地下式廠房通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化和改造

陳小捷，田小兵

(構(gòu)皮灘發(fā)電廠，貴州 遵義 563000)

1 概況

地下廠房采用直流式全新風(fēng)的空調(diào)送、排風(fēng)方案，從區(qū)域上分主要分為主廠房和副廠房?jī)蓚€(gè)部分。

主廠房送排風(fēng)方式有兩種(見(jiàn)圖1)。

圖1 主廠房通風(fēng)及空調(diào)系統(tǒng)圖

(1)由EL581.84 m高層3號(hào)公路隧洞引入，通過(guò)地下廠房EL455.78 m高程空調(diào)機(jī)房的組合式空氣處理機(jī)組進(jìn)行冷卻后，再通過(guò)主廠房拱頂內(nèi)76個(gè)送風(fēng)口送入主廠房，在廠房?jī)?nèi)部各層循環(huán)后再經(jīng)過(guò)主廠房拱頂內(nèi)10個(gè)排風(fēng)口，從EL581.84高層3號(hào)公路隧洞送出。

(2)通過(guò)進(jìn)廠交通洞進(jìn)入EL 436.10 m高程主廠房發(fā)電機(jī)層，然后在廠房?jī)?nèi)部循環(huán)后再經(jīng)過(guò)進(jìn)廠交通洞送出。

副廠房送排風(fēng)方式有兩種(見(jiàn)圖2)。

(1)主變壓器室布置2臺(tái)接力風(fēng)機(jī)，抽吸各房間的熱空氣送至通風(fēng)豎井附近，由抽排風(fēng)機(jī)排走。另外每臺(tái)主變門(mén)上的鋁合金進(jìn)出風(fēng)口采取自然風(fēng)交互的方式通過(guò)交通洞與廠外保持通風(fēng)。

圖2 副廠房通風(fēng)及空調(diào)系統(tǒng)圖

(2)副廠房?jī)?nèi)蓄電池室、10 kV室、10 kV和400 V電纜層等區(qū)域均采用吊物孔負(fù)壓通風(fēng)從通風(fēng)豎井進(jìn)行排風(fēng)。

2 現(xiàn)狀分析

2.1 副廠房通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理，溫度偏高

(1)15臺(tái)主變共用一條排風(fēng)通道，只在#3主變和#2主變?cè)O(shè)置一臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)，無(wú)法將主變散發(fā)熱量全部通過(guò)通風(fēng)豎井排出。

(2)500 kV電纜層僅設(shè)置一臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)，無(wú)法將電纜散發(fā)熱量全部通過(guò)通風(fēng)豎井排出。

(3)400 V檢修配電室、10 kV配電室、直流控制室、直流蓄電池室未設(shè)置排風(fēng)系統(tǒng)。

在長(zhǎng)期巡檢中發(fā)現(xiàn)，設(shè)備運(yùn)行發(fā)熱量很難排出，從而導(dǎo)致房間內(nèi)溫度較高，極不利于設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行，機(jī)組滿負(fù)荷工況運(yùn)行時(shí)，各部位電流明顯增加，使得副廠房環(huán)境溫度高居不下，最高甚至超過(guò)40℃。

2.2 溫度較高存在的危害及安全隱患

2.2.1 設(shè)備壽命受影響

二次電氣元件，比如傳感器、繼電器、電子表記等，如果散熱情況不好，在自身溫度偏高的情況的為發(fā)生誤動(dòng)作、拒動(dòng)作的情況，同時(shí)降低測(cè)量數(shù)值的精度。

2.2.2 設(shè)備絕緣受影響

設(shè)備的絕緣材料通常采用的是橡膠類制品，而除了特殊的耐熱橡膠外，一般的橡膠材質(zhì)對(duì)溫度的要求是比較高的。當(dāng)溫度偏高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致橡膠層發(fā)熱、發(fā)脆，導(dǎo)致絕緣破損。

