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1电站概况
XX水电站位于湖北省宜昌市三斗坪镇,距下游已建成的葛洲坝水利枢纽40km。整个枢纽主体建筑物由混凝土重力拦河大坝、五级船闸、升船机、左右岸电站厂房等组成。左、右岸厂房各安装14台和12台单机为700MW的水轮发电机组,总装机容量为18,200MW,年平均发电量846.80亿kw·h。
2气候特点
三斗坪镇位于宜昌和巴东之间,其河谷地形也介于二者之间,夏季气候炎热。年平均空气温度17.3℃,夏季空调室外计算干球温度35.9℃,夏季通风室外计算温度33℃。
3设计计算参数
3.1设计参数
3.2 通风空调方式
左岸电站厂房暖通空调设备包括3个中央空调系统、1个主厂房水轮机层及下游副厂房各层通风空调系统、3个独立的空调系统、8个独立排风系统和4个防、排烟系统以及厂内除湿系统。
1)1#中央空调系统:
主要负责对主厂房发电机层、上下游副厂房75.3m高程等部位进行空调,兼顾向上游副厂房67.0m高程少量送冷风。冷源设在上游厂坝平台(见附图1)。末端组合式空气处理机组安装在上游副厂房82.0m高程的空调机房内。在下游副厂房与主厂房夹墙内分别设有纵贯全厂的空调送、回风道,下游侧的风道为土建风道;上游侧的风道为用防火板封隔而成的风道,风道上均匀布置铝合金送、回风口。经上、下游组合式空气处理机组处理后的冷风,通过上、下游副厂房的送风道和每个机组段上、下游的送风管(出风口处安装"妥思"球形喷口),从上、下游侧向主厂房发电机层送风。送风管与风道接口处设置防火阀(见附图2)。
另外,廊道风作为1#中央空调系统的新风源,是通过引风廊道从大坝廊道引来新风。在下游副厂房屋顶上游侧,设有纵贯全厂的土建廊道风道,通过砖砌引风竖井与引风廊道连通将廊道风引至空调机房,以便廊道风能够进入到组合式空气处理机组内,见附图3、附图4 。其廊道风作空调新风空气流程图如下:
2)2#中央空调系统:
主要负责对上游副厂房的励磁变压器、单元控制室以及上游副厂房各层进行空调。冷源是布置在上游副厂房屋顶的5台风冷热泵式冷(热)水机组,4用1备,末端为吊顶式或立式明装柜式风机盘管机组以及卧式暗装风机盘管。
3)3#中央空调系统:
3#中央空调系统负责向上游副厂房办公楼送空调风。
4)廊道风系统:
廊道风系统,本系统负责的范围是主厂房水轮机层、下游副厂房67.0m高程及以下各层。
5)独立空调系统1:
独立空调系统1主要有:观光电梯单独空调系统;三峡球馆单独空调系统;零星分体空调。
6)独立空调系统2:
独立通风系统2主要有:GIS室排风系统;油库排风系统;蓄电池室排风系统;中控室照明夹层排风系统;电抗器排风系统;厂内厕所排风系统转轮检修排风系统;污水处理控制柜室排风系统等。
7)厂内事故防排烟系统:
厂内事故防排烟系统主要有:主厂房发电机层事故排烟系统;上游副厂房封闭楼梯间、电梯间防烟系统;下游副厂房排沙孔启闭机房及机修间排烟系统;上游副厂房75.3m高程、67.0m高程排烟系统。
4坝体廊道引风的技术说明
XX水电站左岸、右岸厂房均利用了廊道风。在上游副厂房与水轮机同高程的其中四个机组段各设有1个送风机房,每个送风机房内设有1个引风室,1个风机室,风量共4×13万m3/h。引风室与风机室之间用初效袋式空气过滤器(整面墙布设)分隔。且通过1条引风廊道从大坝廊道引风,出风口处设置防火阀;风机室内布置1台离心式送风机。廊道风在送风机的抽吸作用下,经引风廊道进入到引风室,再经空气过滤器过滤后,进入到送风机房,由送风机送入到上游侧纵贯全厂的送风道,其余绝大部份空气均通过每个机组段4根明装风管送往主厂房水轮机层。送风气流除一部分被送入水轮机室外,其余部分在吸取了主厂房水轮机层的热、湿负荷后,横穿主厂房水轮机层,通过下游承重墙的门洞进入到与水轮机同高程的下游副厂房,继续吸取该部位的热、湿负荷后,进入该层顶部的排风道。另外,电站还设置了两条引风廊道,向布置于下游侧的4台空气处理机组补充新风,经处理的空气送向发电机层进行空调降温。引风廊道、风机房相对位置见下图:
XX水电站电厂所在地年平均空气温度17.3℃,夏季空调室外计算干球温度35.9℃,夏季通风室外计算温度33℃,夏季通风室外计算相对湿度59%。根据电站运行人员的长期跟踪测试,夏季廊道风出风口温度比较稳定,一般在23℃左右,温降达10℃以上。2008年9月26日我们考察时测试的情况:室外气温为25℃,相对湿度为52%,厂外新风经坝体廊道后出口温度为21.5℃,相对湿度为52%。
坝体廊道取风主要有以下特点:
(1):坝体深埋于地下,常年壁温稳定,坝体廊道壁温夏季低于环境空气温度,冬季高于环境温度。通过三峡水电站运行实践,证明地下廊道对流经空气有显著的加热和冷却能力。
(2):廊道空气温度随通风时间的增加不断升高,特别在初始时刻廊道空气温度上升较快;但通风一定时间后,逐渐趋于平稳,廊道空气温度随时间变化越来越小;
(3):通过廊道的风量越小,风速也就越小,廊道空气与廊道壁面的换热时间越长,廊道空气的温降效果越明显;
(4):随着廊道长的增加,廊道空气与壁面的换热面积也随之增加,廊道空气的温降效果也越明显。
(5):室外空气经过坝体后,其相对湿度增加,其原因可能是水电站所处地区的室外空气露点温度较低,坝体廊道的的壁面温度高于室外空气露点温度,从而造成空气经过坝体廊道以后,起相对湿度增加,所以,利用坝体廊道送风的区域,应设置机械除湿系统。
XX水电站原设计空调水管保温形式为橡塑保温,室外部分水管为橡塑保温外加镀锌铁皮,三峡水电站业主后来对所有通风空调系统进行改造,将空调水管保温形式改为稀土保温,主厂房送风、回风混凝土风道也为稀土保温(稀土保温见附图8、附图9);空调风管改为彩钢板复合风管(见附图10)。
稀土保温材料特点:
(1)导热系数低、保温效果好、防结露、防腐蚀;
(2)防火等级为国家A级;
(3)环保、清洁无污染;
(4)固化效果好,可进行任何形式的表面处理,且处理后有一定硬度;
(5)維修方便、可重复使用。
5廊道送排风流程图
7结论
XX水电站举世闻名。厂房阵容也十分庞大。纯粹的全部引取廊道温降风到厂房不能满足设计规范要求。因此通风空调方案采用廊道温降风和机械制冷降温相结合的方式。
引入坝体廊道风到厂内共分两部分:一部分由风机从坝体廊道引入温降风到引风室经过过滤消声处理后由送风机直接送到主厂房水轮机层(大部分)、交通廊道(小部分),其中水轮机层气流在吸取了热湿负荷后通过门洞到下游副厂房继续吸取热负荷后进入顶层排风道排出厂外。另一部分作为1号中央空调系统的新风源。新风源经廊道温降后经过空调机再处理后送到主厂房发电机层、上、下游副厂房。
发电机层送风采用横向上下对侧射流送风,风口选用了妥思球形风口,送风气流稳定。当室外空气温度37.9℃时,室内温度为27.5℃。
水轮机层在引入廊道风以后,为保证室温满足要求,在水轮机层上游侧设立柜式风机盘管辅助降温。廊道风加空调风,室温为27.2℃。
当室外通风计算温度为33℃时,廊道风出风口温度23℃左右,温降达10℃以上。利用廊道风可节省冷量30%以上。
另外XX水电站在空调水管、风管保温材料上取代了原来的橡塑材料,选用了导热系数低、保温效果好、防结露、防腐蚀的稀土保温材料(防火等级为国家A级、环保、清洁无污染),大大的减少了冷损失,并应用于水轮发电机供水系统管路上,使得管路不会因结露而造成房间潮湿,不但节约了除湿机及通风空调设备的投入量,工作环境也得到很好的改善。
