葛洲坝二江电厂发电机层中央空调系统改造研究

覃拓

摘 要：通风空调系统的可靠性关系到整个电厂的安全生产，文章介绍了葛洲坝二江电站通风空调系统自投运以来，经过对空调设备及系统不断地更新改造，保证了厂房发电机组安全经济地运行，为水电站厂房通风空调系统的设计及改造提供了一个参考。

关键词：葛洲坝；空调系统；通风系统

1 简介

葛洲坝水利枢纽位于长江三峡出口南津关下游约2.3km处，距三峡坝址38km，是长江干流上修建的我国第一座大型水电站，是三峡工程的航运梯级和反调节水库。葛洲坝电站分为二江电站和大江电站，二江电站装机7台，其中1F、2F机组容量为170MW，其他5台为125MW机组。葛洲坝二江电站厂房由于人员和设备散发的热量（主要是设备）与潮气及外界气候的变化，导致厂房内空气温度升高，特别是在炎热的夏季，厂房外的温度高达40℃以上，厂房内的温度也高达36℃以上。为了使厂房有一个比较稳定适宜的工作环境，以确保发电机组的安全经济运行，在厂房安Ⅱ段上游？荦50.63米高程制冷机房内设置了中央空调系统。

2 二江厂房空调主机布置

二江厂房空调系统的冷源采用两个集中制冷系统，装有四台制冷机组，其中1#、3#机组为制冷量50万大卡/小时顿汉布什螺杆式水冷冷水机组，2#机组为制冷量100万大卡/小时约克螺杆式水冷冷水机组，三台机组安装在厂房制冷机房内，为厂房发电机层等提供冷源。1～3#制冷机组均利用库水作冷却水。为解决库水的泥沙淤积和结垢问题，在厂房安Ⅱ段坝前设置两台头部沉沙管，机房的水泵房内有两台库水过滤器，1#、3#机组旁各有一台磁水器，库水一般均采用自流供水的方式，仅在大汛期上下游水位差很小，自流供水压力低于0.06MPa时，才采用加压水泵供水，使用过的库水用水管排至尾水。冷冻水系统采用开式循环，设三台冷冻水泵及四台供冷水泵及一个总容积为140m3冷、回水池。4#机组为制冷量23.7万大卡/小时顿汉布什螺杆式风冷冷水机组，安装在厂房外左侧，单独为厂房发电机层发电机组励磁盘系统提供冷源。

在制冷机房左侧还设有一个中央控制室，通过智能化中央控制系统对厂房的通风、空调、制冷系统进行集中空调与监控。

3 二江厂房发电机层空气处理设备的改造

3.1 二江厂房发电机层空气处理过程

二江厂房发电机层的空气处理是由布置于厂房两端的左、右空调器来实现的。左、右空调器由离心式风机、空气过滤器、表冷器、挡水板等组成，厂房发电机层的热湿负荷全部由已经处理的空气来负担。1～3#制冷机组产生的冷源经冷水池，由左、右空调器供冷水泵向表冷器提供循环冷水。左、右空调器的离心式风机通过送、回风道，使厂房发电机层空气流通。空气经过过滤器过滤、表冷器的减湿冷却后，经挡水板将夹在空气中的水滴分离出来，处理后的空气具有一定温度、湿度、气流速度和洁净度，并通过送风道送入厂房发电机层。

3.2 空气过滤器的改造

空气过滤器可滤去空气中的灰尘，达到净化空气的目的。原左、右空调器均安装了空气过滤器，但为了方便清洗，将原来的整块过滤器分改为长1.5米、宽0.5米长方形块状过滤器，抽插式安装，更便于拆下清洗。改造后的过滤器加大了滤网的密度，过滤效果更好。

3.3 表冷器的改造

表冷器是以冷水为冷媒，用来实现冷水与厂房发电机层的空气两流体间进行热交换的设备。表冷器为蛇形盘管式，冷水从表冷器下部的分配集管进入盘管组中，在盘管组内依次往返流动。厂房发电机层的空气在离心式风机的作用下，从盘管组的肋片间流过，盘管内的冷水吸收被冷却空气的热量，盘管外的空气减湿冷却降温后送入厂房发电机层。冷水进行热湿交换后从表冷器上部集管流出，经回水管流入回水池，进行循环使用。

表冷器换热效果不仅与表冷器结构有关，也与表冷器的选料有着密切关系。材料导热系数越大，其导热能力越强。表冷器的冷却水管一般为铁管或铜管。铁的导热系数为201.6KJ/（m·h·K），铜的导热系数为1386 KJ/（m·h·K），相当于铁的6.8倍。一定的传热量，当采用铜管时，传热效果更佳。原左、右表冷器使用铁管，两级表冷，共三层，每层9台，共27台。单位体积内铁要比铜重，表冷器的重量大大的超过使用铜管的重量，且铁管使用久了容易生锈，缩短使用寿命。现已将原来使用铁管的左、右表冷器全部拆除，更换了新的表冷器。新的表冷器采用的是铜管，为一级表冷，共一层，共九台。其冷水流程示意图如图1。

