地下式廠房通風系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化和改造

陳小捷，田小兵

(構(gòu)皮灘發(fā)電廠，貴州 遵義 563000)

1 概況

地下廠房采用直流式全新風的空調(diào)送、排風方案，從區(qū)域上分主要分為主廠房和副廠房兩個部分。

主廠房送排風方式有兩種(見圖1)。

圖1 主廠房通風及空調(diào)系統(tǒng)圖

(1)由EL581.84 m高層3號公路隧洞引入，通過地下廠房EL455.78 m高程空調(diào)機房的組合式空氣處理機組進行冷卻后，再通過主廠房拱頂內(nèi)76個送風口送入主廠房，在廠房內(nèi)部各層循環(huán)后再經(jīng)過主廠房拱頂內(nèi)10個排風口，從EL581.84高層3號公路隧洞送出。

(2)通過進廠交通洞進入EL 436.10 m高程主廠房發(fā)電機層，然后在廠房內(nèi)部循環(huán)后再經(jīng)過進廠交通洞送出。

副廠房送排風方式有兩種(見圖2)。

(1)主變壓器室布置2臺接力風機，抽吸各房間的熱空氣送至通風豎井附近，由抽排風機排走。另外每臺主變門上的鋁合金進出風口采取自然風交互的方式通過交通洞與廠外保持通風。

圖2 副廠房通風及空調(diào)系統(tǒng)圖

(2)副廠房內(nèi)蓄電池室、10 kV室、10 kV和400 V電纜層等區(qū)域均采用吊物孔負壓通風從通風豎井進行排風。

2 現(xiàn)狀分析

2.1 副廠房通風系統(tǒng)設(shè)計不合理，溫度偏高

(1)15臺主變共用一條排風通道，只在#3主變和#2主變設(shè)置一臺軸流風機，無法將主變散發(fā)熱量全部通過通風豎井排出。

(2)500 kV電纜層僅設(shè)置一臺軸流風機，無法將電纜散發(fā)熱量全部通過通風豎井排出。

(3)400 V檢修配電室、10 kV配電室、直流控制室、直流蓄電池室未設(shè)置排風系統(tǒng)。

在長期巡檢中發(fā)現(xiàn)，設(shè)備運行發(fā)熱量很難排出，從而導致房間內(nèi)溫度較高，極不利于設(shè)備安全穩(wěn)定運行，機組滿負荷工況運行時，各部位電流明顯增加，使得副廠房環(huán)境溫度高居不下，最高甚至超過40℃。

2.2 溫度較高存在的危害及安全隱患

2.2.1 設(shè)備壽命受影響

二次電氣元件，比如傳感器、繼電器、電子表記等，如果散熱情況不好，在自身溫度偏高的情況的為發(fā)生誤動作、拒動作的情況，同時降低測量數(shù)值的精度。

2.2.2 設(shè)備絕緣受影響

設(shè)備的絕緣材料通常采用的是橡膠類制品，而除了特殊的耐熱橡膠外，一般的橡膠材質(zhì)對溫度的要求是比較高的。當溫度偏高時，會導致橡膠層發(fā)熱、發(fā)脆，導致絕緣破損。

2.2.3 電接觸不良影響

電氣二次元件或細微導線接頭都采用焊接工藝，持續(xù)的運行在高溫環(huán)境中，會導致接觸面的氧化和銹蝕，使焊接點的焊接導通電阻增加，從而影響整體元件的導通性，產(chǎn)生電氣故障。

2.3 溫度較高已經(jīng)造成的損失

目前廠內(nèi)因為在長期的高溫環(huán)境下運行，已經(jīng)發(fā)生多起主變外循環(huán)繼電器損壞、10 kV開關(guān)柜智能控制單元老化、蓄電池損壞事件，尤其是10 kV開關(guān)柜智能控制單元老化、蓄電池目前已經(jīng)進行了全面的更換，累計經(jīng)濟損失達數(shù)百萬元。

3 整體設(shè)計和整改措施

3.1 可行性分析

經(jīng)過計算，我廠冷水機組制冷量在滿足廠房及母線洞降溫需求后，有足夠制冷量能供給副廠房降溫。同時通風不暢導致溫度過高區(qū)域主要集中在副廠房區(qū)域，所以針對溫度過高的主變室、檢修、照明配電室、蓄電池室等區(qū)域進行改造。