2.2.3 電接觸不良影響

電氣二次元件或細(xì)微導(dǎo)線接頭都采用焊接工藝，持續(xù)的運(yùn)行在高溫環(huán)境中，會(huì)導(dǎo)致接觸面的氧化和銹蝕，使焊接點(diǎn)的焊接導(dǎo)通電阻增加，從而影響整體元件的導(dǎo)通性，產(chǎn)生電氣故障。

2.3 溫度較高已經(jīng)造成的損失

目前廠內(nèi)因?yàn)樵陂L(zhǎng)期的高溫環(huán)境下運(yùn)行，已經(jīng)發(fā)生多起主變外循環(huán)繼電器損壞、10 kV開(kāi)關(guān)柜智能控制單元老化、蓄電池?fù)p壞事件，尤其是10 kV開(kāi)關(guān)柜智能控制單元老化、蓄電池目前已經(jīng)進(jìn)行了全面的更換，累計(jì)經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)百萬(wàn)元。

3 整體設(shè)計(jì)和整改措施

3.1 可行性分析

經(jīng)過(guò)計(jì)算，我廠冷水機(jī)組制冷量在滿足廠房及母線洞降溫需求后，有足夠制冷量能供給副廠房降溫。同時(shí)通風(fēng)不暢導(dǎo)致溫度過(guò)高區(qū)域主要集中在副廠房區(qū)域，所以針對(duì)溫度過(guò)高的主變室、檢修、照明配電室、蓄電池室等區(qū)域進(jìn)行改造。

3.2 主要思路

通過(guò)冷水機(jī)組提供制冷源，在各區(qū)域加裝處理機(jī)，增加區(qū)域冷風(fēng)通風(fēng)量進(jìn)行改善。

3.3 冷源布置

在原有的冷水機(jī)組分水器和集水器(高程434.00 m)分別引一根Φ200的鍍鋅鋼管作為冷凍水供水和排水管，為各部分處理機(jī)提供通風(fēng)制冷冷源。走向一為：高程434.00 m冷水機(jī)組室引至高程433.04 m層后沿消防逃生爬梯，分別引至高程436.10 m、443.75 m、448.34 m以及500 kV電纜層。走向二為：高程434.00 m冷水機(jī)組室引至高程433.04 m層后，沿墻體夾層引至高程436.10 m層主變洞在分別向1至5號(hào)主變室供冷(見(jiàn)圖3)。

圖3 副廠房通風(fēng)及空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化圖

3.4 增設(shè)空氣處理機(jī)

在地下廠房副廠房?jī)?nèi)新安裝22臺(tái)空氣處理機(jī)，其中8臺(tái)23 kW，10臺(tái)38 kW，4臺(tái)15 kW(見(jiàn)表1)。

表1 空氣處理機(jī)規(guī)格及數(shù)量

表1 空氣處理機(jī)布置情況表

在檢修400 V室、10 kV室、廠房高壓電纜層分別安裝控制箱，用于對(duì)新增空調(diào)處理機(jī)進(jìn)行控制。

4 過(guò)程中的質(zhì)量控制

4.1 管道質(zhì)量控制

4.1.1 管道的安裝布置

在管道的安裝布置前，要對(duì)所布置經(jīng)過(guò)的路徑進(jìn)行全面排查，繪制詳細(xì)的管路布置圖和安裝圖。對(duì)于工藝要求，應(yīng)盡量選擇長(zhǎng)管、整體管，減少短管與接頭的數(shù)量，管子本身也盡量采用無(wú)縫管路，杜絕后期管理的滲漏缺陷。

4.1.2 管道安裝質(zhì)量控制

(1)管路路徑標(biāo)定

在安裝管路前，仔細(xì)核對(duì)圖紙與實(shí)際位置，繪制出安裝主管的路徑、高度、長(zhǎng)度。根據(jù)標(biāo)定的情況，每隔五米進(jìn)行一次支架點(diǎn)的確定，并在路徑上標(biāo)注清楚。標(biāo)定管路時(shí)一定要做到橫平豎直。

