刘 洁
(1.中国传媒大学理工学部,北京 100024;2.国家新闻出版广电总局916台,青海格尔木 816099)
DX-1000KW中波发射机房通风系统改造的设计与实施
刘洁1,2
(1.中国传媒大学理工学部,北京100024;2.国家新闻出版广电总局916台,青海格尔木816099)
本文简述了笔者工作于青藏高原大风、沙尘等环境恶劣气候地区。笔者工作的机房自播音以来,温度和灰尘问题一直困扰着我们。针对于降低机房温度,减小灰尘量,我们想尽了办法,也做了很多实验,但始终不太理想。为了彻底改变这种局面,现对原通风系统进行改造,分别在机房东、西混风室安装了两台水洗风设备,此设备不仅可以滤除室外风所含的大量灰尘,而且还可以利用其自带的空调和循环水系统降低机房的温度,可以说是一举两得。实现了良好的通风效果,达到预期目的。
通风系统改造水洗风
由于我台地处欧亚大陆腹地,青藏高原东北部,柴达木盆地南缘,西接新疆自治区,南与西藏自治区毗邻,西南暖湿气流受到喜马拉雅山、唐古拉山和昆仑山的层层阻隔,难以进入,从而形成终年季度干燥,少雨,多风沙,高寒低氧,冬季漫长寒冷,夏季凉爽短促,四季不分明等典型的高原大陆性气候。降雨量年平均仅41.5毫米,蒸发量却高达3000毫米以上。日照时间长,年平均高达3358小时,光热资源充足。
通风系统是发射机冷却系统中的一个重要环节,关系到冷凝器的工作效率和发射机的工作环境,对于广播发射设备的正常运行起着非常重要的作用。同时,该通风系统也是发射机房高能耗的一个主要组成部分。为了降低能耗和提高发射机的冷却效果,我台对发射机房实施了通风改造。
青藏高原,常年气温不高,有利于室外空气鼓入室内进行风冷,热空气利用抽风排出室外,因此原有通风系统也是基于这种设计考虑的,但通过近几年的应用发现存在一定问题,主要存在问题:(1)室外空气温度虽低(冬季在-10℃~10℃,夏季15℃~25℃),但空气中尘土较大,特别是在3~5月份,沙尘暴天气频繁。虽然采取了除尘措施(网状滤尘网),但其中的微小颗粒含量高,灰尘仍然能够进入机房,对设备稳定和安全播音造成不利。(2)灰尘中盐碱含量较高,对电气设备、机器设备危害较大,表现在其对金属腐蚀性强,对电气设备的耐压不利,存在安全隐患。(3)原有通风系统的冷热空气对流不太合理,由于进风管道的出风口离地面6米左右,而抽风管道的室内吸风口在离地面6米左右,不利于热压造成的自然通风,这样冷空气有很大一部分在还没有进入离地2米左右的设备带走热量的情况下,就通过抽风系统当作热空气排出,相当一部分白白损耗,没有起到应有的冷却作用。(4)原有通风系统必须在开机前打开,否则在播音中途打开就会引起发射机出现风量减少故障而使得机器自动降功率甚至甩掉PB变成N-1、N-2方式工作,更有甚者会引起停播。基于上述原因,我们考虑对原有的通风系统进行改造,以便使得发射机良好地运行。
方案一:在二个混风室加水温装置,利用原有的进风系统。
优点:利用现有资源稍加改动,投资少。 缺点:出风口太高,空气利用率低及不利于自然对流的条件。
方案二:改变原有的进风口位置(从6米降为0.4米),利用空气自然对流。
优点:利用空气自然流动,更符合经济效益,节能,冷却效果好。缺点:原有系统浪费,施工后要改变墙体。
方案三:安装中央空调系统,密闭机房防尘冷却。
优点:效果最好。缺点:投资大,安装复杂,原有系统浪费。