更换后，大大减小了表冷器的体积和重量，流体的阻力也随之减小。改造后投运，测得表冷器进风温度为26±2℃，出风温度为20±2℃，进出温差为5-6℃。实践证明，当使用铜管时，有很好的传热效果。

4 二江厂房发电机层空调系统的改造

4.1 二江厂房发电机层空气循环过程

二江厂房发电机层位于？荦55.91米高程，全长约250米，宽25.8米，高约28米，该空间的平面尺寸和高度均较大，如果对发电机层全部空间进行空调送风，需要大量的冷量，造成不必要的浪费。为了节约能源和更有效地帶走发电机层的热湿负荷（发电机组及电控柜均在发电机层下层不超过？荦60米高程），该空调区域选择了设有空气幕风口的分层空调系统，该系统通过设在厂房中部的空气幕将全部空间分隔为上下两部分，下部为空调区域，夏季送入冷风，上部为非空调区域。经过左、右空调器空气处理设备处理后的空气，由离心式冷风机送入送风道，再通过送风口送入上下游厂房发电机层。

送、回风道布置于发电机层上游侧夹墙内，分为上中下三层，上层为空气幕送风道，中层为上下游工作带送风道，下层为回风道。送回风道各分为左右两段，中间以带门的墙隔开，左、右空调器各负责一半厂房长度的送、回风任务。

空气幕风口为条缝形，间距为12米，以8.1米/每秒的速度水平送出约30%的风量，气流在空间形成一片气幕，阻隔了上下空间的气体交换。

为了减少制冷量和送风量，采用上下游工作带，风口直接吹向工作区，使工作区处于射流区中，下游工作带风口为条缝形，间距为12米，水平角18度吹向下游工作带，送风量约30%，上游工作带风口为旋流风口间距6米，呈72度角吹向上游工作带，送风量约40%。上下游工作带送风口，夏季送出的冷风与发电机层进行热湿交换，使厂房发电机层温度降低，并保持在一定的温度范围内，夏季厂房发电机层温度控制在28±2℃范围内，相对湿度控制在50%±10%范围内，达到空气调节的目的。

此二者的一部分气流分别在下游墙面和发电机组附近上升，与空气幕下降气流配合，在空气幕和送风射流之间形成一股回流，被矩形回风口吸入回风道，上游风口的一少部分气流在碰到地面后，随即折返被吸入回风道，经过空气处理设备处理后，被离心式冷风机吸入进行循环使用，其空气循环流程图如图2。

4.2 厂房发电机层送、回风系统的改造

厂房发电机层空调系统最初为混合式空调系统，即利用10%室外新风（相当于总送风量的10%）及廊道风与一部分回风混合的系统。

由于夏季室外空气温度太高，引入室外新风，冷量损失太大，又由于该空调区域主要是夏季对发电机层设备进行降温，当引入廊道风时，潮湿度太大。为了减少冷量损失，减小潮湿度，该通风系统改为封闭式空調系统，即该空调系统所处理的空气全部来自厂房发电机层，取消了室外新风及廊道风。全部为再循环室内空气。即厂房发电机层与空气处理之间形成一个封闭环路，其空调系统流程如图2所示。

该空调系统夏季空调投运时间为每年五月中下旬至九月中下旬，这段时期也正是电厂的满负荷发电期，而且厂房发电机组自动化程度高，在中控室设有计算机监控系统，除运行巡检维护与设备抢修外，厂房内逗留人员少，并且厂房可以通过水轮机层送排风机、厂用变压器室排风机、油库排风机、蓄电池室送排风机、空压机房排风机，起到通风换气的作用，可以满足厂房内空气的要求。虽然厂房发电机层采用封闭空调系统，但仍有少量的室外新风通过门窗渗入室内，不过采用封闭空调系统冷消耗量最省。

5 结束语

葛洲坝二江厂房发电机层中央空调系统，经过空调人员不断的改造和完善，通过实际运行表明：该空调系统的功能配置和设备选型是合理的，系统设备运行稳定，功能发挥正常，系统的改造是成功的，该空调系统改造的完成，使葛洲坝二江电厂厂房发电机层中央空调系统管理水平迈上了一个新的台阶。

参考文献

[1]王兵.浅谈暖通工程施工质量控制[J].山西焦煤科技，2008.

[2]殷平.现代空调[M].中国建筑工业出版社，2003.