长江三峡左岸电站通风空调系统设计

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　　1、概述

　　三峡工程是我国最大的跨世纪工程，三峡电站是连接华中、华东电网及对川东地区供电的关键性电站。搞好三峡电站厂房的通风、空调设计，对于保证发电机组的安全运行，改善运行人员的身心健康起着重要的作用。

　　左岸电站厂房的通风、空调系统分别在1992年和1994年进行了初步设计和单项工程技术设计，1996年9月，中国长江三峡开发总公司正式行文我委，将厂房改为封闭式厂房。针对这一改变，原来的空调方案要作较大的修改，1998年8月，我委提出了《长江三峡水利枢纽电站厂房通风、空调专题报告》，在该报告中对原来的设计方案作了以下较大的修改：

　　①提高了厂内空气环境的设计标准。三峡电站举世闻名，又滨临著名的三峡风景区，建成后必然成为中外旅游参观的热点。所以，厂内空气环境的设计宜采用较高标准进行；

　　②主厂房发电层的送回风方式由原来的上游送、下游排的“直流式”改为现在的上、下游对送，中间搭接的分层空调送风方式；

　　③由于新一代电子计算机设备对环境温湿度的要求不太严格，所以对中控室、电算室等房间采用了一般的舒适性空气调节设计标准；

　　④考虑到整个厂房的建设周期很长，机电设备要分期投入使用的特点，特别是布置在厂内的励磁变压器室、单元控制室等部位，是机组发电的关键部位，设备发热量大，对环境温湿度要求高，在这些部位设置了能同期投入运行的2号中央空调系统，并设置了能远程监控的感温探头；

　　⑤由于国家对消防的要求越来越严格，根据新的规范，对全厂所有需要防、排烟的部位，均设置了机械防、排烟系统或自然排烟系统；

　　⑥空调主机取消了原来的水冷式冷水机组，改用先进的电脑全自动控制风冷式冷水机组，省去了冷却塔和冷却水管路，简化了系统；

　　⑦全厂通风、空调系统采用计算机监控，按无人值班，少人值守的原则，所有通风、空调设备的运行均能远程观测、启、停。

　　专题设计报告于1998年10月、1999年12月由三峡总公司技委会、机电工程部分别在北京和宜昌三峡总公司大楼组织有关专家进行了审查并获得通过。主厂房发电机层的分层空调设计方案经重庆建筑大学进行热态模型模拟实验，证明设计是先进的，与全室空调相比，可以节省冷量约30%以上。以后施工图阶段的设计工作均是按照专题报告的设计内容、模型实验的结论及专家审查意见执行的。

　　2、设计原则和基本参数的选择

　　2.1 设计原则

　　在总结以往水电站建设暖通设计的经验基础上，结合三峡工程的实际情况，从改善三峡电站工作环境，确保设备的安全运行，提高人员的工作效率，电站厂房通风、空调的设计遵循以下设计原则：

　　①值班人员短期巡逻，内设一般机械、仪表的房间，如主厂房水轮机层，下游副厂房各层等，采用机械通风（加辅助冷源）的方案；

　　②主厂房发电机层采用分层空调，以节约冷量；

　　③值班人员经常工作以及内有对环境要求较高的机电设备房间，如中控室、单元控制室、励磁变压器室、通讯室、办公室等，采用一般舒适性空调方案；

　　④油库、GIS室、蓄电池室、气体灭火器瓶存放室等特殊部位，采用单独排风系统。

　　2.2 室外空气计算参数选择

　　三斗坪坝区位于宜昌和巴东之间，其河谷地形也介于二者之间，参照宜昌和巴东二地的气象参数统计资料，确定坝区的各项室外空气计算参数，作为三峡电站通风、空调的设计条件，如表－1所示。

　　表－1 坝区室外空气计算参数

序号　 名 称　 单 位　 数 值　 1　 年平均空气温度　 ℃　 17.3　 2　 夏季空调室外计算干球温度　 ℃　 35.9　 3　 夏季空调室外计算湿球温度　 ℃　 27.9　 4　 夏季空调室外计算日平均温度　 ℃　 32　 5　 夏季通风室外计算温度　 ℃　 33　 6　 夏季通风室外计算相对湿度　 %　 59　 7　 夏季室外计算大气压力　 hPa　 987.9　 8　 冬季空调室外计算干球温度　 ℃　 -2　 9　 冬季空调室外计算相对湿度　 %　 70　 10　 冬季采暖室外计算温度　 ℃　 1　 11　 冬季室外计算大气压力　 hPa　 1007.9　

　　2.3 室内空气设计参数选择

　　按照厂房各部位的功能，工作场所的重要性及工作人员、机电设备的运行需要，依据国家有关规范，考虑到三峡电站的特殊性，确定厂房各部位的室内空气设计参数如表－2.