下面就方案二进行说明:(1)考虑改变室内进风口位置,由混风室直接进风,这样冷风进口接近地面,符合空气自然流动的规律,其实际依据是:冬季,我们在不打开现有通风系统的情况下,只打开混风室的门,打开抽风系统,这样利用空气的对流就能散去机器的发热和变压器的发热量,大厅内温度能保持在15℃左右,设备温度不但正常,而且维持在较低水平,完全能够正常工作。夏季,由于环境温度上升,光靠两个混风室的门自然进风,风量不够,会造成室内温度偏高,设备温度偏高,特别是六台干式变压器的散热存在问题。因此我们关闭了混风室的门,打开北面的两个门直接进风,虽然这样风量较多,机房能正常工作,但由于是直接进风没有经过滤尘,灰尘更大。因此考虑把混风室的墙体打开,相当于北面门的大小,以增加进风量,可解决此问题。
(2)针对虽然经过滤尘但仍有微尘没滤除,进而考虑利用湿法除尘的方式净化空气。
总之:采用以上措施既能获得充足的风量,又能获得湿度较大的清洁风。同时在现有的通风系统上进行改造,这样有利于实现和降低投资。
如图一,水洗风设备主要有空调、空调主机、水泵、水洗风设备以及水流管道组成。这一套设备通过空调来冷却循环水,再将冷却后的水送给水洗风设备用来降低外进风的温度,从而改变机房大厅的温度。
水洗风设备的滤尘效果主要是由两道滤尘网来实现。第一道是滤尘网,第二道是水洗帘子。这两道灰尘滤除系统可以将外进风中的灰尘大量除去。
图二为机房原通风系统,它只用两道滤尘网,用一台大风机向机房内吸风,所以达不到降温和滤尘的效果。
图三为安装了水洗风设备后的通风系统,安装水洗风设备后,进风的温度可以由冷却后的循环水来控制,使水温在10℃左右。而风中的灰尘有三道过滤网,而且最后一道是水过滤,可以达到灰尘过滤的目的,从而净化了机房的空气。
图四为水洗风设备的结构图,主要由初级滤尘、水洗段和风机室三部分组成,水洗段完成了该设备的主要功能。
图五、六、七为不同模式下水洗风设备设置时机房大厅温度的统计。
在未使用水洗风设备前,机房的灰尘到处都是,机房大厅每天都要清洁。发射机的滤尘网及机箱内的元器件每星期检修的时候都要清洁,而且每次清洁时灰尘都很大。滤尘网几乎每星期必须清洗。而安装水洗风设备之后各种清洁工作的强度大大降低,机房卫生一星期打扫一次,发射机元器件两星期清洁一遍,滤尘网一个月清洗一次,这样机房就有更多的时间用来进行业务培训,也为安全播音工作的开展奠定了基础。我机房水洗风已具备了集滤尘、冷却、加湿于一体的净化设备,机房的灰尘量只有原来的20%。机房温度比原来降低10℃~15℃。总之,一句话,该设备的使用效果是非常明显的。
虽然改造后的水洗风系统效果很明显,但同时也增加了维护量,而且该设备的维护也是比较麻烦的,但是我们都做了相应的处理措施。比如,在冬季的时候,由于天气变冷,机房大厅内的温度也相对变低,也就不需要开水洗风了,那么就要一个冬季不使用。于是,我们就在冬季来临前,往通水管道内加防冻液。等到第二年夏季来临,要用水洗风时,再把防冻液放出来,再向管道内重新加满水,就可以继续使用了。这样,就避免冬天把通水管道冻坏。自从水洗风系统改造完以后这几年,一直用着很好,达到预期效果。
[1]张丕灶,刘峰,等编著.《数字式调幅中波发射机》.厦门大学出版社.
[2]王永前,著.《特大型矿井通风系统优化与技术改造》.科学出版社,2014年3月.
刘洁(1979—),男,河南项城人,学士,工程师,机房主任。从事数字广播技术的研究。