XX水电站位于湖北省宜昌市三斗坪镇,距下游已建成的葛洲坝水利枢纽40km。整个枢纽主体建筑物由混凝土重力拦河大坝、五级船闸、升船机、左右岸电站厂房等组成。左、右岸厂房各安装14台和12台单机为700MW的水轮发电机组,总装机容量为18,200MW,年平均发电量846.80亿kw·h。
2气候特点
三斗坪镇位于宜昌和巴东之间,其河谷地形也介于二者之间,夏季气候炎热。年平均空气温度17.3℃,夏季空调室外计算干球温度35.9℃,夏季通风室外计算温度33℃。
3设计计算参数
3.1设计参数
3.2 通风空调方式
左岸电站厂房暖通空调设备包括3个中央空调系统、1个主厂房水轮机层及下游副厂房各层通风空调系统、3个独立的空调系统、8个独立排风系统和4个防、排烟系统以及厂内除湿系统。
1)1#中央空调系统:
主要负责对主厂房发电机层、上下游副厂房75.3m高程等部位进行空调,兼顾向上游副厂房67.0m高程少量送冷风。冷源设在上游厂坝平台(见附图1)。末端组合式空气处理机组安装在上游副厂房82.0m高程的空调机房内。在下游副厂房与主厂房夹墙内分别设有纵贯全厂的空调送、回风道,下游侧的风道为土建风道;上游侧的风道为用防火板封隔而成的风道,风道上均匀布置铝合金送、回风口。经上、下游组合式空气处理机组处理后的冷风,通过上、下游副厂房的送风道和每个机组段上、下游的送风管(出风口处安装"妥思"球形喷口),从上、下游侧向主厂房发电机层送风。送风管与风道接口处设置防火阀(见附图2)。
另外,廊道风作为1#中央空调系统的新风源,是通过引风廊道从大坝廊道引来新风。在下游副厂房屋顶上游侧,设有纵贯全厂的土建廊道风道,通过砖砌引风竖井与引风廊道连通将廊道风引至空调机房,以便廊道风能够进入到组合式空气处理机组内,见附图3、附图4 。其廊道风作空调新风空气流程图如下:
2)2#中央空调系统:
主要负责对上游副厂房的励磁变压器、单元控制室以及上游副厂房各层进行空调。冷源是布置在上游副厂房屋顶的5台风冷热泵式冷(热)水机组,4用1备,末端为吊顶式或立式明装柜式风机盘管机组以及卧式暗装风机盘管。
3)3#中央空调系统:
3#中央空调系统负责向上游副厂房办公楼送空调风。
4)廊道风系统:
廊道风系统,本系统负责的范围是主厂房水轮机层、下游副厂房67.0m高程及以下各层。
5)独立空调系统1:
独立空调系统1主要有:观光电梯单独空调系统;三峡球馆单独空调系统;零星分体空调。
6)独立空调系统2:
独立通风系统2主要有:GIS室排风系统;油库排风系统;蓄电池室排风系统;中控室照明夹层排风系统;电抗器排风系统;厂内厕所排风系统转轮检修排风系统;污水处理控制柜室排风系统等。
7)厂内事故防排烟系统:
厂内事故防排烟系统主要有:主厂房发电机层事故排烟系统;上游副厂房封闭楼梯间、电梯间防烟系统;下游副厂房排沙孔启闭机房及机修间排烟系统;上游副厂房75.3m高程、67.0m高程排烟系统。
4坝体廊道引风的技术说明
XX水电站左岸、右岸厂房均利用了廊道风。在上游副厂房与水轮机同高程的其中四个机组段各设有1个送风机房,每个送风机房内设有1个引风室,1个风机室,风量共4×13万m3/h。引风室与风机室之间用初效袋式空气过滤器(整面墙布设)分隔。且通过1条引风廊道从大坝廊道引风,出风口处设置防火阀;风机室内布置1台离心式送风机。廊道风在送风机的抽吸作用下,经引风廊道进入到引风室,再经空气过滤器过滤后,进入到送风机房,由送风机送入到上游侧纵贯全厂的送风道,其余绝大部份空气均通过每个机组段4根明装风管送往主厂房水轮机层。送风气流除一部分被送入水轮机室外,其余部分在吸取了主厂房水轮机层的热、湿负荷后,横穿主厂房水轮机层,通过下游承重墙的门洞进入到与水轮机同高程的下游副厂房,继续吸取该部位的热、湿负荷后,进入该层顶部的排风道。另外,电站还设置了两条引风廊道,向布置于下游侧的4台空气处理机组补充新风,经处理的空气送向发电机层进行空调降温。引风廊道、风机房相对位置见下图:
XX水电站电厂所在地年平均空气温度17.3℃,夏季空调室外计算干球温度35.9℃,夏季通风室外计算温度33℃,夏季通风室外计算相对湿度59%。根据电站运行人员的长期跟踪测试,夏季廊道风出风口温度比较稳定,一般在23℃左右,温降达10℃以上。2008年9月26日我们考察时测试的情况:室外气温为25℃,相对湿度为52%,厂外新风经坝体廊道后出口温度为21.5℃,相对湿度为52%。
坝体廊道取风主要有以下特点:
(1):坝体深埋于地下,常年壁温稳定,坝体廊道壁温夏季低于环境空气温度,冬季高于环境温度。通过三峡水电站运行实践,证明地下廊道对流经空气有显著的加热和冷却能力。
(2):廊道空气温度随通风时间的增加不断升高,特别在初始时刻廊道空气温度上升较快;但通风一定时间后,逐渐趋于平稳,廊道空气温度随时间变化越来越小;
(3):通过廊道的风量越小,风速也就越小,廊道空气与廊道壁面的换热时间越长,廊道空气的温降效果越明显;
(4):随着廊道长的增加,廊道空气与壁面的换热面积也随之增加,廊道空气的温降效果也越明显。
(5):室外空气经过坝体后,其相对湿度增加,其原因可能是水电站所处地区的室外空气露点温度较低,坝体廊道的的壁面温度高于室外空气露点温度,从而造成空气经过坝体廊道以后,起相对湿度增加,所以,利用坝体廊道送风的区域,应设置机械除湿系统。
XX水电站原设计空调水管保温形式为橡塑保温,室外部分水管为橡塑保温外加镀锌铁皮,三峡水电站业主后来对所有通风空调系统进行改造,将空调水管保温形式改为稀土保温,主厂房送风、回风混凝土风道也为稀土保温(稀土保温见附图8、附图9);空调风管改为彩钢板复合风管(见附图10)。
稀土保温材料特点:
(1)导热系数低、保温效果好、防结露、防腐蚀;
(2)防火等级为国家A级;
(3)环保、清洁无污染;
(4)固化效果好,可进行任何形式的表面处理,且处理后有一定硬度;
(5)維修方便、可重复使用。
5廊道送排风流程图
7结论
XX水电站举世闻名。厂房阵容也十分庞大。纯粹的全部引取廊道温降风到厂房不能满足设计规范要求。因此通风空调方案采用廊道温降风和机械制冷降温相结合的方式。
引入坝体廊道风到厂内共分两部分:一部分由风机从坝体廊道引入温降风到引风室经过过滤消声处理后由送风机直接送到主厂房水轮机层(大部分)、交通廊道(小部分),其中水轮机层气流在吸取了热湿负荷后通过门洞到下游副厂房继续吸取热负荷后进入顶层排风道排出厂外。另一部分作为1号中央空调系统的新风源。新风源经廊道温降后经过空调机再处理后送到主厂房发电机层、上、下游副厂房。
发电机层送风采用横向上下对侧射流送风,风口选用了妥思球形风口,送风气流稳定。当室外空气温度37.9℃时,室内温度为27.5℃。
水轮机层在引入廊道风以后,为保证室温满足要求,在水轮机层上游侧设立柜式风机盘管辅助降温。廊道风加空调风,室温为27.2℃。
当室外通风计算温度为33℃时,廊道风出风口温度23℃左右,温降达10℃以上。利用廊道风可节省冷量30%以上。
另外XX水电站在空调水管、风管保温材料上取代了原来的橡塑材料,选用了导热系数低、保温效果好、防结露、防腐蚀的稀土保温材料(防火等级为国家A级、环保、清洁无污染),大大的减少了冷损失,并应用于水轮发电机供水系统管路上,使得管路不会因结露而造成房间潮湿,不但节约了除湿机及通风空调设备的投入量,工作环境也得到很好的改善。