±800kV普洱換流站閥廳通風(fēng)及空調(diào)設(shè)計研究

摘 要：文章結(jié)合工程的實際情況，對閥廳通風(fēng)空調(diào)的系統(tǒng)形式、設(shè)備布置、氣流組織型式、消防排煙等方面進(jìn)行了論述研究。結(jié)論表明，閥廳空調(diào)采用風(fēng)冷螺桿式冷（熱）水機(jī)組+組合式空氣處理機(jī)組+送/回風(fēng)管的系統(tǒng)型式，并合理安排空調(diào)設(shè)備布置及氣流組織形式能滿足閥廳內(nèi)部電氣設(shè)備運行的溫度要求。

關(guān)鍵詞：閥廳通風(fēng)空調(diào)；系統(tǒng)型式；設(shè)備布置；氣流組織型式；消防排煙

1 概述

換流閥為換流站的核心設(shè)備，承擔(dān)著交-直流轉(zhuǎn)換的功能，換流閥安裝在閥廳內(nèi)，其在運行過程中盡管水冷卻系統(tǒng)帶走了大部分熱量，但換流閥仍將向閥廳散發(fā)很大的熱量，為了保證換流閥的正常工作，必須保證閥廳室內(nèi)的空氣參數(shù)（溫度、濕度、潔凈度等）在一定范圍之內(nèi)，即閥廳內(nèi)必須進(jìn)行通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計。

文章結(jié)合±800kV普洱換流站一高端閥廳，對閥廳通風(fēng)空調(diào)的系統(tǒng)形式，設(shè)備布置，氣流組織型式，消防排煙等方面進(jìn)行了論述研究。

2閥廳空調(diào)系統(tǒng)

2.1負(fù)荷計算

閥廳空調(diào)設(shè)備負(fù)荷計算的依據(jù)是：（1）電氣設(shè)備的發(fā)熱量；（2）

圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱負(fù)荷。

其中設(shè)備發(fā)熱量可根據(jù)設(shè)備資料獲得，傳熱負(fù)荷則需要計算。計算時不能用單位冷負(fù)荷估算，如果冷負(fù)荷估算結(jié)果偏大，會造成主機(jī)、管道輸送系統(tǒng)、末端設(shè)備均偏大，由此帶來投資偏大，給節(jié)能和環(huán)保帶來問題；如果估算偏小，閥廳內(nèi)的余熱量大，溫度高，會給閥廳內(nèi)設(shè)備安全運行帶來隱患。為了使閥廳空調(diào)設(shè)備容量選型合理，應(yīng)根據(jù)各項得熱量的種類和性質(zhì)以及維護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄熱特性，根據(jù)下列各項分別逐項逐時的進(jìn)行冷負(fù)荷計算。（1）通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)出入的熱量；（2）通過外門進(jìn)入的太陽輻射熱量；（3）照明散熱量；（4）設(shè)備、器具、管道及其他內(nèi)部熱源的散熱量；（5）新風(fēng)負(fù)荷。

根據(jù)以上計算方法，通過輸入?yún)?shù)和公式計算，得出本站閥廳空調(diào)冷負(fù)荷值為280kW，夏季空調(diào)送風(fēng)量為50000m3/h。

2.2 系統(tǒng)形式

為了控制閥廳的溫度，在夏季，閥廳設(shè)置通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行降溫，在冬季，換流閥正常運行時，其發(fā)熱量足以使閥廳溫度維持在10°C以上，但當(dāng)換流閥停運且室外溫度較低時，空調(diào)系統(tǒng)則需要制熱以保證電氣設(shè)備不被凍壞。另外，為了保證換流閥運行時不發(fā)生閃絡(luò)現(xiàn)象，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)還需要控制閥廳內(nèi)的相對濕度。同時，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)還可以通過調(diào)節(jié)空氣處理機(jī)組排風(fēng)和新風(fēng)閥門開度，使新風(fēng)量大于滲透量和排風(fēng)量之和來保持閥廳內(nèi)的微正壓，防止戶外灰塵通過門、孔洞及維護(hù)結(jié)構(gòu)的縫隙滲透到閥廳。因此，閥廳全年室內(nèi)環(huán)境需維持如下標(biāo)準(zhǔn)。

溫度：10～45℃

相對濕度：10～50%

室內(nèi)微正壓值：5～30Pa

為了滿足上述要求，閥廳將設(shè)置1套空調(diào)降溫系統(tǒng)，采用風(fēng)冷冷（熱）水機(jī)組+組合式空氣處理機(jī)組+送/回風(fēng)管的系統(tǒng)型式。風(fēng)冷冷（熱）水機(jī)組和組合式空氣處理機(jī)組按照2×100%容量配置，即1臺運行、1臺備用。當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時，備用機(jī)組可自動地投入運行。另外，備用設(shè)備與運行設(shè)備之間也可定期切換。

在冬、夏之間的過渡季節(jié)，冷（熱）水機(jī)組將不投入運行，空氣處理機(jī)組直接將室外新風(fēng)送入閥廳維持閥廳溫濕度和微正壓。

2.3 設(shè)備選擇

風(fēng)冷冷（熱）水機(jī)組為螺桿式，性能系數(shù)（COP）不應(yīng)低于國家相關(guān)規(guī)程規(guī)范要求，制冷劑采用R407C或R134a環(huán)保冷媒。冷（熱）水機(jī)組夏季提供給空氣處理機(jī)組的冷凍水供、回水溫度為7～12℃，冬季提供給空氣處理機(jī)組的熱水供、回水溫度為45～40℃[2]。風(fēng)冷螺桿式冷水機(jī)組具有體積小、噪音低、穩(wěn)定性好、壽命長、操作簡便等優(yōu)點。

