瀑布沟水电站地下厂房通风空调方案探讨全文.pdf

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1、瀑布沟水电站地下厂房通风空调方案的探讨清华大学建筑技术科学系余延顺，李先庭，石文星中国水电顾问集团成都勘测设计研究院王政摘要针对瀑布沟水电站地下厂房多洞室群结构、发热量与所需通风量大的特点，同时结合瀑布沟水电站无压尾水洞引风这一自然冷源利用的资源优势，在瀑布沟水电站地下厂房通风空调系统初步设计方案的基础上，提出了地下厂房的三种改进通风空调方案，并对各方案进行了技术分析，为采用无压尾水洞方案的水电站地下厂房通风空调系统的设计提供借鉴与参考。关键词瀑布沟水电站；地下厂房；自然冷源；无压尾水洞引风；液泵供液直接蒸发多联

2、机1.电站概况瀑布沟水电站位于大渡河中游，地处四川省西部汉源与甘洛两县交界处，距成都市直线距离约200km，是一座以发电为主兼有防洪拦沙等综合利用效益的大型水电工程。电站装机6台，单机容量为550MW，总装机3300MW，多年平均发电量145.8亿kWh。厂房深埋于左岸山体内，埋深220～360m，距河边400m。整个厂房由主副厂房、主变洞和尾水闸门室组成三洞室结构，引水发电系统由进水口、压力管道、主副厂房、主变室、尾水闸门室、无压尾水隧洞等组成。主厂房尺寸为294.1×26.8×70.1m（长×宽×高），无压尾

3、水隧洞断面尺寸为20×24.2m（宽×高），尾水洞两条，长度分别为1137.7m和1075.3m。通过现场测试和模拟计算结果表明，夏季利用水电站无压尾水洞引风，即利用空气在无压尾水洞流动过程中与尾水表面及洞壁面之间的热湿交换作用可以实现对空气良好的降温除湿效果。因此，对于采用无压尾水洞引风的水电站通风空调系统而言，无压尾水洞是一个巨型的天然“空调机”，具有节能、环保和可再生的优点。鉴于此，为充分利用瀑布沟水电站无压尾水洞这一天然冷源，在电站地下厂房通风空调系统的方案设计中，其整体思路是利用无压尾水洞引风实现对电站

4、厂房各洞室内部热湿环境的控制。2.电站厂房室内外设计参数2.1室外气象参数在瀑布沟水电站附近，沿大渡河自上而下有汉源县气象站、峨边气象站、铜街子气象站，在三个气象站中，汉源气象站距电站最近，因此瀑布沟电站地区的室外气象参数选择汉源气象站气象参数，如表1所示。表1瀑布沟电站气象参数（汉源气象站）项目参数项目参数室外多年平均温度17.8℃夏季空调日平均温度29℃极端最高温度40.9℃夏季通风计算相对湿度60％极端最低温度-3.3℃累年最热月平均相对湿度76％最热月平均计算温度25.9℃冬季空调计算温度3℃多年平均相对

5、湿度68％冬季通风计算温度8℃夏季通风计算温度29℃冬季空调计算相对湿度57％夏季空调计算干球温度32.8℃夏季室外大气压927.9kPa夏季空调计算湿球温度25.3℃冬季室外大气压915.9kPa2.2.地下厂房室内温、湿度设计参数根据《水力发电厂厂房采暖通风与空气调节设计技术规定》（SDJQ1-84），确定厂内各主要区域-1-的空气设计参数如表2所示。表2地下厂房室内设计参数地点夏季冬季温度（℃）湿度（%）温度（℃）湿度（%）发电机层≤27≤75≥13≤70电气夹层≤27≤70≥13≤70水轮机层、蜗壳层≤2

6、6≤75≥12≤70副厂房一般房间≤26≤70≥13≤70中控室、通讯室24±250±1020±250±10计算机室24±250±1020±250±10母线道≤35不规定≥15不规定主变室≤35不规定≥15不规定其它电气设备房间≤33≤70≥13≤702.3.地下厂房发热量分布根据室内设计参数及机电设备的发热情况，在全厂6台发电机组满负荷运行时，厂内设备及照明系统的总发热量为5438kW，地下厂房内各主要区域的发热量如表3所示。表3地下厂房发热量序号区域发热量(kW)序号区域发热量(kW)1发电机层11635母线

7、洞(共6条)22102水轮机层1636主变洞8723水泵室1407地下副厂房(含安装间下厂房)5814电气夹层309总计54383.地下厂房通风空调方案在瀑布沟电站通风空调系统中，因电站厂房结构所限，厂内通风系统以串连通风为主。无压尾水洞的引风在进入送风洞后分为两路：一路送入主厂房拱顶，由拱顶下送至发电机层；另一路经送风支洞进入主变洞和电缆层，然后从主变洞排风竖井排出厂外。在发电机层中，一小部分空气依次被抽引至水轮机层和水泵室，然后由排风竖井排出；而大部分空气则依次抽引送入电气夹层、母线洞，吸热后的空气从主变洞排

8、风竖井排出地面。地下主厂房通风系统原理如图1所示。在厂房通风空调系统的初步设计方案中，地下3厂房的总通风量为120万m/h，其中主厂房87.5万33m/h，主变洞和电缆层37.5万m/h，送风参数为18℃，RH=90％。地下副厂房采用风机盘管加新风的空调方式，冷冻水由独立的冷水机组提供。但由于无压尾引风出口空气为接近对应尾水温度的饱和状态。因此，在初步设计方案中，当尾水洞