水電暖通空調(diào)簡史與長江流域水電站.doc

我國水電暖通空調(diào)簡史與長江流域水電站暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行簡況長辦院 金峰 一、我國水電站采暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)技術(shù)的發(fā)展全國水電暖通空調(diào)行業(yè)：建國前是空白，建國后大致可分為以下四個(gè)階段。(一) 起步學(xué)習(xí)階段（194960年代初）從50年代到60年代初，我國自行設(shè)計(jì)了一批大中型水電站，在設(shè)計(jì)過程中，各設(shè)計(jì)院完善配置了各專業(yè)設(shè)計(jì)人員，但由于我國的大專院校暖通空調(diào)專業(yè)在50年代中后期才有畢業(yè)生，故當(dāng)時(shí)各設(shè)計(jì)院的該專業(yè)大多是水力機(jī)械專業(yè)設(shè)計(jì)人員兼任。該時(shí)期的機(jī)械通風(fēng)設(shè)計(jì)基本抄搬前蘇聯(lián)的模式：空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)效仿我國解放初期紡織行業(yè)的噴淋裝置；地面式電站廠房的自然通風(fēng)、均效仿一般高溫車間的自然通風(fēng)計(jì)算方法設(shè)計(jì)。當(dāng)時(shí)的暖通設(shè)計(jì)人員因缺少實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，沒有認(rèn)識(shí)到我國水電站廠房的特點(diǎn)，例如：水電站廠房屬于低溫車間，熱、濕區(qū)分明；壩后式廠 房為了擋御洪水期下流的高水位、尾水平臺(tái)一般設(shè)得很高，所以發(fā)電機(jī)層下游墻的窗臺(tái)很高，故自然通風(fēng)的計(jì)算方法、氣流組織與一般廠房不同；水庫水溫分布具有獨(dú)有的規(guī)律，應(yīng)根據(jù)水庫具體情況計(jì)算、確定；水電站建設(shè)周期長，需要解決施工期部分機(jī)組發(fā)電時(shí)的暖通空調(diào)問題。由于以上原因，該時(shí)期設(shè)計(jì)的不少水電站廠房建成投產(chǎn)運(yùn)行后，均較悶熱、潮濕，尤其是采用自然通風(fēng)的地面式廠房、問題更為嚴(yán)重，有的電站發(fā)電機(jī)層夏季溫度高達(dá)40以上；水下部位一般均較潮濕，產(chǎn)生機(jī)械設(shè)備銹蝕，電器設(shè)備絕緣降低、漏電、擊穿等問題，嚴(yán)重影響機(jī)電設(shè)備的安全運(yùn)行及運(yùn)行人員的身體健康。以上暴露出來的問題為以后尋根求源、找出解決問題的方案、提供了研究課題。(二) 調(diào)查、總結(jié)、實(shí)踐階段（60年代初1978年）60年代初，各水電設(shè)計(jì)院吸收了一批高等院校的暖通、空調(diào)專業(yè)畢業(yè)生，充實(shí)了該專業(yè)的技術(shù)力量，成為推動(dòng)技術(shù)發(fā)展的主力軍。為了改變水電暖通空調(diào)專業(yè)的落后面貌，水電部水電總局組織部屬各設(shè)計(jì)院暖通空調(diào)專業(yè)人員參加的調(diào)查組，分別于1963、1964、1966年對已建水電站廠房的暖空調(diào)工程的運(yùn)行效果進(jìn)行了多次調(diào)研、總結(jié)，特別是1966年為編寫（水電站廠房暖通、空調(diào)設(shè)計(jì)規(guī)定），進(jìn)行了大規(guī)模的調(diào)研活動(dòng)，幾乎調(diào)查遍了國內(nèi)已建成的大中型水電站；通過以上調(diào)查，基本上找出了以往水電站廠房暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的存在問題，采用邊總結(jié)、邊實(shí)踐的方法，設(shè)計(jì)出一批基本符合我國水電站特點(diǎn)、利用天然冷源、節(jié)省能耗、效果較好的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)，簡述如下：1.