沙灣水電站通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

吳光德 王幫明

（四川圣達(dá)水電開發(fā)有限公司，四川樂(lè)山614900）

0 引言

隨著社會(huì)對(duì)電能需求量的不斷增加，水電站數(shù)量也日益增多。 由于近年來(lái)水電資源開發(fā)達(dá)到了前所未有的程度，地處高寒或者潮濕地方的水電資源也開始被大量開發(fā)，這些地方的氣候條件惡劣，陰冷潮濕的環(huán)境對(duì)水電設(shè)備運(yùn)行造成極大困擾。部分水電站通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不夠合理，在廠房?jī)?nèi)的建筑物，供排水管等設(shè)備上形成小水滴，整個(gè)廠房顯得特別潮濕。 改善通風(fēng)條件，讓地處潮濕環(huán)境中的水電站設(shè)備處于良好的工作條件下，已經(jīng)成為當(dāng)前急需解決的問(wèn)題。

1 沙灣電站通風(fēng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

沙灣水電站主廠房通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)風(fēng)口布置在主廠房上游側(cè)機(jī)組段，共23 個(gè)進(jìn)風(fēng)口。 主廠房上游側(cè)進(jìn)風(fēng)通道通至主廠房發(fā)電機(jī)層、夾層、水輪機(jī)層。 在發(fā)電機(jī)層上游墻、夾層上游墻和水輪機(jī)層上游墻進(jìn)風(fēng)通道出風(fēng)口裝設(shè)有百葉窗。發(fā)電機(jī)層排風(fēng)口與電氣廊道進(jìn)風(fēng)口通過(guò)防爆閥相連，電氣廊道排風(fēng)口有兩處：1）電氣廊道屋頂有4 個(gè)排風(fēng)口；2）電氣廊道下游墻有4 個(gè)排風(fēng)口。夾層排風(fēng)口與電氣夾層進(jìn)風(fēng)口通過(guò)防爆閥相連，電氣夾層下游有5 個(gè)排風(fēng)口。 水輪機(jī)層的排風(fēng)口和輔助設(shè)備的進(jìn)風(fēng)口為樓梯間自然通風(fēng)廊道，輔助設(shè)備廊道排風(fēng)口設(shè)置在輔助設(shè)備廊道下游墻上，有4 個(gè)排風(fēng)口。 水機(jī)操作廊道通過(guò)樓梯間自然通風(fēng)廊道進(jìn)風(fēng)，下游墻上有3 個(gè)排風(fēng)口。 灌漿廊道通過(guò)樓梯間自然通風(fēng)廊道進(jìn)風(fēng)，灌漿廊道下游墻有3 個(gè)排風(fēng)口。

沙灣水電站主廠房通風(fēng)方式為：

利用室內(nèi)熱壓作用開啟進(jìn)廠大門進(jìn)風(fēng)和主廠房上游側(cè)進(jìn)風(fēng)口軸流風(fēng)機(jī)將室外空氣通過(guò)發(fā)電機(jī)層上游墻23 個(gè)進(jìn)風(fēng)口送進(jìn)發(fā)電機(jī)層。發(fā)電機(jī)層的空氣通過(guò)排風(fēng)口進(jìn)入電氣廊道，經(jīng)過(guò)電氣廊道屋頂風(fēng)機(jī)和電氣廊道下游墻風(fēng)機(jī)將熱濕空氣排出廠房。

主廠房上游側(cè)風(fēng)機(jī)壓縮的空氣通過(guò)夾層上游墻23 個(gè)進(jìn)風(fēng)口將室外空氣送進(jìn)夾層和通過(guò)夾層樓梯間自然進(jìn)風(fēng)廊道將發(fā)電機(jī)層的部分空氣送進(jìn)夾層。夾層的空氣通過(guò)夾層排風(fēng)口與電氣夾層的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入到電氣夾層，最后利用下游墻排風(fēng)口風(fēng)機(jī)將熱濕空氣排出廠房外。

主廠房上游側(cè)風(fēng)機(jī)壓縮的空氣通過(guò)水輪機(jī)層上游墻23 個(gè)進(jìn)風(fēng)口送進(jìn)水輪機(jī)層和通過(guò)水機(jī)層樓梯間自然進(jìn)風(fēng)廊道將夾層的部分空氣送進(jìn)水輪機(jī)層。水輪機(jī)層的空氣經(jīng)過(guò)水機(jī)層和輔助設(shè)備廊道間的樓梯間自然通風(fēng)廊道流進(jìn)輔助設(shè)備廊道，最后利用輔助設(shè)備廊道的排風(fēng)口風(fēng)機(jī)將濕空氣排出廠房外。

