抽水蓄能电站水冷式通风空调系统运行优化与能效评价

抽水蓄能电站水冷式通风空调系统运行优化与能效评价

滕也

湖南省电力有限公司水电分公司 湖南省长沙市 410000

摘要：根据水电站通风空调系统、除湿系统和制冷系统分布范围广、数量多、控制功能各异的特点，采用就地自动控制、远程集中监控的控制模式。各就地控制单元采用PLC作为控制核心部件，通过PROFIBUS-DP网络和无源接点的方式与计算机监控系统进行通信。通过集中控制研究，突破不同控制功能的联合集中采集，研究通信和远程传输形式等功能，研究大功率风机的智能控制和除湿机的智能预警等。，实现了抽水蓄能电站地下厂房通风、空调、除湿、制冷系统的全面自动化管理和智能控制。

关键词：抽水蓄能电站；水冷式通风空调；系统运行优化；能效评价；

引言

目前国内大部分水电站采用水冷式空调，其工作原理是:以冷冻水为制冷剂，通过组合式空气处理器将冷空气输送到厂区，实现厂房的制冷。冷冻水经过制冷后，通过增压系统返回到螺杆泵冷水机组，被冷却水冷却，再次成为制冷剂循环模式。自2010年12月27日投入商业运行以来，某抽水蓄能电站主空调系统中的螺杆泵机组设计正常运行工况与实际环境偏差较大，导致机组无法正常运行。长期的非正常运行加速了冷水机组的老化，导致冷水机组运行条件差，运行效率低，故障率高。

一、系统优化的预期目标

实现电厂现场通风空调系统、除湿系统、温湿度测量系统和制冷系统的集中信号监控和智能预警功能，并整合现有通风系统点和现有的顶部通风计算机，以改进和生成复盖上述所有设备的信息点控制图；实现复盖上述系统的智能控制系统，且该系统应能在厂区地下和建筑物外的中央控制室实现智能控制，并利用原有的上下通风计算机，将原有的自动化驱动到可视化控制中，实现全厂通风、空调和制冷系统的可视化控制；实现了大型风机遥控器的启动功能；观察电站现场大型风机的振动情况，并将其引入可视化控制。实现通风空调的可视化管理。它的视觉控制可以实现整个场的所有通风、空调和冰箱信息的点显示，每个区域都要清晰显示，可以清楚地指示风向和其他信息。显示电路应直观直观，并能显示整个通风冷却系统的整体布局和系统流向。在整个系统的视觉系统下，可以对每个子系统和每个面积系统进行详细显示。每个子系统的二维两点显示应在地下电站的每个区域和电缆轴配电站区域进行。所有图表应首先直观显示生产区域中风扇、冰箱和一些重要干燥剂的位置。所有显示图表必须基于具有生产区外观的显示图表，以显示每个系统的点。

二、通风流程设计

从常规抽水蓄能电站地下厂房通风管道方案的研究出发，通风系统方案的总体设计思路如下:(1)除了在施工期间地下洞室的永久通风要求外，通风方案的制定应符合施工期间地下洞室的临时通风要求——以尽可能实现永久和临时通风的结合，减少工程投资；(2)通风空调系统应充分利用布置好的地下枢纽洞群及施工辊进行规划。如果现有的地下枢纽洞室组和施工辊不能满足通风空调系统的设计要求，则应提供必要的辅助设备，如排气孔。(3)通风时，应考虑各区域的位置关系、加热值的分布、各区域的温度和湿度、盐雾控制要求、进气/排气隧道的设置等因素。通风过程应从高设计温度要求区流向低设计温度要求区。新鲜室外空气应用于人们集中的地区，其他地区则应用于热值高的设备室内的空气回收。气流组织合理。

三、控制通风空调系统运行转换的参数选择

新鲜的室外空气必须经过漫长的风洞才能进入地下车间的通风空调系统。当空气通过地下风洞时，它们与岩体交换热量，使通风空调的入口温度不同于室外空气温度。但是进风通道的通风能力受到进风通道长度、半径和风量的极大影响。重庆的一座水电站在许多季节都经过了长时间的试验。发现虽然风洞末端的空气温度随季节变化很大，但一天的最大幅度不超过1.5。因此，根据风洞末端的空气温度调节通风空调的运行是稳定准确的。温度监测点可设置在进气道末端，进气道末端的空气温度TM可作为参数来控制通风空调系统运行方案的改造。