在利用水電站特有的天然冷源、節(jié)省投資、減少運(yùn)行費(fèi)用方面：例如1972年建成的映秀灣電站、首次利用無壓尾水隧洞的大體積空間、對進(jìn)入廠房的廠外空氣進(jìn)行熱、濕交換，再送入廠房，起到降溫、降濕的效果，并節(jié)省能源。2.丹江口水電站廠房采用水庫深層水噴淋空調(diào)方案，建成后運(yùn)行效果良好；設(shè)計(jì)人員為了尋求水庫水溫的變化規(guī)律，歷經(jīng)四年每月上、中、下旬對水庫不同深度的水溫進(jìn)行測量，獲得一萬多個(gè)數(shù)據(jù)，并收集國內(nèi)各大型水庫水溫資料的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了分析研究，得出了水庫水溫的變化規(guī)律與電站所在的緯度、大氣溫度、泄洪方式、水庫調(diào)節(jié)性能、水庫深度等因素有關(guān)，并研究出了水庫水溫的計(jì)算公式，為以后利用水庫深層水作為空調(diào)的冷源，大壩大體積混凝土溫度應(yīng)力的計(jì)算等開創(chuàng)性地提供了珍貴的依據(jù)；隨后水科所等單位也開展了這方面的研究。2、氣流組織方面在此時(shí)期不僅有以往常用的“橫向、低速”向工作區(qū)送風(fēng)的氣流模式，還出現(xiàn)了高大廠房的發(fā)電機(jī)層采用高速射流，誘導(dǎo)周邊空氣，從而充分利用廠房內(nèi)機(jī)電設(shè)備的余熱，降低送風(fēng)氣流的相對濕度，如丹江口水電站發(fā)電機(jī)層采用扇型橫向、高速射流的氣流，取得良好的效果。(三) 科研、基礎(chǔ)工作與開拓階段（197880年代末）1978年經(jīng)水利水電規(guī)劃總院批準(zhǔn)，水利水電系統(tǒng)成立了“全國水電暖通空調(diào)技術(shù)情報(bào)網(wǎng)”，為以后積極開展水電系統(tǒng)暖通空調(diào)專業(yè)的科研和科技情報(bào)交流作好了組織準(zhǔn)備。1979年全國水電暖通空調(diào)情報(bào)網(wǎng)編寫了18大項(xiàng)、含38個(gè)支題的十年科學(xué)研究規(guī)劃，在水利部、電力部、水利水電規(guī)劃總院的領(lǐng)導(dǎo)與經(jīng)費(fèi)支持下由全國水電暖通空調(diào)情報(bào)網(wǎng)組織實(shí)施，發(fā)動(dòng)全國各設(shè)計(jì)院該專業(yè)人員廣泛開展科研工作。經(jīng)過十余年的努力，均基本完成各項(xiàng)科研任務(wù)，如：“地下水電站全排風(fēng)的測量、試驗(yàn)”，“水電站廠房圍護(hù)結(jié)構(gòu)散濕量的測定與研究”，“小水電站廠房暖通空調(diào)運(yùn)行情況的調(diào)研”，“長江葛洲壩二江電站高大廠房分層空調(diào)模型試驗(yàn)”，“水電站廠房發(fā)電機(jī)層高窗自然通風(fēng)的研究”，“水電站主廠房頂部送風(fēng)氣流的研究”，“主變壓器滅火模型試驗(yàn)”，“壩體廊道的去濕效應(yīng)的研究”，“水電站廠房噪聲源、噪聲的測定與研究”，“氧離子發(fā)生器的測定與研究”，“水庫水噴射制冷的研究”等等科研課題，取得累累碩果。在對水電站大規(guī)模的調(diào)查、測試、總結(jié)及大量科研成果的基礎(chǔ)上，全國水電暖通專業(yè)開展了大規(guī)模的基礎(chǔ)建設(shè)；在水利水電規(guī)劃總院的領(lǐng)導(dǎo)與全國水電暖通空調(diào)技術(shù)情報(bào)網(wǎng)的組織下，于1981年完成了（水力發(fā)電廠廠房采暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定），1983年編寫出版了水電站運(yùn)行叢書之一的（水電站廠房通風(fēng)、空調(diào)和采暖）一書，1985年出版了（水電站廠房采暖通風(fēng)空調(diào)圖集）、（小型水電站暖通空調(diào)設(shè)計(jì)手冊），1987年9月出版了水電站設(shè)計(jì)手冊采暖通風(fēng)與空調(diào)，1989年編寫出了（國內(nèi)外水電站地下廠房暖通空調(diào)論文集）等等。