水电站通风设计中的几个技术问题

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1、水电站通风设计中的几个技术问题　　　摘要：在大多数水电站中，潮、闷是主要症结所在，但通过合理的通风设计可以解决该问题。　　关键词：围护结构热惰性除湿　　中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：　　目前在我国已建成的各种大中小型水电站中，在电站通风防潮上令人满意的电站不多，“潮”、“闷”是主要症结所在。当然，究其原因有很多属于运行管理不当所致，但是设计上的考虑不周、处理欠妥也绝非偶然之事。本文就水电站通风设计中的几个技术问题探讨如下。　　1不可忽视的围护结构热惰性　　水电站的型式是多样的，有地面式、地下式、坝后式、河床

2、式等等，但它们有一个共同的特点，即厂房多为大体积混泥土结构或地下结构，即使是地面式厂房，下部结构也都是大体积混泥土结构，其热惰性相当大，对厂房温度的调节和稳定作用非常明显。虽然机电设备在运行过程中有一定的发热量，但实测资料表明，几乎所有电站在夏季室外温度高峰时段，室内温度均低于室外温度。以地面式厂房响水水电为例，夏季两台机组满负荷运行情况下，发电机层室内气温低于室外气温的时间长达9h之久，直到下午5时，室内外温度才接近相等。　　围护结构热惰性对厂房温度的调节和稳定作用，地下式电站比地面式电站强烈得多。厂房内发热量变化越大

3、，围护结构对温度的调节和稳定作用或其蓄热吸热能力也愈明显，有时甚至围护结构的吸蓄热量要比厂房机电设备发热量还大。乌江水电站的实测数据就证实了这一点，这也正是地下式厂房冬暖夏凉的原因所在。由于围护结构热惰性对厂房温度的调节和稳定作用，在自然或机械通风情况下，不论地面、地下电站，水轮机层等下部房间，空气温度的日变化幅度值一般均不超过2℃。　　地下式厂房围护结构的吸蓄热量大小，也因地域差异而不同，北方地区年平均气温较低，日温差较大，围护结构热惰性对室温的调节和稳定作用要比南方地区更加强烈。但总的来说，不论南方北方，围护结构热惰

4、性对室温的调节和稳定作用都是不可忽视的，在进行水电站的暖通设计时应该认真考虑这一特性。　　2利用地下洞室的吸热蓄热能力解决排热　　空气流经地下通风洞时，由于地下风洞具有热惰性，温度要发生变化，夏天温度降低，冬天温度升高，在同一天内，一般白天降低，夜间升高。温升温降的大小和通过风量与通风洞热交换面积的比值成比例关系，比值越大，温降越小。因此地下电站如果夜间大量通风，白天少量通风，就能充分利用地下洞室的热惰性，收到更好的通风排热与节能效果。这一想法的可行性基于：　　⑴电站在运行过程中虽有一定的机电设备发热量，但总的来说，水电

5、站并不是发热量大的热力车间，因为发电机层、母线层、水轮机层等部位其单位体积热负荷通常为2~10W/(),即使是母线洞，一般也都小于20W/()。因此，排除余热以保证厂房内各部位温度并不是难以解决的问题。　　⑵夜间大量通风，白天少量通风是否会引起厂内温度波动太大呢？回答也是乐观的。据东北某地下电站的实测资料，在室外温度日温差为10℃的情况下，采用机械通风，厂内各部位温度日变化幅值除发电机层稍大外，一般只有1～2℃，相对湿度只有5%～10%。白天少量通风，可以加大通风洞的温降；夜间大量通风，将会大大增加地下洞室的蓄吸热量。因

6、此，厂内温度日变化幅值是不会加大的。　　应该指出，电站投产后，厂内工作人员很少，因此，电站通风的目的只是确保电站的安全运行，而绝非是要在大面积范围内创造舒适的工作环境。这里有整体环境和局部环境的问题，局部环境标准可以高些，但整体环境就不应在舒适问题上花费更多的投资。　　3防潮是水电站通风的首要任务　　水电站通风的目地是确保机电设备的安全运行，同时为运行维护人员创造较为安全、舒适的室内环境。过去，电站通风设计时，通常都是以排除室内余热来确定通风量、选择通风设备。而对排除余湿仅作校核计算。然而在计算中，常常对土建结构及机械管

7、路的吸热蓄热考虑不周或不作考虑，再加上不考虑机电设备特别是主机设备的间断运行，因而往往使得通风量过大造成室内相对湿度偏高。实测资料表明，在设计工况下，绝大多数电站的室内温度均低于设计值，相对湿度高于设计值。电站管理部门对通风所反应的问题以多集中于一些部位潮湿，影响设备安全运行等等。而对温度的反应多集中在闷热不舒服上，因为除极个别电站外，几乎没有出现过温度高于设计值或高于设计规范所规定数值的情况。　　至于潮湿，多数出现在水轮机层、蝶阀室及其他一些水下房间，发电机层，母线层、变压器室等则很少出现潮湿问题。水下房间的潮湿固然与

8、这些房间有一定的散湿有关，但根据实测资料分析，潮湿主要原因大多不是因为散湿，而是因为这些房间散热大、温度低，换句话说是由于“缺热”所致。根据实测，水轮机层与发电机层相比较，温度约低1～2℃，相对湿度约高5%～10%。对于地下电站更是如此，通常水轮机层、蝶阀室等水下房间，发热设备少，而散热面积却很大，不仅墙壁、地面等围