3.2 主要思路

通過冷水機組提供制冷源，在各區(qū)域加裝處理機，增加區(qū)域冷風通風量進行改善。

3.3 冷源布置

在原有的冷水機組分水器和集水器(高程434.00 m)分別引一根Φ200的鍍鋅鋼管作為冷凍水供水和排水管，為各部分處理機提供通風制冷冷源。走向一為：高程434.00 m冷水機組室引至高程433.04 m層后沿消防逃生爬梯，分別引至高程436.10 m、443.75 m、448.34 m以及500 kV電纜層。走向二為：高程434.00 m冷水機組室引至高程433.04 m層后，沿墻體夾層引至高程436.10 m層主變洞在分別向1至5號主變室供冷(見圖3)。

圖3 副廠房通風及空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化圖

3.4 增設(shè)空氣處理機

在地下廠房副廠房內(nèi)新安裝22臺空氣處理機，其中8臺23 kW，10臺38 kW，4臺15 kW(見表1)。

表1 空氣處理機規(guī)格及數(shù)量

表1 空氣處理機布置情況表

在檢修400 V室、10 kV室、廠房高壓電纜層分別安裝控制箱，用于對新增空調(diào)處理機進行控制。

4 過程中的質(zhì)量控制

4.1 管道質(zhì)量控制

4.1.1 管道的安裝布置

在管道的安裝布置前，要對所布置經(jīng)過的路徑進行全面排查，繪制詳細的管路布置圖和安裝圖。對于工藝要求，應(yīng)盡量選擇長管、整體管，減少短管與接頭的數(shù)量，管子本身也盡量采用無縫管路，杜絕后期管理的滲漏缺陷。

4.1.2 管道安裝質(zhì)量控制

(1)管路路徑標定

在安裝管路前，仔細核對圖紙與實際位置，繪制出安裝主管的路徑、高度、長度。根據(jù)標定的情況，每隔五米進行一次支架點的確定，并在路徑上標注清楚。標定管路時一定要做到橫平豎直。

(2)主管路與立管安裝

在已經(jīng)標定的管路路徑上進行安裝，明確主管和立管的具體數(shù)量和安裝位置。主管路間連接必須牢固，管與管之間采用直接連接。主管與立管之間采用直角彎頭、三通、十字通進行連接，連接時保證連接牢固，保證整體的管路組網(wǎng)成功。

(3)支管安裝：根據(jù)路徑標定，進行主管與立管上的支管安裝，支管管徑小于主管與立管，采用變徑接頭進行連接。必須采用一體式的堵頭或者螺紋式堵頭進行封堵，不得使用簡單的綁扎和膠封，避免后期漏水。

4.2 支架質(zhì)量控制

(1)使用的管道支架口徑必須和所固定的管路外徑匹配，避免太大起不了固定效果，而太小又無法安裝管路固定的情況。

(2)管路支架不得采用易生銹材質(zhì)，避免長期使用，銹蝕破損導致管路垮塌。

(3)對于采用支吊架的金屬部分，在安裝前要對螺栓以及焊接部分進行檢查，避免虛焊、脫焊以及螺紋不牢等情況。

(4)整體支架的滑動面，必須橫平豎直，在表面不得有歪斜、卡澀情況。

4.3 防腐工藝質(zhì)量控制

(1)管道材質(zhì)采用熱鍍鋅鋼管，防腐工藝順序

從內(nèi)到外依次為：防腐底漆、稀土柔性保溫材料、防潮面漆(見圖4)。

(2)在涂刷管道防腐漆前，首先使用毛刷、毛巾對管道進行清理，保證表面清潔。對于已經(jīng)銹蝕的管路還必須進行打磨拋光處理，使其露出金屬本色，再進行刷漆處理。

(3)涂刷防腐漆要求均勻，根據(jù)現(xiàn)場條件，對出廠的管路電鍍防腐外，基本采用涂刷防腐漆的方式進行，必須做到無掛流、滴淌，涂刷時要求不漏刷，保證防腐質(zhì)量。

