依賴程度，有利于電力系統(tǒng)靈活調(diào)峰，具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。與常規(guī)抽水蓄能電站不同的是，海洋大氣鹽霧含量高于陸地，尤其在南部海洋地區(qū)還有高溫高濕的特點(diǎn)，將含鹽的濕熱空氣送入廠房會(huì)加速設(shè)備的腐蝕，這關(guān)系到電站運(yùn)行狀態(tài)和使用壽命。因此分析并設(shè)計(jì)符合海洋環(huán)境的地下廠房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)是當(dāng)前海島抽水蓄能電站建設(shè)的一項(xiàng)重要任務(wù)。

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　　1地下廠房的布置特征

　　海島抽蓄電站單機(jī)容量小，裝機(jī)臺(tái)數(shù)少，廠房系統(tǒng)通常采用地下一洞式布置[2]，以大萬(wàn)山島站址為例，電站總裝機(jī)容量為20MW，布置有臺(tái)10MW可變速抽水蓄能機(jī)組，地下廠房開(kāi)挖尺寸為61.0m×26.0m×25.0m(長(zhǎng)寬高，下同，其中機(jī)組段長(zhǎng)37，安裝間長(zhǎng)18.0，主廠房尺寸為61m×16m×25，設(shè)有層，從上至下分別為發(fā)電機(jī)層、水輪機(jī)層、廊道層。主變室的尺寸為m×16m×11，設(shè)在發(fā)電機(jī)層的左側(cè)，室內(nèi)布置有臺(tái)主變壓器。在主廠房的出水側(cè)設(shè)副廠房，其尺寸為61m×10m×11;副廠房共有兩層，上層有開(kāi)關(guān)柜室、勵(lì)磁變壓器室、廠用變壓器室、變頻器室等房間，下層有蓄電池室、二次設(shè)備室、直流系統(tǒng)事、會(huì)議辦公室等房間。

　　2通風(fēng)流程設(shè)計(jì)

　　基于對(duì)常規(guī)抽水蓄能電站地下廠房通風(fēng)通道方案的研究，通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案總體設(shè)計(jì)思路如下：①通風(fēng)方案的擬定，除了滿足運(yùn)行期地下洞室的永久通風(fēng)要求，還應(yīng)滿足施工期地下洞室的臨時(shí)通風(fēng)要求，盡可能做到永臨結(jié)合，減少工程投資;②通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)充分利用已布置的地下廠房樞紐洞室群以及施工支洞進(jìn)行設(shè)計(jì)，在充分利用已有的地下廠房樞紐洞室群以及施工支洞仍不能滿足通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求時(shí)，才考慮增加必要的附屬洞室，如排風(fēng)豎井。③通風(fēng)的流程應(yīng)考慮各區(qū)域的位置關(guān)系、發(fā)熱量分布、各場(chǎng)所的溫度、濕度、鹽霧控制要求、進(jìn)排風(fēng)洞的設(shè)置等因素[3]，通風(fēng)的流程應(yīng)由設(shè)計(jì)溫度要求高的區(qū)域流向設(shè)計(jì)溫度要求低的區(qū)域，人員集中的地區(qū)采用室外新風(fēng)，發(fā)熱量高的設(shè)備房間采用其他區(qū)域回風(fēng)，氣流組織合理。地下廠房?jī)?nèi)的主廠房人員較集中，是最核心、最重要的部位，但發(fā)熱量一般。

　　主變室布置在主廠房的一端，發(fā)熱量大，相關(guān)規(guī)范中要求排風(fēng)溫度不大于40℃，人員活動(dòng)較少。副廠房布置在主廠房出水側(cè)，第一層主要是配電房、變頻器室等設(shè)備房間，設(shè)備發(fā)熱量較大，第二層是控制、監(jiān)視、通訊、試驗(yàn)、管理和工作的場(chǎng)所，也是工作人員在副廠房集中的地方，第三層可以布置通風(fēng)空調(diào)設(shè)備和進(jìn)排風(fēng)的設(shè)備。根據(jù)廠房各部位的負(fù)荷特點(diǎn)，可擬定地下廠房的氣流流程為：室外新風(fēng)從進(jìn)風(fēng)道進(jìn)入廠房，空氣處理機(jī)處理后經(jīng)拱頂和混凝土風(fēng)管送入主廠房各部位。主廠房一部分回風(fēng)進(jìn)入主變室，再經(jīng)風(fēng)機(jī)排入排風(fēng)道。另一部分回風(fēng)進(jìn)入副廠房發(fā)熱量大，但人員少的設(shè)備房間，再經(jīng)風(fēng)機(jī)排入排風(fēng)道。副廠房管理和控制等房間，是工作人員集中的地方，室外新風(fēng)經(jīng)空調(diào)設(shè)備處理后送入，再經(jīng)風(fēng)機(jī)排入排風(fēng)道。

