海上風(fēng)電場升壓站空調(diào)系統(tǒng)淺析

范京申

中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計研究院有限公司 浙江杭州 311122

海上升壓站是海上風(fēng)電場電力外送的重要設(shè)施，其安全穩(wěn)定運行是海上風(fēng)電場安全運行的重要保障?？照{(diào)系統(tǒng)的選擇對升壓站的布置、業(yè)主的投資、項目建成后的檢修、維護(hù)起到關(guān)鍵影響[1]。

與陸上升壓站比較，海上升壓站主要具有如下特點：

（1）多數(shù)海上升壓站距海岸線20～30km，有的甚至更遠(yuǎn)，只能依靠輪渡或者飛機(jī)，受天氣（大霧、潮汐、大風(fēng)等）影響較大。

（2）升壓站上平時無人停留，僅在需要檢修時才有工作人員進(jìn)入，升壓站整體定義為“無人值守平臺”。

（3）海上空氣含鹽霧量高。

（4）周圍沒有可直接利用的淡水資源。

（5）平臺主要用于擺放電氣設(shè)備。

結(jié)合上述特點，在通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中針對性的滿足以下原則：

（1）在設(shè)計中，應(yīng)盡量選用小巧輕便的設(shè)備，避免選用體積大、重量重的設(shè)備，以便后期設(shè)備檢修、更換、運輸。

（2）針對無人值守這個特點，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)簡單、可靠（設(shè)備100%備用）、檢修維護(hù)工作量少，可遠(yuǎn)程監(jiān)控。

（3） 空氣中鹽霧含量高，設(shè)備易受腐蝕、易損壞。室外空氣需要經(jīng)過可靠且過濾效率高的除鹽霧設(shè)備處理送入電氣房間，使電氣房間維持正壓，避免受到鹽霧腐蝕，設(shè)備損壞，縮短使用壽命。

（4） 在通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中，應(yīng)盡量避免使用淡水。

（5）考慮升壓站內(nèi)布置了大量電氣設(shè)備，應(yīng)盡量避免水管穿越電氣設(shè)備用房，以免漏水損壞電氣設(shè)備。

1 空調(diào)系統(tǒng)

結(jié)合常用的空調(diào)形式及海上升壓站特點，空調(diào)系統(tǒng)有以下幾種方案可供選擇：

方案一：風(fēng)冷單元式分體空調(diào)。每個房間空調(diào)設(shè)備獨立設(shè)置且考慮100%備用。室外機(jī)就近布置于室外設(shè)備平臺。

方案二：水冷（海水）集中空調(diào)系統(tǒng)。制冷主機(jī)選用海水源冷水機(jī)組，冷凍水出水溫度7℃，末端選用風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)器，空調(diào)器100%備用。主機(jī)與末端之間采用冷凍水管連接，需單獨設(shè)置制冷機(jī)房，機(jī)房內(nèi)設(shè)備包括：冷水機(jī)組、冷卻水泵（海水）、冷凍循環(huán)水泵、水處理裝置、定壓裝置、補(bǔ)水裝置等，水系統(tǒng)由冷卻水系統(tǒng)和冷凍水系統(tǒng)組成。冷水機(jī)組及水泵的均考慮100%備用。

方案三：風(fēng)冷集中空調(diào)系統(tǒng)。主機(jī)選用風(fēng)冷制冷機(jī)組，提供7℃冷凍水，末端采用風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)器，空調(diào)器100%備用。主機(jī)與末端采用冷凍水管連接，風(fēng)冷制冷機(jī)組設(shè)于室外，水系統(tǒng)為冷凍水系統(tǒng)，需要設(shè)置冷凍水泵、水處理裝置、定壓補(bǔ)水裝置等。風(fēng)冷制冷機(jī)組、水泵均考慮100%備用。