四、空调设计思路

根据地下厂房热湿环境的特点，简单的通风系统，以排除湿热负荷工厂大通风的需要，并且在任何情况下都很难保证工厂的良好状态，因此大多数情况下采用通风与空气调节协同工作的系统。本文结合已建地下厂房的经验，给出以下思路:1）充分利用地下厂房节点溶洞以及施工支管作为通风进/排气通道和应急排气通道；并利用地下洞室壁应对空气热自然调节和湿交换。2）室外新鲜空气与通风孔和通风支管分开进入通风机室，在通风室的新鲜空气入口设置空气过滤网，以降低空气盐雾浓度，提高供给建筑物的空气质量和纯度。3）根据不同房间对空气参数的要求，采用不同的通风和空调方式。对于岛内抽水蓄能电站，在高温高含盐湿度条件下，除了常规电站直流通风系统外，还可考虑最小新风量方案。4）由于岛的位置，淡水资源有限，厂房空调机冷源可选用风冷冷水机组、海水源热泵机组、风冷空调。当采用海水作为冷却水时，应考虑海水腐蚀性对制冷设备的影响，选择直接与制冷剂或通过换热器与冷却水冷却的方式。

五、控制环境温度和湿度

温度和湿度是影响腐蚀的关键因素之一，主要是由于环境湿度较大时，水蒸气容易在金属设备表面冷凝形成微液滴，当氯离子和其它腐蚀性介质溶解成微液滴时，会增加液滴的电导率，从而加快电化学腐蚀的速度，此外而温度影响腐蚀速率主要是因为温度升高，分子活性增加，扩散速度加快，导致腐蚀加剧，但温度升高会降低氧气等物质的溶解度。由于温度和湿度对金属设备的腐蚀影响很大，因此抽水蓄能电站的主要保护措施是控制环境温度和湿度。

六、通风空调设备及布置

主厂房空调房位于主厂房安装场地右端的主空调房内，标高为56.500m，φ250空调冷却水供水管通过水泵从下水库引出，排入72.000m高的排水廊道。三台冷却水泵位于安装现场下方的汽轮机底板末端。滤水器、自动反冲电子水处理仪、慢开快关止回阀等。均设置在空调冷却水供水管上。由于下水库最低水位为92.000米，φ32制冷循环供水管直接从泵前取水。主空调室内有3台冷冻水泵和2台组合式空气处理器。20 000 m3/h新风通过风管和风道直接送至主厂房拱顶，通过布置在主厂房拱顶的出风口送至发电机层，出风管设置防火阀。

七、系统控制逻辑优化

自动通风空调控制已经变得相当重要，全厂通风空调监控系统应与电厂计算机监控系统相结合，综合考虑，在电厂集中控制室可自动监控全厂通风空调系统、冷冻系统、除湿器系统的实际运行情况，并实现远程启停控制。通过各系统设备配套运行方式，可根据周边实际环境的变化进行调整，根据各设备关键传感器数据的采集分析和系统运行参数的自动调节，保证厂内保温、通风、除湿，电站厂房设备安全稳定运行。

结束语

通过抽水蓄能电站通风、空调、除湿系统和制冷机系统的综合优化研究和应用，构建了智能预警监控和预防系统，可有效弥补电厂通风、空调、制冷机、除湿机等设备全方位监控、工作状态检测中传统方法和技术的不足，应对挑战此外，运营和维护人员可以通过趋势分析曲线、统计报告和系统提供的其他数据获得有价值的信息。这大大提高了现场设备的管理水平，提高了电厂的安全性和智能化管理水平，也改善了经济效益。同时，它降低了生产事故的发生，降低了施工管理成本，保证了水力发电机组的生产安全，提供了科技效率和服务支持，引领了传统水力发电机组建设的创新发展。

参考文献

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