抽水蓄能電站地下廠房通風(fēng)方案優(yōu)化

龍長波 詹云龍 王義丹

摘 要：隧道出入口放置環(huán)形車輛檢測器，車輛經(jīng)過檢測器引起檢測器內(nèi)部線圈的磁場變化，從而檢測器中LC震蕩電路的頻率發(fā)生變化，通過信號處理模塊將頻率信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，將數(shù)字信號傳輸?shù)娇刂瞥绦?，控制程序根?jù)數(shù)據(jù)判斷隧道內(nèi)部有無車輛行駛，并發(fā)送指令到繼電器驅(qū)動電路，使繼電器驅(qū)動電路開關(guān)燈光。本項目應(yīng)用車輛檢測器模塊、信號處理模塊、控制程序和繼電器驅(qū)動電路來智能的控制隧道燈的開關(guān)，使隧道內(nèi)無車輛行駛時關(guān)閉照明燈光，有車輛行駛時打開照明燈光。通過上述方法，改進(jìn)了傳統(tǒng)的燈光控制模式，達(dá)到智能控制燈光開關(guān)，節(jié)省電能的目的。本文主要分析抽水蓄能電站地下廠房通風(fēng)方案優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：抽水蓄能電站;地下廠房;洞室通風(fēng);優(yōu)化研究

引言

地下抽水蓄能電站的主廠房發(fā)電機(jī)層是電站最重要的場所，其內(nèi)部高大空間的氣流組織是控制工作區(qū)的溫度、濕度及風(fēng)速等參數(shù)以滿足設(shè)備運行和人員衛(wèi)生要求時的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

1、概述

抽水蓄能電站建設(shè)是合理調(diào)配電網(wǎng)峰谷負(fù)荷、高效利用可再生能源的重要方案。地下水電站廠房中熱濕環(huán)境調(diào)控問題是大型地下空間建設(shè)待解決的普遍性技術(shù)難題。地下廠房的特點包括：1）地下電站大多深埋在地下100m以上，周圍是巖體壁面，與外界大氣環(huán)境幾乎隔絕。由于深埋地層的恒溫作用，具有夏涼冬暖、潮濕等特點，因此夏季與冬季會采用不同送風(fēng)模式;2）其內(nèi)部安裝的各種設(shè)備也與普通的民用建筑和工業(yè)建筑不同、設(shè)備運行過程發(fā)熱量大、部分時段還需要進(jìn)行除濕。為了保證設(shè)備的正常運行和工作人員的衛(wèi)生需要，對工作區(qū)環(huán)境參數(shù)提出了較高的要求;3）由于其外部環(huán)境及圍護(hù)結(jié)構(gòu)的特殊性，無法直接用傳統(tǒng)地上高大空間的空調(diào)相關(guān)理論進(jìn)行設(shè)計，這給負(fù)荷計算和氣流組織的設(shè)計都帶來了挑戰(zhàn)。因此，開展地下電站的高大空間（主要是發(fā)電機(jī)層）通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的氣流組織方案和通風(fēng)控制策略對地下廠房的穩(wěn)定、節(jié)能運行具有重要意義。目前地下抽水蓄能電站發(fā)電機(jī)層的通風(fēng)空調(diào)氣流組織設(shè)計有兩種做法。一種是拱頂送風(fēng)，一種是分層空調(diào)，即采用側(cè)送風(fēng)。其中拱頂均勻送風(fēng)方案因其施工方便、內(nèi)部溫度分布均勻性好等優(yōu)勢在地下廠房中得到廣泛應(yīng)用，如白鶴灘水電站、龍灘水電站等都采用這種方式。但地下高大空間以往設(shè)計缺乏送風(fēng)方案（頂部送風(fēng)模式、風(fēng)口布置、出口風(fēng)速）全年運行模式下對于工作區(qū)的環(huán)境參數(shù)影響的系統(tǒng)研究，缺乏對設(shè)備散熱、巖體壁面換熱特性分析并將這些影響詳細(xì)考慮到氣流組織方案設(shè)計過程中。

2、通風(fēng)方案選擇

2.1通風(fēng)方案選擇原則

通風(fēng)設(shè)備選型：①選用的風(fēng)機(jī)應(yīng)滿足空氣流量要求，并克服通風(fēng)阻力[4];為了保證質(zhì)量;③經(jīng)濟(jì)合理;要高效工作，容易安裝等。1）在確保技術(shù)可行性和安全可靠性的前提下，選擇通風(fēng)設(shè)備的價格、安裝等投資費用問題以及運行中節(jié)能問題是決定單個通風(fēng)方案的重要問題。2）盡快建立回風(fēng)系統(tǒng)，加強(qiáng)回風(fēng)系統(tǒng)的能力，防止臟空氣循環(huán)。3）盡量利用通道施工，利用通過表面的井巷出口形成平行進(jìn)氣和回氣的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，降低通風(fēng)阻力。

2.2分期施工通風(fēng)方案選擇

主洞、施工支洞等在一期開挖不通過其他洞穴和通道之前，其施工通風(fēng)為單頭通風(fēng)，不能形成浪漫風(fēng)通風(fēng)，采用機(jī)械混合通風(fēng)供風(fēng)，即長時間抽風(fēng)。頂出風(fēng)機(jī)的容量比抽出風(fēng)機(jī)大20%-30%，即抽出風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口的空氣流量比抽出風(fēng)機(jī)大20%-30%。在二期開挖與其它洞室和通道貫通后的施工通風(fēng)問題，屬于通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)問題，此時形成了貫穿風(fēng)流的通風(fēng)系統(tǒng)。施工通風(fēng)布置的主要思想仍然是機(jī)械通風(fēng)，也是壓抽結(jié)合。與地表相通的各主要洞室和施工支洞，如交通洞、通風(fēng)洞等，都用來做進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)通道。三期工程施工期間，引水系統(tǒng)、廠房系統(tǒng)和尾水系統(tǒng)基本相連，主要洞穴和施工通道主要形成各方向的通風(fēng)網(wǎng)。系統(tǒng)各工作地點對空氣流量的需求低于二期，橫斷面較大，通風(fēng)阻力小，因此通風(fēng)系統(tǒng)布置簡單多了，與二期在主要進(jìn)風(fēng)段和回風(fēng)段上的布置一樣，一、二級回風(fēng)風(fēng)機(jī)不變，進(jìn)風(fēng)段布置射流風(fēng)機(jī)。