針對上述三種方案，分析如下：

分體空調(diào)方案的優(yōu)缺點

1.1 優(yōu)點

（1）安裝快捷、調(diào)試簡單?？纱蟠鬁p少安裝工作量，節(jié)省工期。

（2）可以分區(qū)設(shè)置，獨立運行，彼此間互不干擾。

（3）由于采用的是直接式氟利昂壓縮制冷，無二次冷卻，制冷效果好，冷源利用率高。

（4）調(diào)試工作量小，一旦調(diào)試結(jié)束即可穩(wěn)定運行，可靠性強(qiáng)。

（5）無空調(diào)水管穿越電氣設(shè)備房間，不存在漏水的隱患。

（6）室內(nèi)外機(jī)間通過紫銅管連接，外加保溫，冷量損失少。

（7）控制系統(tǒng)簡單，可以根據(jù)不同場所的需要，獨立控制機(jī)組的運行工況，且空調(diào)機(jī)組間互不影響。

1.2 缺點

（1）需要預(yù)留室外機(jī)位置，對平臺外觀有一定的影響。

（2）集中空調(diào)方案的優(yōu)缺點

1.3 優(yōu)點

（1）所有的制冷四大部件都集中在冷水機(jī)組上，制冷設(shè)備故障點少。

（2）由于制冷機(jī)組集中放置，室外機(jī)數(shù)量少，對平臺外觀的影響小。

1.4 缺點

（1）空調(diào)有壓水管進(jìn)入各電氣設(shè)備房間，存在漏水隱患，會危及電氣設(shè)備的使用，也與現(xiàn)有規(guī)范不符。

（2）對冷水機(jī)組和空調(diào)水泵的可靠性要求高，一旦出現(xiàn)故障將危及整個空調(diào)系統(tǒng)的正常運行。

（3）平臺需增加制冷機(jī)房來布置冷凍機(jī)組、空調(diào)水泵、定壓裝置等，對升壓站布置及結(jié)構(gòu)有一定影響。

（4）施工工期長，需要額外增加定壓和補(bǔ)水裝置、冷媒水泵等，空調(diào)系統(tǒng)水管管路復(fù)雜，設(shè)備安裝、調(diào)試工作量大。若調(diào)試時水系統(tǒng)不平衡，將導(dǎo)致局部房間制冷效果不好，無法滿足電氣運行環(huán)境溫度要求。

（5）后期維護(hù)工作量大，需要定期補(bǔ)淡水，水系統(tǒng)設(shè)備、管路、閥門等，均需定期檢修、維護(hù)。

2 結(jié)語

綜上所述，分體空調(diào)方案最靈活、簡單，但室外設(shè)有較多的空調(diào)器室外機(jī)，對升壓站整體外立面的美觀有一定影響。水冷（海水）集中空調(diào)方案最復(fù)雜，對設(shè)備防腐要求高，運行維護(hù)工作量大，對運維人員相關(guān)專業(yè)知識要求高，有水管進(jìn)入電氣設(shè)備用房，存在漏水的危險，附屬配套設(shè)備較多，且近海海水水質(zhì)普遍較差，需配置高效、穩(wěn)定的海水處理裝置。但由于海水溫度一般低于普通冷卻塔出水溫度，制冷機(jī)組能效比相應(yīng)較高[2-3]。風(fēng)冷集中空調(diào)比水冷集中空調(diào)簡單，但仍需要冷凍水泵和定壓補(bǔ)水裝置，水管進(jìn)入電氣設(shè)備用房，存在漏水的危險，風(fēng)冷制冷機(jī)組的能效比高于分體空調(diào)器，低于海水源制冷機(jī)組。盡管分體空調(diào)方案對升壓站美觀有一定影響，但無需專用制冷機(jī)房，占用平臺空間少，初投資低，運維簡單，控制方便，可靠性強(qiáng)，宜優(yōu)先采用分體空調(diào)的方案，且目前江蘇地區(qū)已建成的海上升壓站項目空調(diào)方案主要為分體空調(diào)方案。