以上這些技術(shù)基礎(chǔ)工作的完成，是建國以來全國水電暖通設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和科研成果系統(tǒng)的總結(jié)，為水電系統(tǒng)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)提供了適合我國國情的規(guī)范依據(jù)和理論基礎(chǔ)，使我國水電暖通空調(diào)設(shè)計(jì)水平提高到一個(gè)新的高度。隨著國內(nèi)外暖通空調(diào)技術(shù)的飛速發(fā)展，我國水電暖通設(shè)計(jì)也進(jìn)入新的開拓階段，設(shè)計(jì)了一批新穎的暖通空調(diào)工程，如長江葛洲壩大型水電站，采用機(jī)械制冷，發(fā)電機(jī)層采用分層空調(diào)方案，均為我國水電行業(yè)首例。烏江渡電站廠房采用大噴嘴高速噴霧空調(diào)裝置；葛洲壩電站水下部分與安康水電站采用大壩廊道引入空氣，充分利用天然冷源，均取得良好的效果。(四) 高科技發(fā)展階段（80年代末）八十年代末開始，世界暖通空調(diào)技術(shù)突飛猛進(jìn)，中國的暖通空調(diào)技術(shù)也緊跟世界潮流，水電暖通空調(diào)領(lǐng)域同樣取得很大的進(jìn)展。簡述如下：1、在設(shè)計(jì)理論方面引入了“空氣品質(zhì)”的新概念，即評(píng)價(jià)室內(nèi)空氣環(huán)境，除了原有的空氣溫度、濕度、速度、清潔度外還包括有害氣體的影響，放射性物質(zhì)的放射量，以及其他因素（噪聲、色彩、照度等），從而以人是否感到舒適的綜合性的“舒適度”作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。2、在設(shè)計(jì)技術(shù)方面計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)已被普遍采用；模擬技術(shù)也被普遍作為檢驗(yàn)、審核暖通空調(diào)設(shè)計(jì)、推廣采用新穎氣流組織的一種有效的手段。到目前為止，全國有近20多個(gè)水電站工程做過通風(fēng)、空調(diào)冷、熱態(tài)模型試驗(yàn)，對改進(jìn)和完善設(shè)計(jì)起了很大的作用。3、在節(jié)能技術(shù)方面水電站具有天然的冷、熱源，如壩體和地下廠房的廊道、水庫深層低溫水、低溫尾水、以及發(fā)電機(jī)組熱風(fēng)等，被更廣泛有效地利用。機(jī)械設(shè)備中較多的采用變頻技術(shù)，制冷量自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)、蓄冷技術(shù)等。設(shè)計(jì)方法上采用分層空調(diào)和考慮建筑物蓄熱特性與得熱量不同的負(fù)荷計(jì)算方法等，均推動(dòng)了節(jié)能技術(shù)在水電暖通空調(diào)領(lǐng)域的推廣、發(fā)展。4、在暖通空調(diào)自動(dòng)化控制方面隨著水電站向“無人值班、少人值守”目標(biāo)發(fā)展，分散的設(shè)備，隨氣候、發(fā)電量變化等原因，要實(shí)現(xiàn)集中、機(jī)動(dòng)、高效的管理，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)必須實(shí)行自動(dòng)控制，例如二灘與三峽電站等設(shè)計(jì)了自動(dòng)控制。5、在通風(fēng)空調(diào)的防火和防排煙方面過去對此問題重視不夠，該階段有了很快的發(fā)展。瞻望二十一世紀(jì)，水電站的暖通空調(diào)行業(yè)將進(jìn)入更加輝煌的未來。