灌漿廊道通過(guò)廊道通過(guò)樓梯間自然進(jìn)風(fēng)，通過(guò)排風(fēng)口風(fēng)機(jī)將灌漿廊道內(nèi)的冷濕空氣排出廠房外。

供水廊道通過(guò)樓梯間自然廊道進(jìn)風(fēng)，利用風(fēng)機(jī)將供水廊道內(nèi)的濕空氣通過(guò)下游墻上的排風(fēng)口排出廠房外。

水機(jī)操作廊道通過(guò)樓梯間自然廊道進(jìn)風(fēng)，利用裝設(shè)在水機(jī)操作廊道下游墻排風(fēng)通道上的風(fēng)機(jī)將廊道內(nèi)的濕空氣排出廠房外。

2 通風(fēng)系統(tǒng)存在的問(wèn)題

沙灣水電站主廠房目前采用的通風(fēng)方式存在以下問(wèn)題：1）廠房外的空氣潮濕，容易形成飽和濕空氣而產(chǎn)生水蒸氣；2）天氣炎熱的季節(jié)，空氣中的含水量也較大，當(dāng)熱濕空氣從廠房外較熱的環(huán)境流進(jìn)廠房?jī)?nèi)溫度較低的低位區(qū)，冷熱空氣相遇，廠房外送進(jìn)來(lái)的熱濕空氣就會(huì)達(dá)到飽和析出，從而導(dǎo)致廠房?jī)?nèi)低位區(qū)處于潮濕狀態(tài)；3）飽和濕空氣遇到廠房?jī)?nèi)溫度較低的供、排水管路時(shí)，在供排水管路外出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象；4）多臺(tái)功率較大的軸流風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行不利于節(jié)能。

3 通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

主廠房通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的原則為：在不改變?cè)型L(fēng)通道的基礎(chǔ)上，增加2 臺(tái)工業(yè)除濕機(jī)。安裝在主廠房上游左右兩側(cè)，分別與通風(fēng)總管道相連。將發(fā)電機(jī)層和夾層上游墻上與機(jī)組對(duì)應(yīng)的8 個(gè)進(jìn)風(fēng)通道出風(fēng)口百葉窗設(shè)為常閉狀態(tài)， 將水輪機(jī)層的15 個(gè)進(jìn)風(fēng)通道出風(fēng)口百葉窗設(shè)為常閉狀態(tài)。

在發(fā)電機(jī)層和夾層上游墻均勻分布的23 個(gè)進(jìn)風(fēng)口中， 將每臺(tái)機(jī)組對(duì)應(yīng)上游墻的8 個(gè)進(jìn)風(fēng)通道出風(fēng)口的百葉窗設(shè)置成常閉狀態(tài)，這8個(gè)進(jìn)風(fēng)通道的進(jìn)風(fēng)口與安裝在主廠房上游側(cè)的2 臺(tái)除濕機(jī)通風(fēng)總管道相連。其余的15 個(gè)進(jìn)風(fēng)通道出風(fēng)口百葉窗設(shè)置成常開狀態(tài)，均勻分布于主廠房上游墻上。 在水輪機(jī)層，與在發(fā)電機(jī)層和夾層進(jìn)風(fēng)通道出風(fēng)口百葉窗設(shè)置成常閉狀態(tài)的8 個(gè)進(jìn)風(fēng)通道相連通的8 個(gè)進(jìn)風(fēng)通道的百葉窗設(shè)置成常開狀態(tài)。 在水輪機(jī)層，與在發(fā)電機(jī)層和夾層進(jìn)風(fēng)通道出風(fēng)口百葉窗設(shè)置成常開狀態(tài)的15 個(gè)進(jìn)風(fēng)通道相連通的15 個(gè)進(jìn)風(fēng)通道的百葉窗設(shè)置成自動(dòng)常閉狀態(tài)。 灌漿廊道原來(lái)的4 個(gè)排風(fēng)通道，改為2 個(gè)排風(fēng)通道和兩個(gè)進(jìn)風(fēng)通道。 水機(jī)操作廊道的4 個(gè)排風(fēng)口改為2 個(gè)進(jìn)風(fēng)口。

4 通風(fēng)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置與通風(fēng)方式的確立

沙灣水電站通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)后主廠房的通風(fēng)由通風(fēng)系統(tǒng)控制裝置的PLC 進(jìn)行邏輯判斷并發(fā)出控制命令， 因此PLC 參數(shù)設(shè)置對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)十分重要。 其參數(shù)設(shè)置如下：