(2)主管路與立管安裝

在已經(jīng)標(biāo)定的管路路徑上進(jìn)行安裝，明確主管和立管的具體數(shù)量和安裝位置。主管路間連接必須牢固，管與管之間采用直接連接。主管與立管之間采用直角彎頭、三通、十字通進(jìn)行連接，連接時(shí)保證連接牢固，保證整體的管路組網(wǎng)成功。

(3)支管安裝：根據(jù)路徑標(biāo)定，進(jìn)行主管與立管上的支管安裝，支管管徑小于主管與立管，采用變徑接頭進(jìn)行連接。必須采用一體式的堵頭或者螺紋式堵頭進(jìn)行封堵，不得使用簡(jiǎn)單的綁扎和膠封，避免后期漏水。

4.2 支架質(zhì)量控制

(1)使用的管道支架口徑必須和所固定的管路外徑匹配，避免太大起不了固定效果，而太小又無(wú)法安裝管路固定的情況。

(2)管路支架不得采用易生銹材質(zhì)，避免長(zhǎng)期使用，銹蝕破損導(dǎo)致管路垮塌。

(3)對(duì)于采用支吊架的金屬部分，在安裝前要對(duì)螺栓以及焊接部分進(jìn)行檢查，避免虛焊、脫焊以及螺紋不牢等情況。

(4)整體支架的滑動(dòng)面，必須橫平豎直，在表面不得有歪斜、卡澀情況。

4.3 防腐工藝質(zhì)量控制

(1)管道材質(zhì)采用熱鍍鋅鋼管，防腐工藝順序

從內(nèi)到外依次為：防腐底漆、稀土柔性保溫材料、防潮面漆(見(jiàn)圖4)。

(2)在涂刷管道防腐漆前，首先使用毛刷、毛巾對(duì)管道進(jìn)行清理，保證表面清潔。對(duì)于已經(jīng)銹蝕的管路還必須進(jìn)行打磨拋光處理，使其露出金屬本色，再進(jìn)行刷漆處理。

(3)涂刷防腐漆要求均勻，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，對(duì)出廠的管路電鍍防腐外，基本采用涂刷防腐漆的方式進(jìn)行，必須做到無(wú)掛流、滴淌，涂刷時(shí)要求不漏刷，保證防腐質(zhì)量。

圖4 防腐工藝圖

4.4 對(duì)接工藝質(zhì)量控制

(1)在管路進(jìn)行對(duì)接時(shí)，無(wú)論連接的管路是否是相同直徑，管路的內(nèi)徑中心必須在同一水平面上，尤其是不同管徑的管路連接，必須使用變接頭。嚴(yán)禁變接頭間錯(cuò)位，導(dǎo)致后期管理空蝕和憋壓。

(2)管道的焊接：管道的焊接人員必須為專業(yè)持證人員，重要管路的焊接，必須進(jìn)行焊接評(píng)估，對(duì)應(yīng)的焊接點(diǎn)必須進(jìn)行坡口處理。

(3)焊接時(shí)必須使用專用焊條，對(duì)于不銹鋼焊接，必須使用特定的不銹鋼焊材，同時(shí)焊材必須保持干燥，從而保證焊接質(zhì)量。

(4)焊接前，應(yīng)對(duì)焊接部位進(jìn)行拋光打磨處理，嚴(yán)禁在臟污、銹蝕表面進(jìn)行焊接作業(yè)。

4.5 保溫工藝質(zhì)量控制

(1)彎頭位保溫，一般一個(gè)彎頭要開(kāi)7～8塊蝦節(jié)彎。

(2)穿墻、穿樓板套管處的絕熱應(yīng)用玻璃棉填縫，嵌封膏封口。對(duì)于保溫層的尾端和首端必須進(jìn)行全封閉處理。

(3)管道的保溫工程，必須講究保溫層敷設(shè)順序，對(duì)于水平管道要從頭到尾進(jìn)行，非水平管道要從上到下進(jìn)行處理，同時(shí)保溫層的厚度不得小于30 mm。

