沙湾水电站通风系统优化设计

吴光德 王帮明

（四川圣达水电开发有限公司，四川乐山614900）

0 引言

随着社会对电能需求量的不断增加，水电站数量也日益增多。 由于近年来水电资源开发达到了前所未有的程度，地处高寒或者潮湿地方的水电资源也开始被大量开发，这些地方的气候条件恶劣，阴冷潮湿的环境对水电设备运行造成极大困扰。部分水电站通风系统设计不够合理，在厂房内的建筑物，供排水管等设备上形成小水滴，整个厂房显得特别潮湿。 改善通风条件，让地处潮湿环境中的水电站设备处于良好的工作条件下，已经成为当前急需解决的问题。

1 沙湾电站通风系统简介

沙湾水电站主厂房通风系统进风口布置在主厂房上游侧机组段，共23 个进风口。 主厂房上游侧进风通道通至主厂房发电机层、夹层、水轮机层。 在发电机层上游墙、夹层上游墙和水轮机层上游墙进风通道出风口装设有百叶窗。发电机层排风口与电气廊道进风口通过防爆阀相连，电气廊道排风口有两处：1）电气廊道屋顶有4 个排风口；2）电气廊道下游墙有4 个排风口。夹层排风口与电气夹层进风口通过防爆阀相连，电气夹层下游有5 个排风口。 水轮机层的排风口和辅助设备的进风口为楼梯间自然通风廊道，辅助设备廊道排风口设置在辅助设备廊道下游墙上，有4 个排风口。 水机操作廊道通过楼梯间自然通风廊道进风，下游墙上有3 个排风口。 灌浆廊道通过楼梯间自然通风廊道进风，灌浆廊道下游墙有3 个排风口。

沙湾水电站主厂房通风方式为：

利用室内热压作用开启进厂大门进风和主厂房上游侧进风口轴流风机将室外空气通过发电机层上游墙23 个进风口送进发电机层。发电机层的空气通过排风口进入电气廊道，经过电气廊道屋顶风机和电气廊道下游墙风机将热湿空气排出厂房。

主厂房上游侧风机压缩的空气通过夹层上游墙23 个进风口将室外空气送进夹层和通过夹层楼梯间自然进风廊道将发电机层的部分空气送进夹层。夹层的空气通过夹层排风口与电气夹层的进风口进入到电气夹层，最后利用下游墙排风口风机将热湿空气排出厂房外。

主厂房上游侧风机压缩的空气通过水轮机层上游墙23 个进风口送进水轮机层和通过水机层楼梯间自然进风廊道将夹层的部分空气送进水轮机层。水轮机层的空气经过水机层和辅助设备廊道间的楼梯间自然通风廊道流进辅助设备廊道，最后利用辅助设备廊道的排风口风机将湿空气排出厂房外。

灌浆廊道通过廊道通过楼梯间自然进风，通过排风口风机将灌浆廊道内的冷湿空气排出厂房外。

供水廊道通过楼梯间自然廊道进风，利用风机将供水廊道内的湿空气通过下游墙上的排风口排出厂房外。

水机操作廊道通过楼梯间自然廊道进风，利用装设在水机操作廊道下游墙排风通道上的风机将廊道内的湿空气排出厂房外。

2 通风系统存在的问题

沙湾水电站主厂房目前采用的通风方式存在以下问题：1）厂房外的空气潮湿，容易形成饱和湿空气而产生水蒸气；2）天气炎热的季节，空气中的含水量也较大，当热湿空气从厂房外较热的环境流进厂房内温度较低的低位区，冷热空气相遇，厂房外送进来的热湿空气就会达到饱和析出，从而导致厂房内低位区处于潮湿状态；3）饱和湿空气遇到厂房内温度较低的供、排水管路时，在供排水管路外出现结露现象；4）多台功率较大的轴流风机长期运行不利于节能。