3、確定通風(fēng)方案

蓄電站通風(fēng)分三期進(jìn)行，一期通風(fēng)周期主要是三個主要洞穴中上部開挖、三個主要洞穴輔助洞穴和運輸支管洞口開挖，工作面多，通風(fēng)最復(fù)雜。二期通風(fēng)周期是三個大洞和尾水系統(tǒng)開發(fā)下、下層的階段，開發(fā)工作面已經(jīng)縮小，而且洞間已經(jīng)相互通過，可以通過機(jī)械與自然的結(jié)合形成良好的通風(fēng)周期。三期工程采用混凝土施工階段通風(fēng)，主要采用自然通風(fēng)。為了密切結(jié)合洞群結(jié)構(gòu)布置和開發(fā)方案，采用建筑物、主變房、下平孔、高壓分岔、泄漏支線、尾水隧道、尾管等通風(fēng)困難最大的施工地點作為通風(fēng)排煙重點，合理規(guī)劃通風(fēng)煙氣系統(tǒng)布置，加快通風(fēng)井建設(shè)進(jìn)度，盡快形成通風(fēng)渠，通過改變風(fēng)高和壓力產(chǎn)生煙囪效應(yīng)，提高通風(fēng)效果，保證地下洞群的良好工作環(huán)境。

4、實際通風(fēng)系統(tǒng)布置

4.1一期通風(fēng)供風(fēng)系統(tǒng)布置

在進(jìn)風(fēng)渣洞口設(shè)置兩套55kW的風(fēng)機(jī)，全天不間斷地機(jī)械送風(fēng)，通風(fēng)的主要目的就是保障主廠房1、2層的洞室在開挖施工過程中的粉塵、洞煙和污濁的空氣能夠全部順利向洞外排出，有效地保證洞口的施工環(huán)境，從而促進(jìn)施工的正常運行;在尾水隧道洞口位置設(shè)置兩套供風(fēng)機(jī)，供風(fēng)機(jī)功率55kW，全天不間斷的提供機(jī)械供風(fēng)，全天不間斷供風(fēng)，保證尾水隧道、尾水支管及周圍分岔管開挖過程中的施工環(huán)境良好;專用運輸廊洞口設(shè)置兩套風(fēng)扇，全天不間斷地提供55kW風(fēng)扇，為交通洞口的施工支洞開挖過程提供良好的施工環(huán)境。上述供風(fēng)站點描述伴隨著地下廠房隧道的逐步挖掘，通風(fēng)時間將延長，直到挖完土，地下廠房洞口自動形成自然對流通風(fēng)條件，然后根據(jù)實際施工的延長拆除某些場地的供風(fēng)點。

4.2二期通風(fēng)供風(fēng)系統(tǒng)布置

二期通風(fēng)供風(fēng)系統(tǒng)是一期工程通風(fēng)布置的基礎(chǔ)，考慮到自然風(fēng)量大、工作面大的問題，如果采用常規(guī)通風(fēng)方式，通風(fēng)距離大，風(fēng)壓損失大，通風(fēng)不足，影響到施工方式和運輸問題，因此工作人員應(yīng)結(jié)合采用工作風(fēng)式通風(fēng)原則，采用機(jī)械通風(fēng)和自然通風(fēng)相結(jié)合的方式。進(jìn)氣渣、進(jìn)氣道和排氣軸孔經(jīng)過后，根據(jù)實際工程施工的要求，設(shè)置供風(fēng)站點。二期通風(fēng)系統(tǒng)布置：在工程支管的岔口設(shè)置兩套風(fēng)機(jī)，全天不間斷地向同一個風(fēng)機(jī)類型工程輸送渣孔，以保證尾水閘室和尾水支管的施工環(huán)境良好;在施工支洞岔口時，設(shè)置兩套供風(fēng)機(jī)，型號與一期相同，并在全天24小時內(nèi)進(jìn)行機(jī)械動力供風(fēng)，保證了良好的施工環(huán)境，可以開挖道路洞口;在開發(fā)施工支管時，設(shè)置兩套風(fēng)機(jī)，全天不間斷地提供機(jī)械供風(fēng)，以保證高壓分岔管、下平孔和進(jìn)氣管的開發(fā)過程中的施工環(huán)境。抽水蓄能電站地下廠房系統(tǒng)二期排風(fēng)將交通洞洞口供風(fēng)站點作為三大主洞室和附屬洞室施工自然風(fēng)的補(bǔ)償通道，將高壓電纜通道、下斜井和排放豎井作為粉塵與污濁空氣排出的通道，這樣能夠使整個系統(tǒng)通風(fēng)流向井然有序，從而形成一個比較大型的地下通風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)。

結(jié)束語

總之，我國大多數(shù)抽水蓄能電站都建在地下室。。因為廠房位于地下，在空氣流通方面是有很多阻礙的;地下廠房的空氣、溫度控制在一定程度上需要通過機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)來解決，因此，為了使抽水蓄能電站地下建筑能夠正常工作，必須優(yōu)化地下通風(fēng)。

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