　　3空調(diào)設(shè)計(jì)思路

　　根據(jù)地下廠房熱濕環(huán)境的特點(diǎn)，單純的通風(fēng)系統(tǒng)要排除廠內(nèi)的熱濕負(fù)荷需要的通風(fēng)量巨大，且難以保證任何情況下廠內(nèi)的良好情況，因此大多采用通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)聯(lián)合運(yùn)行的系統(tǒng)。本文結(jié)合已建地下廠房的經(jīng)驗(yàn)給出如下思路：

　　①充分利用地下廠房樞紐洞室以及施工支洞，作為通風(fēng)進(jìn)排風(fēng)道及事故排煙道;并利用地下洞室壁面對(duì)空氣熱、濕交換的自然調(diào)節(jié)作用。

　�、谑彝庑嘛L(fēng)由通風(fēng)洞、通風(fēng)支洞分別進(jìn)入通風(fēng)機(jī)室，在新風(fēng)進(jìn)入通風(fēng)機(jī)房的入口處，設(shè)置空氣過(guò)濾網(wǎng)，以降低空氣鹽霧濃度，提高送入廠房?jī)?nèi)的空氣品質(zhì)和清潔度。

　�、鄹鶕�(jù)不同房間對(duì)空氣參數(shù)的要求，采用不同的通風(fēng)和空調(diào)方式。針對(duì)海島抽水蓄能電站在含鹽高溫高濕環(huán)境下，除了常規(guī)電站的直流式通風(fēng)系統(tǒng)，還可以考慮“最小新風(fēng)量”方案[4]。

　�、苡捎诘靥幒�島，淡水資源有限，廠房空氣調(diào)節(jié)機(jī)械冷源可選用風(fēng)冷式冷水機(jī)組、海水源熱泵機(jī)組、風(fēng)冷多聯(lián)式空調(diào)機(jī)。當(dāng)采用海水作為冷卻水時(shí)，應(yīng)考慮海水的腐蝕性對(duì)制冷設(shè)備的影響，選擇海水直接與制冷劑換熱或通過(guò)換熱器與冷卻水交換的冷卻方式。

　　4控制室內(nèi)鹽霧的措施

　　海洋大氣環(huán)境中鹽霧含量高，對(duì)金屬設(shè)備會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕[5]，進(jìn)而造成設(shè)備、管路和管件的頻繁更換與維護(hù)，這是海島抽水蓄能電站面臨的通風(fēng)設(shè)計(jì)難點(diǎn)。為緩解地下廠房的腐蝕問(wèn)題，可以從兩方面著手，一方面針對(duì)不同等級(jí)的腐蝕環(huán)境使用相應(yīng)的防護(hù)涂層體系，另一方面是從整體控制室內(nèi)的空氣環(huán)境，降低環(huán)境腐蝕性等級(jí)。防護(hù)體系問(wèn)題由其他課題解決，本文重點(diǎn)探討如何控制室內(nèi)的空氣環(huán)境。

　　5結(jié)語(yǔ)

　　相比于常規(guī)抽水蓄能電站，海島鹽霧含量高于陸地，廠房環(huán)境除控制溫濕度外，還應(yīng)采取必要的措施控制鹽霧含量，如采用過(guò)濾除鹽霧技術(shù)、合理選取進(jìn)風(fēng)口�？紤]各區(qū)域的位置關(guān)系、發(fā)熱量分布、各場(chǎng)所的溫度、濕度、鹽霧控制要求、進(jìn)排風(fēng)洞的設(shè)置等因素，通風(fēng)的流程應(yīng)由設(shè)計(jì)溫度要求高的區(qū)域流向設(shè)計(jì)溫度要求低的區(qū)域，人員集中的地區(qū)采用室外新風(fēng)，發(fā)熱量高的房間采用其他區(qū)域回風(fēng)，氣流組織合理。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]石文輝查浩羅魁等.我國(guó)海水抽蓄電站發(fā)展初探[J].研究與探討201537(12)3640.

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　　[3]肖益民劉琳徐蒯東等.地下水電站通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與風(fēng)機(jī)匹配[J].暖通空調(diào)202045(2)：4347.

　　[4]沈玉妹彭煜民葉芷言等.水電站地下廠房最小新風(fēng)量分析[J].暖通空調(diào).202050(4)：586474.

　　作者：龔芳，吳新平，滕軍，李建秋，宋自飛

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