朱斌++高国++张青伟++秦海龙

摘 要：通风空调系统对地下厂房式水电站厂内空气温湿度的调节至关重要，文章通过对锦屏二级水电站通风空调系统优缺点的分析，有针对性地提出了合理的优化建议，为后续同类型水电站通风系统的设计提供了一个可借鉴的案例。

关键词：通风空调系统；地下厂房；温度；控制

中图分类号：TM622 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）29-0110-02

前言

锦屏二级水电站位于四川省凉山彝族自治州木里、盐源、冕宁三县交界处的雅奢江干流锦屏大河湾上，电站总装机容量4800MW，单机容量600MW，属于地下引水发电厂房。

对于地下水电站厂房复杂的湿热环境，必须借助一定的通风设备，除去厂房内多余的湿热负荷，以维持厂房内舒适的环境，以保证现场工作人员的身体健康，同时也为了保证厂房内机电设备的安全运行。

本文通过对锦屏二级水电站通风空调系统设计的介绍，指出存在的问题，并提出探讨性的建议，为后续同类型地下水电站的通风系统设计提供借鉴和参考。

1 通风系统简介

1.1 空间布局

锦屏二级电站地下厂房由主厂房、主变洞、端副厂房三大洞室构成，通风系统分别从进场交通洞和通风兼安全洞进风，在厂内各层进行循环通风后，最后从厂左主变排风洞和厂顶排风排烟洞排出，实现厂内通风除湿，从图1中可以看到全厂空气的流通情况。

1.2 设备构成

地下厂房空间巨大，整个厂房通风存在复杂的串并联关系，厂房内通风效果的实现必须依靠组织的气流，通过送风机、排风机、风道、风口、风阀等设施使气流流而不乱。锦屏二级水电站通风设备主要由4台组合式双表冷空调箱、2台螺杆式冷水机组、若干风机及各类除湿机构成。

1.3 通风系统控制及运行

通風系统控制部分由2台上位机和14台现地控制单元构成，现地控制单元就近监视附近区域的温湿度、各类风机和除湿机运行状态，接收上位机下发的控制命令，启动风机、组合式空调以及水循环系统。

日常通风模式，组合式空调不运行，通过全厂各类送风机和排风机，使主厂房、主变洞等区域形成负压，新鲜空气由进厂交通洞和通风兼安全洞送至厂内实现空气置换。

特殊通风模式，当厂内发热量过大以及季节温湿度的变化，在夏季普通通风模式已不能满足厂内空气温湿度的要求，此时启动组合空调运行模式，图2是组合空调运行的八种模式，根据温度和湿度在模式之间切换，从图3可以看出从模式一到模式八，控制流程中启用的组合空调或表冷器数量不断增多，通风降温效果不断加强，达到满足厂内温湿度要求。

空调各运行模式下设备投运情况

2 存在的问题

2.1 预制风管堵塞、泄露

地下厂房施工是先将山体内部掏空，再进行厂房建设，为稳固地下洞室，会使用大量锚索加固山体，而预制风管位于厂房外缘与自然山体之间，空间狭窄，锚索纵横交错，无法进行整体式风管制作，根据空间情况采取钢结构风管与砖混管道结合的制作模式，且后期土建过程中，存在泥浆下泄堵塞部分风管的情况，导致多数送排风管道存在一定程度的堵塞和泄露，使得实际供风量小于设计值。

2.2 部分区域风机缺乏

目前GIS大厅、主变中间层温度较为干燥闷热，是由于该区域未形成空气流动造成的，GIS大厅右侧仅有一处送风口，GIS大厅左侧有两台SF6排风机，大厅上下游侧墙面底部分布若干小面积SF6排风口，但由于热空气上浮、冷空气下沉的原理，该区域热风很难排出，导致温度积聚。GIS大厅顶部为主变室、中间层排风机出口，温度较高，且拱顶未进行隔热材料处理，仅有厚度为250mm的钢筋混凝图，存在热量传导的作用。

2.3 排风廊道存在建筑物阻挡

主变拱顶是主变室区域和主厂房区域的排风机的主要排风场所，大量热风排至此处，再经由厂左排风廊道有厂左排风机排出厂外。主变拱顶和副厂之间存在一处楼梯出口，使得风道送风面积缩减。

2.4 组合空调控制逻辑复杂

全厂端副和安装间顶楼各设置2台组合式空调表冷箱，设计的控制模式分为8种，1～4模式为送风模式，5～8模式为送风+表冷模式，在实际使用中采取温湿度控制，在模式之间进行切换。模式设置过多，导致控制逻辑复杂，设备可靠性降低，维护量增大。

3 优点

3.1 综合利用进风通道

在通风进口的选取上利用进厂交通洞做进风洞。交通洞口至主厂房约1.5公里，属于深埋式建筑，且有多处支洞，与山体连通性良好，空气与岩体存在热交换，可使夏季厂外空气进行自然降温，厂外空气进入厂内约降低8℃，达到了初步降温的效果，同时减少了进风洞的开挖量。

3.2 利用天然冷源降温

锦屏二级电站属于引水式电站，利用长达17公里的锦屏山引水隧洞，将二级拦河闸坝库区内的水引至二级地下厂房发电，由于引水隧道深埋锦屏山底，尾水水温常年约为8～15℃，是极好的天然冷源。组合式空调一级表冷器水源取自机组蜗壳尾水，降低运行费用，符合国家提倡的绿色节能产业政策。

4 地下厂房通风系统设计建议

4.1 重视系统方案设计，强化施工质量

通风系统由大量风管、风道构成，在水电站的建设工期中，属于前期土建施工，一旦施工完成，无法改变其基本结构。这就要求设计人员做好系统模拟，认真规划风道和风管的布置，实现通风效果的最优化。在土建施工中，对风道的安装制作要保质保量完成，采取整体式风管，减少风管内风量泄露和堵塞。

4.2 简化控制流程，提高可靠性

控制流程的设计应根据电站的具体实际，而不应采用通用式的设计流程，例如锦屏二级电站可将控制流程简化为汛期模式和枯期模式，汛期机组满发，厂内设备产生热量较大，应使用强度较高的模式，而冬季室内温度较低且运行机组数量偏少，应使用强度较低的模式，由于已采用天然冷源，可不使用冷水机组制冷，减少设备量。

5 结束语

锦屏二级水电站通风空调系统基本能满足厂内通风除湿的需要，但存在一些可优化的方面。对于地下式厂房，通风空调系统对厂内的空气调节作用巨大。本文通过对锦屏二级电站通风系统的优缺点分析，对后续同类型电站的通风空调系统设计、施工、建造，提供了一个可借鉴的案例，对于地下厂房应重视通风空调系统的前期方案确立和后期建筑施工的实现。

参考文献：

[1]钟持政.溪洛渡水电站通风空调系统的特点[J].水电站设计，2007，23（4）：17-21.

[2]刘勇，龚胜强，陈林乐，等.白鹤滩水电站局部空调启停对主厂房温度场的影响研究[J].制冷与空调，2016，30（3）：273-277.

[3]何帆.浅谈龙滩水电站地下厂房通风空调系统的方案及节能[J].水电站机电技术，2014，37（4）：71-73.

[4]谢锋.浅谈通风与空调工程系统调试技术[J].科技创新与应用，2012（30）：237.