二、長江流域水電站廠房的采暖由于長江流域冬季室外平均氣溫比較高，廠房大體積混凝土與巖體（地下廠房）的熱惰性較好，故電站廠房的大多數(shù)部位利用機(jī)電設(shè)備自身的發(fā)熱量一般已能滿足冬季的運(yùn)行要求，如發(fā)電機(jī)層利用發(fā)電機(jī)蓋板設(shè)熱風(fēng)口放熱風(fēng)采暖，其它有產(chǎn)熱的電器設(shè)備房間、均利用電設(shè)備的自身發(fā)熱量已能滿足機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行要求。其它房間如：中央控制室、通信室、計(jì)算機(jī)室等房間，80年代中期以前一般在送風(fēng)管內(nèi)設(shè)電加熱器送熱風(fēng)，以后一般采用電熱空調(diào)機(jī)，恒溫、恒濕空調(diào)機(jī)，分體式熱泵空調(diào)機(jī)等方式。由于以上采暖方式均按一般規(guī)律設(shè)計(jì)，故對每一個(gè)水電站廠房不再一一敘述。三、長江流域水電站廠房的通風(fēng)水電站廠房的通風(fēng)形式概括起來有自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)兩種，這種分類主要是指發(fā)電機(jī)層的通風(fēng)方式，對整個(gè)廠房而言，一般較少有單純的某一種通風(fēng)方式，特別從消防要求上、電廠單純的自然通風(fēng)是不準(zhǔn)許的；以下分類敘述。(一) 自然通風(fēng)自然通風(fēng)的空氣流動(dòng)動(dòng)力為風(fēng)壓和熱壓，地面廠房的自然通風(fēng)這兩種影響均有，進(jìn)、排風(fēng)口是外窗和外門；地下廠房自然通風(fēng)則主要靠熱壓的作用，其進(jìn)、排風(fēng)道是廠房對外聯(lián)系的廊道，如交通、排水、通風(fēng)、出線洞等。下面分別敘述。1、地面式廠房的自然通風(fēng)例：拓林電站，該電站位于江西省永修縣城上游修水中游，為壩后式廠房，內(nèi)裝四臺(tái)單機(jī)4.5萬kw水輪發(fā)電機(jī)組，于1972年竣工，利用廠房窗戶自然通風(fēng)實(shí)際效果不良，布置從略。2、地下式廠房的自然通風(fēng)例：以禮河三級(jí)引水式地下電站該電站位于云南省以禮河鹽水溝，系高水頭引水式地下電站，總裝機(jī)容量為14.4萬kw，于1966年11月正式發(fā)電。電站的廠外通風(fēng)設(shè)計(jì)溫度、相對濕度參數(shù)為29.5、55，發(fā)電機(jī)層設(shè)計(jì)溫度、相對濕度為30、70。主廠房位于地下200m深處，其氣流組織是：廠外新鮮空氣流經(jīng)552m長的交通洞與洞壁進(jìn)行熱、濕交換后進(jìn)入廠房內(nèi)，再縱向流經(jīng)80m長的發(fā)電機(jī)層，吸收該層熱負(fù)荷后，從各出線平洞上升到拱頂，再從母線豎井排至山頂廠外。經(jīng)多次通風(fēng)效果測定，廠內(nèi)空氣溫、濕度和自然通風(fēng)量滿足要求，如夏季有68mmHg的熱壓頭，自然通風(fēng)量為51048104m3/h，發(fā)電機(jī)層溫度為28，相對濕度為65，其原因：一是交通洞起到對進(jìn)入廠內(nèi)空氣溫、濕度的天然調(diào)節(jié)作用，夏季可降溫46，冬季可升溫68，另一原因是高160m的母線豎井、每組母線的發(fā)熱量為1.67kj/m，使豎井形成一個(gè)相對穩(wěn)定的熱空氣柱，使豎井出口空氣溫度大于大氣溫度，起到煙囪效應(yīng)，保持良好的自然通風(fēng)效果。副廠房及中控室設(shè)在地面窯洞內(nèi)，利用施工時(shí)開挖的20多m高的豎井、進(jìn)行自然通風(fēng)，如中控室、空氣從門進(jìn)入、由頂部自然排出至山頂廠外，風(fēng)量達(dá)1104m3/h；母線廊道和主變壓器室同樣利用建筑構(gòu)造形成的通道進(jìn)行自然通風(fēng)，整個(gè)副廠房形成一個(gè)通暢的自然通風(fēng)系統(tǒng)，使用效果良好。3、自然通風(fēng)輔以機(jī)械通風(fēng)例：柘溪電站該電站位于湖南省安化縣資水中游溶塘峽谷，系地面式廠房，裝有6臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組，單機(jī)容量為7.25104kw，總裝機(jī)容量為44.75104kw，1962年全部建成投產(chǎn)。