葛洲坝二江电厂发电机层中央空调系统改造研究

葛洲坝二江电厂发电机层中央空调系统改造研究

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。

标签：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、表冷器的減湿冷却后，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，送風量约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