　　表－2 室内空气设计参数

序号　 部 位　 夏 季　 冬 季　 温度℃　 相对湿度%　 温度℃　 相对湿度%　 1　 主厂房发电机层　 ≤28　 ≤70　 ≥12　 ≤70　 2　 水轮机层及下游副厂房各层　 ≤28　 ≤75　 ≥12　 ≤70　 3　 上游副厂房各层　 ≤30　 —　 ≥12　 —　 4　 变压器室、母线室、电抗器室、GIS室　 ≤35　 —　 ≥12　 —　 5　 电算室、中控室、通讯室、单元控制室、其它房间（办公室）等　 ≤27　 40～60　 16～20　 40～60　

　　3、负荷计算经计算

　　全厂通风、空调总热负荷约为753.16×104kcal/h，总余湿量约为355.0kg/h.见表－3.

　　表－3 左岸电站厂房通风、空调热、湿负荷表

序号　 部 位　 热负荷
（×10⁴kcal/h）　 余湿量
（356.2kg/h）　 1　 67.00m层主厂房水轮机层　 24.59　 20.0　 2　 67.00m层上游副厂房（励磁变压器）　 84.28　 　 3　 75.30m层上游副厂房　 74.56　 　 4　 93.60m层上副GIS室　 129.88　 　 5　 75.30m层安Ⅱ下副机修间　 19.75　 8.0　 6　 75.30m层主厂房发电机层　 304.1　 12.0　 7　 82.00m层安Ⅱ上副中控室　 4.75　 1.2　 8　 82.00m层安Ⅱ上副电算室、辅助盘室　 3.67　 1.2　 9　 82.00m层安Ⅱ上副交接班室、大厅　 5.59　 2.4　 10　 89.25m层安Ⅱ上游副厂房　 12.28　 12.0　 11　 87.80m层安Ⅲ上游副厂房　 9.83　 12.0　 12　 93.60m层安Ⅱ上副至大坝110.4m层观光扶梯　 12.6　 4.0　 13　 75.30m层上副单元控制室　 61.18　 6.0　 14　 82.00m层安Ⅲ上副保护盘室　 6.1　 1.2　 15　 67.00m层下游副厂房　 　 125.0　 16　 61.24m层及以下各层下游副厂房、水车室　 　 150.0　 17　 合计　 753.16　 355.0　

　　4、设计方案全厂设有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个单独空调系统、9个单独排风系统和4个防、排烟系统以及厂内除湿系统。

　　4.1 中央空调系统

　　4.1.1 1号中央空调系统

　　主要负责对主厂房发电机层、上、下游副厂房75.30m层等部位进行空调，兼顾向水轮机层上游侧的柜式风机盘管机组提供冷源以及向上游副厂房75.30m层的单元控制室、67.00m层励磁变压器室少量送冷风。

　　本系统的冷源分别设在上游厂坝平台和安Ⅲ段水轮机层。其中上游厂坝平台布置6组模块式风冷冷水机组，负责生产和供应本系统空调设备所需的冷冻水，还兼顾向布置在主厂房水轮机层上游墙处的立柜式风机盘管机组供应冷冻水。冷冻水供、回水水池和水泵房设在安Ⅲ段主厂房水轮机层，水泵房内设有管道离心式水泵14台。

　　在上游副厂房82.00m层的3号、5号、9号、13号机组段、下游副厂房75.30m层的1号、4号、7号、11号机组段各设有1个空调机房，每个空调机房内布置1组组合式空气处理机组，每组组合式空气处理机组均由“新风回风混合初效过滤段”、“表冷段”、“风机段”、“均流段”、“中效过滤段”、“消声段”、“送风段”共7个功能段组成。上述8组组合式空气处理机组所需的冷冻水由安Ⅲ段水泵房水泵从冷冻水供水池抽取，然后通过管道供给，回水通过管道直接回到安Ⅲ段冷冻水回水池。组合式空气处理机组对主厂房发电机层的回风和新风进行处理后，通过上、下游副厂房75.30m层顶部纵贯全厂的空调送、回风道向主厂房发电机层送风和回风。

　　另外，在上游副厂房75.30m层每个机组段发电机制动开关室上游左侧，布置有一个送风竖井，送风竖井上部接上游侧顶部送风道，左侧开送风口向单元控制室送冷风；下部在67.00m层顶部安装送风口，向下面励磁变压器送冷风。

　　1号中央空调系统的新风源是廊道风，通过安Ⅲ段、14号机组段2条引风廊道从大坝廊道引入，在下游75.30m层4个组合式空气处理机房内与回风混合，经组合式空气处理机组处理后送入厂房。

　　4.1.2 2号中央空调系统

　　主要负责对上游副厂房75.30m层的单元控制室、7号机组段的电梯机房、67.00m层励磁变压器室以及安Ⅲ段82.00m层保护盘室、载波机室、安Ⅲ段及7号机组段87.80m层上游副厂房、安Ⅱ段82.00m层大厅、交接班室、安Ⅱ段及1号机组段89.25m层上游副厂房等部位进行空调。

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