(4)管道的管件(三通、彎頭等)和部件(閥門(mén)等)保溫的厚度與直管相同。在現(xiàn)場(chǎng)按物加工，開(kāi)料準(zhǔn)確，接縫不大于1 mm。

5 完成后的驗(yàn)收

5.1 鋼管質(zhì)量驗(yàn)收

首先進(jìn)行管路的外觀檢查，對(duì)于存在裂紋、縮孔、彎折的管道必須撤除，進(jìn)行重新布置。鋁合金襯塑管道鋁合金層及PP-R層厚度不能小于國(guó)家規(guī)定要求，并且兩層要緊密連接，不能有空隙和松動(dòng)。安裝使用的所有材料必須具備產(chǎn)品質(zhì)量合格證和說(shuō)明書(shū)或出廠驗(yàn)收文件。

5.2 閥門(mén)質(zhì)量驗(yàn)收

(1)使用的閥門(mén)承壓能力必須大于管路水壓1.2倍以上。

(2)使用大閥門(mén)必須在安裝前進(jìn)行封閉性能檢查，保證安裝后的閥門(mén)具備全關(guān)閉的要求。嚴(yán)禁安裝無(wú)法緊閉的閥門(mén)，導(dǎo)致后期管理無(wú)法關(guān)閉情況的發(fā)生。

(3)閥門(mén)安裝的位置，應(yīng)充分考慮后期人員操作的便捷性，不得將閥門(mén)安裝過(guò)高或隱蔽部位，導(dǎo)致后期人員操作困難。

(4)同時(shí)閥門(mén)的安裝也要方便后期檢修，安裝的數(shù)量因充分考慮各段管路檢修情況，原則上每個(gè)干管和支路必須安裝不少于一個(gè)閥門(mén)。

5.3 對(duì)接工藝質(zhì)量驗(yàn)收

(1)依據(jù)管道的工作壓力為V級(jí)管道。必須對(duì)焊接的焊口進(jìn)行性不少于10%的數(shù)量抽檢，發(fā)現(xiàn)焊接口有不合格的情況，必須逐個(gè)返工，對(duì)與主干路上的焊接口必須進(jìn)行全部檢查，不能存在焊接工藝不合格的情況。

(2)焊縫的外觀檢查：焊接口的表面必須平滑，以出現(xiàn)均勻的魚(yú)鱗紋為宜，嚴(yán)禁存在堆渣、虛焊的情況，對(duì)于坡口不滿足2 mm的必須進(jìn)行返工。

5.4 管道試壓

(1)試壓時(shí)分區(qū)、分層試壓：干管和支管必須進(jìn)行分部試壓。

(2)系統(tǒng)試壓：采取壓力水源逐級(jí)加壓和試壓的方式進(jìn)行。由供水源頭進(jìn)行逐級(jí)送水，閥門(mén)逐個(gè)開(kāi)啟的方法進(jìn)行試壓，每段管路的試壓，必須保持30 min以上，檢查無(wú)滲漏后方可進(jìn)行下一段管路試壓。

(3)根據(jù)管路承壓要求，試壓的壓力以額定壓力的1.2倍為宜，在30 min內(nèi)無(wú)滲漏，壓力無(wú)降低為標(biāo)準(zhǔn)。

6 效果評(píng)估

由表2可看出，改造前后溫度差異明顯，即使在夏季，副廠房環(huán)境溫度也能保持在正常運(yùn)行范圍。

表2 改造前后溫度對(duì)比表

7 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)冷水卻管路、通風(fēng)設(shè)備加設(shè)和優(yōu)化，不改變冷卻主機(jī)容量、不改變其他環(huán)境溫度的情況下，有效的改善了溫度偏高部位的環(huán)境溫度，達(dá)到了降溫，保證設(shè)備安全的目的。