本站選用的風(fēng)冷冷（熱）水機(jī)組主要技術(shù)參數(shù)：（1）制冷量：

347kW；（2）制熱量：365kW；（3）冷凍（熱）水流量：60m3/h；（4）冷凍水供、回水溫度：7/12℃；（5）熱水供、回水溫度：45/40℃。

空氣處理機(jī)組主要技術(shù)參數(shù)：（1）制冷量：320kW；（2）額定風(fēng)

量：65000m3/h；（3）輔助電加熱量：3×20kW。

3 設(shè)備布置及氣流組織形式

3.1 設(shè)備布置

空調(diào)設(shè)備的布置在滿足進(jìn)風(fēng)要求的情況下應(yīng)盡量靠近閥廳，節(jié)約占地面積，減少水管、風(fēng)管的用量，供、回水管宜布置在內(nèi)側(cè)，美觀不凌亂，溫度表、壓力表、閥門布置要觀察、檢修方便。

以往工程的風(fēng)冷冷（熱）水機(jī)組布置在主/輔控樓屋面、閥廳外地面，空氣處理機(jī)組布置在主控樓屋面、閥廳外地面或主/輔控樓空調(diào)機(jī)房內(nèi)。由于本站閥廳外有足夠的空間，故將冷水機(jī)組、組合式空氣處理機(jī)組均布置在室外且緊靠閥廳。

3.2 氣流組織形式

閥廳空調(diào)氣流組織一般有三種型式：（1）屋架上部送風(fēng)，下部回風(fēng)；（2）地道上送，上部回風(fēng)；（3）地道上送和屋架內(nèi)風(fēng)管下送，閥廳中下部回風(fēng)。

由于空調(diào)設(shè)備均放置在閥廳外地面上，采用地道送風(fēng)能減少送風(fēng)路程，節(jié)約冷量；同時，由于屋架上送風(fēng)容易與屋架、閥冷管道等發(fā)生碰撞。故本站選用第2種氣流組織形式，即地道上送，上部回風(fēng)。運行過程中，冷空氣經(jīng)地道風(fēng)口向上噴出進(jìn)入閥廳，帶走閥塔釋放的熱量。同時被加熱的空氣上浮，在空氣處理機(jī)組內(nèi)回風(fēng)機(jī)的動力左右下從閥廳上部的回風(fēng)口進(jìn)入組空內(nèi)再冷卻，循環(huán)流動，達(dá)到降低閥廳溫度的目的。同時，采用地道送風(fēng)時還要考慮地面下閥冷管道等的布置，避免碰撞。閥廳內(nèi)風(fēng)管布置時還應(yīng)注意與電氣設(shè)備的帶電距離問題。

4 防火及災(zāi)后排煙

當(dāng)閥廳內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時，火災(zāi)信號將聯(lián)鎖關(guān)閉空氣處理機(jī)組及送、回總管上的全自動防火閥。若風(fēng)管內(nèi)發(fā)生火災(zāi)引起70℃熔斷的防火閥自動關(guān)閉，防火閥將輸出信號聯(lián)鎖關(guān)閉空調(diào)機(jī)組，防止火災(zāi)蔓延。

閥廳將設(shè)置獨立的災(zāi)后機(jī)械排煙系統(tǒng)，排煙風(fēng)量按閥廳換氣次數(shù)0.25～0.5次/時計算，排煙設(shè)備采用耐高溫排煙風(fēng)機(jī)，布置在閥廳屋架以上，排煙風(fēng)機(jī)進(jìn)口處設(shè)有排煙防火閥（常閉）。當(dāng)閥廳內(nèi)火災(zāi)被撲滅后，可手動打開排煙防火閥及排煙風(fēng)機(jī)向室外排煙，同時，還可打開空氣處理機(jī)組的送風(fēng)閥及新風(fēng)閥，關(guān)閉回風(fēng)閥及排風(fēng)閥，開啟機(jī)組內(nèi)的送風(fēng)機(jī)將室外新風(fēng)送入閥廳內(nèi)以加速室內(nèi)空氣的凈化。如果在排煙過程中煙溫超過280℃，則排煙風(fēng)機(jī)進(jìn)口處的排煙防火閥將自動關(guān)閉，同時排煙風(fēng)機(jī)和送風(fēng)機(jī)將被聯(lián)鎖關(guān)閉。

5 結(jié)束語

通過以上論述，得出普洱換流站閥廳通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的結(jié)論如下：（1）閥廳空調(diào)將采用風(fēng)冷冷（熱）水機(jī)組+組合式空氣處理機(jī)組+送/回風(fēng)管的系統(tǒng)型式。風(fēng)冷冷（熱）水機(jī)組和組合式空氣處理機(jī)組按照2×100%容量配置，即1臺運行、1臺備用。（2）風(fēng)冷螺桿式冷（熱）水機(jī)組、組合式空氣處理機(jī)組均布置在室外且緊靠閥廳。（3）閥廳空調(diào)氣流組織形式為地道上送，上部回風(fēng)。

參考文獻(xiàn)

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[5]吳必華，高湛，史華軍，等.特高壓換流變壓器現(xiàn)場組裝試驗廠房土建設(shè)計方案研究[C].2013年全國電網(wǎng)設(shè)計技術(shù)交流會會議論文.