3 通风系统优化设计方案

主厂房通风系统优化设计的原则为：在不改变原有通风通道的基础上，增加2 台工业除湿机。安装在主厂房上游左右两侧，分别与通风总管道相连。将发电机层和夹层上游墙上与机组对应的8 个进风通道出风口百叶窗设为常闭状态， 将水轮机层的15 个进风通道出风口百叶窗设为常闭状态。

在发电机层和夹层上游墙均匀分布的23 个进风口中， 将每台机组对应上游墙的8 个进风通道出风口的百叶窗设置成常闭状态，这8个进风通道的进风口与安装在主厂房上游侧的2 台除湿机通风总管道相连。其余的15 个进风通道出风口百叶窗设置成常开状态，均匀分布于主厂房上游墙上。 在水轮机层，与在发电机层和夹层进风通道出风口百叶窗设置成常闭状态的8 个进风通道相连通的8 个进风通道的百叶窗设置成常开状态。 在水轮机层，与在发电机层和夹层进风通道出风口百叶窗设置成常开状态的15 个进风通道相连通的15 个进风通道的百叶窗设置成自动常闭状态。 灌浆廊道原来的4 个排风通道，改为2 个排风通道和两个进风通道。 水机操作廊道的4 个排风口改为2 个进风口。

4 通风系统参数设置与通风方式的确立

沙湾水电站通风系统优化设计后主厂房的通风由通风系统控制装置的PLC 进行逻辑判断并发出控制命令， 因此PLC 参数设置对通风系统十分重要。 其参数设置如下：

发电机层通风系统控制装置PLC 参数设置为发电机层温度大于等于40°时PLC 发开启发电机层15 个进风通道风机令， 温度小于等于30°时发停发电机层进风通道风机和排风通道风机令。

夹层通风系统控制装置PLC 的参数设置为夹层温度大于等于40°、励磁变温度大于等于80°或者任意一台厂变温度大于等于60°时PLC 发开启夹层15 个进风通道风机令，夹层温度小于等于25°或者励磁变温度小于等于60°或者任一台厂变温度小于等于45°时，PLC 发停夹层进风通道风机和排风通道风机令。

水轮机层通风系统控制装置PLC 的参数设置为水轮机层的相对湿度大于等于80%时，PLC 发启动主厂房上游侧除湿机令； 水轮机层相对湿度小于等于60%时发停除湿机令。当主厂房上游侧除湿机处于停止状态， 水轮机层的15 个进风通道出风口关闭间隔时间大于等于72 小时，PLC 发启动主厂房上游侧风机且开启水轮机层的15 个进风通道出风口百叶窗和启动风机令，当主厂房上游侧除湿机启动或者水轮机层的15 个进风通道出风口百叶窗开启1 小时，PLC 发停止主厂房上游侧风机和关闭水轮机层的15 个进风通道出风口百叶窗令。

灌浆廊道和水机操作廊道通风系统控制装置PLC 的参数设置为灌浆廊道和水机操作廊道相对湿度大于等于80%或者含氧量低于18%时，PLC 发开启灌浆廊道或水机操作廊道除湿机令， 同时发开启灌浆廊道和水机操作排风机启动令。灌浆廊道和水机操作廊道相对湿度小于等于60%和含氧量大于等于18%时PLC 发停灌浆廊道和水机操作排风机和除湿机令。

供水设备廊道通风系统控制装置PLC 的参数设置为供水廊道相对湿度大于等于80%时，PLC 发启动供水廊道除湿机和开启排风通道风机令，相对湿度小于等于60%时，PLC 发停除湿机和排风通道风机令。

5 总结

通过对沙湾水电站通风系统进行优化设计，全厂的通风系统各进出风通道更加合理。PLC 根据参数设定智能的控制主厂房的风机启停进行通风和控制除湿机启停对主厂房进行干燥，保持厂房内的环境处于良好状态，使机电设备和自动化元件处于良好的环境中运行，且更加节能环保。

［1］赵荣义，范存养，等.空气调节.3 版[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.

［2］M.C.波特尔，C.W.萨墨顿.工程热力学[M].郭航，等，译.北京：科学出版社，1999.