圖4 防腐工藝圖

4.4 對接工藝質(zhì)量控制

(1)在管路進行對接時，無論連接的管路是否是相同直徑，管路的內(nèi)徑中心必須在同一水平面上，尤其是不同管徑的管路連接，必須使用變接頭。嚴禁變接頭間錯位，導致后期管理空蝕和憋壓。

(2)管道的焊接：管道的焊接人員必須為專業(yè)持證人員，重要管路的焊接，必須進行焊接評估，對應(yīng)的焊接點必須進行坡口處理。

(3)焊接時必須使用專用焊條，對于不銹鋼焊接，必須使用特定的不銹鋼焊材，同時焊材必須保持干燥，從而保證焊接質(zhì)量。

(4)焊接前，應(yīng)對焊接部位進行拋光打磨處理，嚴禁在臟污、銹蝕表面進行焊接作業(yè)。

4.5 保溫工藝質(zhì)量控制

(1)彎頭位保溫，一般一個彎頭要開7～8塊蝦節(jié)彎。

(2)穿墻、穿樓板套管處的絕熱應(yīng)用玻璃棉填縫，嵌封膏封口。對于保溫層的尾端和首端必須進行全封閉處理。

(3)管道的保溫工程，必須講究保溫層敷設(shè)順序，對于水平管道要從頭到尾進行，非水平管道要從上到下進行處理，同時保溫層的厚度不得小于30 mm。

(4)管道的管件(三通、彎頭等)和部件(閥門等)保溫的厚度與直管相同。在現(xiàn)場按物加工，開料準確，接縫不大于1 mm。

5 完成后的驗收

5.1 鋼管質(zhì)量驗收

首先進行管路的外觀檢查，對于存在裂紋、縮孔、彎折的管道必須撤除，進行重新布置。鋁合金襯塑管道鋁合金層及PP-R層厚度不能小于國家規(guī)定要求，并且兩層要緊密連接，不能有空隙和松動。安裝使用的所有材料必須具備產(chǎn)品質(zhì)量合格證和說明書或出廠驗收文件。

5.2 閥門質(zhì)量驗收

(1)使用的閥門承壓能力必須大于管路水壓1.2倍以上。

(2)使用大閥門必須在安裝前進行封閉性能檢查，保證安裝后的閥門具備全關(guān)閉的要求。嚴禁安裝無法緊閉的閥門，導致后期管理無法關(guān)閉情況的發(fā)生。

(3)閥門安裝的位置，應(yīng)充分考慮后期人員操作的便捷性，不得將閥門安裝過高或隱蔽部位，導致后期人員操作困難。

(4)同時閥門的安裝也要方便后期檢修，安裝的數(shù)量因充分考慮各段管路檢修情況，原則上每個干管和支路必須安裝不少于一個閥門。

5.3 對接工藝質(zhì)量驗收

(1)依據(jù)管道的工作壓力為V級管道。必須對焊接的焊口進行性不少于10%的數(shù)量抽檢，發(fā)現(xiàn)焊接口有不合格的情況，必須逐個返工，對與主干路上的焊接口必須進行全部檢查，不能存在焊接工藝不合格的情況。

(2)焊縫的外觀檢查：焊接口的表面必須平滑，以出現(xiàn)均勻的魚鱗紋為宜，嚴禁存在堆渣、虛焊的情況，對于坡口不滿足2 mm的必須進行返工。

5.4 管道試壓

(1)試壓時分區(qū)、分層試壓：干管和支管必須進行分部試壓。

(2)系統(tǒng)試壓：采取壓力水源逐級加壓和試壓的方式進行。由供水源頭進行逐級送水，閥門逐個開啟的方法進行試壓，每段管路的試壓，必須保持30 min以上，檢查無滲漏后方可進行下一段管路試壓。

(3)根據(jù)管路承壓要求，試壓的壓力以額定壓力的1.2倍為宜，在30 min內(nèi)無滲漏，壓力無降低為標準。

6 效果評估

由表2可看出，改造前后溫度差異明顯，即使在夏季，副廠房環(huán)境溫度也能保持在正常運行范圍。

表2 改造前后溫度對比表

7 結(jié)語

通過對冷水卻管路、通風設(shè)備加設(shè)和優(yōu)化，不改變冷卻主機容量、不改變其他環(huán)境溫度的情況下，有效的改善了溫度偏高部位的環(huán)境溫度，達到了降溫，保證設(shè)備安全的目的。