水泥厂变配电室的降温通风设计

常 永 李士超 徐朋君 王 浩 耿 真 张 昊

河南建筑材料研究设计院有限责任公司（450002）

水泥厂变配电室的降温通风设计

常 永 李士超 徐朋君 王 浩 耿 真 张 昊

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水泥厂变配电室通风降温措施：在满足要求的情况下，采用通风和空调哪种方式更有利于节能。

水泥厂变配电室；通风；空调

0 概述

变配电室是供电系统用于将高电压通过变压器降压至用户所需电压等级并且配置有保护、计量、分配于一起的室内综合系统，一般配置有电力变压器、高压配电柜、低压配电柜、电缆等，作用是将电网送来的高压电通过变压器变成低压380/220 V电压，分别输送到建筑物各部分。配电室是变配电室的下级配置，在一个大的用电系统中首先由总降把高压降压然后分配给配电室，然后再由配电室将电能分配给到设备或用户。

配电室承载着高压和高电流，还有很多变压器、稳压器，在工作时产生大量的热量，直接造成变配电室温度升高。当温度达到其热保护温度临界点时，设备就会停止工作，影响水泥厂生产的正常运行。夏季室外温度较高的地区，为保证机房内电气设备正常工作允许的环境温度，需要采取一定的措施来降低室内温度。

水泥厂变配电室降温方式有多种，最主要是采取通风和空调两种方式。

1 通风方式

通风可以分为自然通风和机械通风两种形式。通风降温可以说是最节能的处理方式,它只需要用风机将室外的自然冷风同室内热空气进行交换即可达到降温的目的。该方式的优点是节能、系统简单，耗电设备只有风机，既可以通过风管进行通风以达到较好的气流组织，也可以采用直接在外墙上安装边墙风机的方式。不建议采用屋顶风机，因为在屋面开洞，一旦防水没有做好的话，对室内电气设备的安全是很大的隐患。通风方式的弊端是当室外温度很高时，通风降温的效果会急剧变差，以至于无法满足降温的要求。

变配电室通风设置的基本原则：地面上的变配电室宜设置自然通风，当不能满足要求时候宜采用机械通风，地下变配电室宜设置机械通风。当设置机械通风时候，气流宜由高低压配电区流向变压器区，再由变压器区排至室外。变配电室宜设置独立的机械通风系统。

水泥厂电力室通风最好是采用机械送风和机械排风相结合方式来排除室内余热，为了防止大量灰尘进入电力室，进风口设置过滤网，增加空气的洁净度。排风口设置防雨罩、防虫网和重力式止回风阀等。变配电室宜设置独立的送排风系统，设置在地下的变配电室送风气流宜从高低压配电区流向变压器区，从变压器区排至室外。排风温度不宜高于40℃。当通风无法保障变配电室设备，工作要求时，宜设置空调降温系统。

在高压配电室和电容器室等还需要设置事故通风，来排除发生事故时产生的有害气体。事故通风量宜根据放散物的种类、安全及卫生浓度要求,按全面排风量计算确定，且换气次数不小于12次/h。

设置事故通风应符合下列要求:

1）散发有爆炸危险的可燃气体、粉尘或气溶胶等物质时，应设置防爆通风系统或诱导式事故排风系统。

2）具有自然通风的单层建筑物，所散发的可燃气体密度小于室内空气密度时，宜设置事故送风系统。

3）事故通风宜由经常使用的通风系统和事故通风系统共同保证，但在发生事故时，必须提供足够的送排风量。

4）事故排风量宜根据工艺设计条件，通过计算确定，且换气次数不应小于12次/h。

5）当房间高度小于或等于6 m时，应按实际体积计算；当房间高度大于6 m时，应按6 m的空间体积计算。

6）事故排风的吸风口，应设在有害气体或爆炸危险性物质散发量可能最大或聚集最多的地点，对建筑死角应采取导流措施。

变配电室内的散热负荷都是显热冷负荷。变配电室的通风量应按下式计算:

其中Q单位是W，L单位是m3/h

变压器发热量Q(kW)可由设备厂商提供或按以下计算:

Q=(1-η1)·η2·φ·W=(0.0126～0.0152)·W

式中:η1—变压器效率， 一般取 0.98；η2—变压器负荷率，一般取0.70～0.80；φ—变压器功率因数，一般取 0.90～0.95；W—变压器功率，kVA；tp—室内排风温度，一般不宜高于40℃；ts—送风温度，一般不宜高于28℃。

当资料不全时，可采用换气次数法确定风量，一般按照变电室5～8次/h，配电室3～4次/h，但最小新风量应大于或等于3次/h换气次数。机械通风无法满足变配电室的温度、温度要求时，变配电室夏季需采用空调降温装置。

2 空调方式

某些地区夏季温度过高，采用通风降温效果会不理想，因此需要采用空调通风的方式。水泥工厂灰尘相对较多，采用空调降温的方式，可以减少室外灰尘的进入，对配电室的设备保护非常有利。但采用空调降温初投资较大，耗电量也较大。

空调的系统形式很多，有全空气，全水，空气-水等，一般电力室采用分体式空调系统即可满足室内温度要求，分体式空调布置形式简单，造价相对低廉，是很多企业的选择，但分体式空调也有缺点，比如制冷效率低下，出风口少，容易造成室内温度分布不均匀等。还可以采用模块式空调机组，这种空调形式造价较高，系统形式复杂，但是采用风管布置，可以使冷风均匀送到房间的每个区域，温度容易实现均匀分布，并形成良好的气流组织。但是风管型的空调一定注意送风温度不能太低，至少要高于室内空气露点温度1～2℃，这样才不会产生凝结水。

空调负荷的计算应采用逐时冷负荷法进行计算，而在个别缺少资料的地区，也可以采用冷指标估算法，估算法计算简单，速度快，但精确度低，容易造成负荷偏大，对设备选型有一定影响，容易导致初投资增加等不利因素。

3 两种方式结合

为了使系统更加合理优化，通常情况下是将该空调系统和通风方式结合起来使用,以充分利用二者的特点，达到更好的效果。特别在夏季炎热地区，可以采用空调来降低配电室内的温度，到了春夏季，室外空气温度低，可以用通风来降温，可以取得好的降温效果，这种方式有利于节能。

4 例子说明

下面以登封附近地区水泥厂的电力室为例，平面布置图如下，基本情况:配电室散热量20 kW，面积约100 m2，里面主要是高压配电柜，配电室旁边有PLC控制室、电容器室、变频器室。

查规范登封地区通风空调设计计算参数:

表1 通风空调设计计算参数

图1 电力室平面布置图

经计算排除余热所需要的通风量为6 521 m3/h，风量不算很大，采用风机基本能满足降温要求，不再单独设置空调。由于是高压配电柜室，还需要设置事故风机，换气次数取不小于12次/h。PLC控制室长期有人,根据需要设置一台分体式空调，电容器室需要设置事故风机,换气次数取不小于12次/h。

5 总结

对于变配电室采取何种降温方式，需要考虑的影响因素还会有很多，不同的项目特点不同，绝不会局限于以上所举的典型实例，因此在考虑方案时最主要的是从实际出发,以可靠、合理的方式来满足要求的效果，在实际生产中更需要运行维护人员精心操作，确保电力室设备的正常运行。

[1]GB 50019—2015,工业建筑供暖通风与空气调节设计规范[S].

[2]GB 50016-2006,建筑设计防火规范[S].

[3]GB 50295-2016,水泥工厂设计规范[S].