發(fā)電機(jī)層通風(fēng)系統(tǒng)控制裝置PLC 參數(shù)設(shè)置為發(fā)電機(jī)層溫度大于等于40°時(shí)PLC 發(fā)開啟發(fā)電機(jī)層15 個(gè)進(jìn)風(fēng)通道風(fēng)機(jī)令， 溫度小于等于30°時(shí)發(fā)停發(fā)電機(jī)層進(jìn)風(fēng)通道風(fēng)機(jī)和排風(fēng)通道風(fēng)機(jī)令。

夾層通風(fēng)系統(tǒng)控制裝置PLC 的參數(shù)設(shè)置為夾層溫度大于等于40°、勵(lì)磁變溫度大于等于80°或者任意一臺(tái)廠變溫度大于等于60°時(shí)PLC 發(fā)開啟夾層15 個(gè)進(jìn)風(fēng)通道風(fēng)機(jī)令，夾層溫度小于等于25°或者勵(lì)磁變溫度小于等于60°或者任一臺(tái)廠變溫度小于等于45°時(shí)，PLC 發(fā)停夾層進(jìn)風(fēng)通道風(fēng)機(jī)和排風(fēng)通道風(fēng)機(jī)令。

水輪機(jī)層通風(fēng)系統(tǒng)控制裝置PLC 的參數(shù)設(shè)置為水輪機(jī)層的相對(duì)濕度大于等于80%時(shí)，PLC 發(fā)啟動(dòng)主廠房上游側(cè)除濕機(jī)令； 水輪機(jī)層相對(duì)濕度小于等于60%時(shí)發(fā)停除濕機(jī)令。當(dāng)主廠房上游側(cè)除濕機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)， 水輪機(jī)層的15 個(gè)進(jìn)風(fēng)通道出風(fēng)口關(guān)閉間隔時(shí)間大于等于72 小時(shí)，PLC 發(fā)啟動(dòng)主廠房上游側(cè)風(fēng)機(jī)且開啟水輪機(jī)層的15 個(gè)進(jìn)風(fēng)通道出風(fēng)口百葉窗和啟動(dòng)風(fēng)機(jī)令，當(dāng)主廠房上游側(cè)除濕機(jī)啟動(dòng)或者水輪機(jī)層的15 個(gè)進(jìn)風(fēng)通道出風(fēng)口百葉窗開啟1 小時(shí)，PLC 發(fā)停止主廠房上游側(cè)風(fēng)機(jī)和關(guān)閉水輪機(jī)層的15 個(gè)進(jìn)風(fēng)通道出風(fēng)口百葉窗令。

灌漿廊道和水機(jī)操作廊道通風(fēng)系統(tǒng)控制裝置PLC 的參數(shù)設(shè)置為灌漿廊道和水機(jī)操作廊道相對(duì)濕度大于等于80%或者含氧量低于18%時(shí)，PLC 發(fā)開啟灌漿廊道或水機(jī)操作廊道除濕機(jī)令， 同時(shí)發(fā)開啟灌漿廊道和水機(jī)操作排風(fēng)機(jī)啟動(dòng)令。灌漿廊道和水機(jī)操作廊道相對(duì)濕度小于等于60%和含氧量大于等于18%時(shí)PLC 發(fā)停灌漿廊道和水機(jī)操作排風(fēng)機(jī)和除濕機(jī)令。

供水設(shè)備廊道通風(fēng)系統(tǒng)控制裝置PLC 的參數(shù)設(shè)置為供水廊道相對(duì)濕度大于等于80%時(shí)，PLC 發(fā)啟動(dòng)供水廊道除濕機(jī)和開啟排風(fēng)通道風(fēng)機(jī)令，相對(duì)濕度小于等于60%時(shí)，PLC 發(fā)停除濕機(jī)和排風(fēng)通道風(fēng)機(jī)令。

5 總結(jié)

通過(guò)對(duì)沙灣水電站通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，全廠的通風(fēng)系統(tǒng)各進(jìn)出風(fēng)通道更加合理。PLC 根據(jù)參數(shù)設(shè)定智能的控制主廠房的風(fēng)機(jī)啟停進(jìn)行通風(fēng)和控制除濕機(jī)啟停對(duì)主廠房進(jìn)行干燥，保持廠房?jī)?nèi)的環(huán)境處于良好狀態(tài)，使機(jī)電設(shè)備和自動(dòng)化元件處于良好的環(huán)境中運(yùn)行，且更加節(jié)能環(huán)保。

［1］趙榮義，范存養(yǎng)，等.空氣調(diào)節(jié).3 版[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009.

［2］M.C.波特爾，C.W.薩墨頓.工程熱力學(xué)[M].郭航，等，譯.北京：科學(xué)出版社，1999.