電站的廠內(nèi)外空氣設(shè)計(jì)參數(shù)：夏季室外計(jì)算通風(fēng)溫度、相對濕度為33、58，發(fā)電機(jī)層夏季設(shè)計(jì)溫度、相對濕度為35、52。因廠房下游尾水渠水位變幅較大，發(fā)電機(jī)層地面位于下游最高水位以下，為了改善主廠房發(fā)電機(jī)層的采光、通風(fēng)條件，在尾水擋墻與主廠房下游墻之間設(shè)計(jì)成4.4m寬的縱向通道，與發(fā)電機(jī)層同高，使發(fā)電機(jī)層下游側(cè)墻下部可以開設(shè)窗戶對發(fā)電機(jī)層實(shí)施自然通風(fēng)。主廠房水輪機(jī)層及同高程的下游水處理層、上游副廠房的開關(guān)室、電纜層均在地面以下，因而采用機(jī)械通風(fēng)，在下游尾水平臺(tái)下部設(shè)六臺(tái)軸流送風(fēng)機(jī)，總風(fēng)量為3104m3/h，上游開關(guān)室墻上設(shè)有七臺(tái)排風(fēng)機(jī)，總排風(fēng)量為11.76104m3/h。氣流組織：發(fā)電機(jī)層從下游墻低窗自然進(jìn)風(fēng)，風(fēng)量為56104m3/h，大部分空氣在熱壓差的作用下，從上、下游吊車梁以上高窗排出廠外，帶走發(fā)電機(jī)層的熱量，其中8.76104m3/h空氣在上游開關(guān)室風(fēng)機(jī)的抽吸下，氣流橫穿發(fā)電機(jī)層工作區(qū)、開關(guān)室，帶走以上部位的余熱量，排至廠外，下游尾水平臺(tái)下部的送風(fēng)機(jī)吸取廠外的新鮮空氣送入水處理層，橫向穿過水輪機(jī)層、上游電纜層、由開關(guān)室排風(fēng)機(jī)排至廠外，帶走上述部位的余熱量。運(yùn)行效果：主廠房發(fā)電機(jī)層自然通風(fēng)效果良好，但在夏季由于機(jī)組溫升較高，為了使機(jī)組散熱，需要打開發(fā)電機(jī)蓋板上的熱風(fēng)窗放熱風(fēng)、導(dǎo)致發(fā)電機(jī)層溫度偏高。(三) 機(jī)械通風(fēng)從機(jī)械通風(fēng)形式上分，有機(jī)械送風(fēng)、機(jī)械排風(fēng)（全排風(fēng)）、機(jī)械送排風(fēng)、與水電站特點(diǎn)利用天然冷源的機(jī)械通風(fēng)。舉例如下：1、機(jī)械送風(fēng)例：高壩洲電站該電站位于湖北省宜都市境內(nèi)，長江支流清江的河口附近，為河床式明廠房，安裝三臺(tái)8.8104kw水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量為25.4104kw，1996年開工，1999一期工程建成首臺(tái)機(jī)組發(fā)電，二期工程正在建設(shè)中。廠內(nèi)外空氣設(shè)計(jì)參數(shù)：夏季通風(fēng)室外計(jì)算溫度、相對濕度為33、59，夏季發(fā)電機(jī)層設(shè)計(jì)溫度、相對濕度為32、75。發(fā)電機(jī)層采用機(jī)械送風(fēng)方式：室外空氣經(jīng)壩內(nèi)廊道進(jìn)行熱、濕交換后，經(jīng)左右二臺(tái)送風(fēng)機(jī)、鳳管，由左右端墻上的各四只800旋流風(fēng)口送出，風(fēng)口高度3.5m，氣流沿地面貼附前進(jìn)、形成縱向穿堂風(fēng)，吸收該層余熱后，在發(fā)電機(jī)層中部會(huì)合上升由上部窗戶自然排出，總排風(fēng)量為56600m3/h。2、機(jī)械排風(fēng)例：龔嘴水電站該電站系窯洞式地下廠房，無進(jìn)廠交通洞，大門直接對山外，廠內(nèi)裝有單機(jī)10104kw的水輪發(fā)電機(jī)三臺(tái)，總裝機(jī)容量為30104kw；其主廠房、廠用變壓器、油系統(tǒng)布置在地下，其余均在地面，于1978年全部建成發(fā)電。廠內(nèi)外的空氣設(shè)計(jì)參數(shù)為：夏季室外通風(fēng)計(jì)算溫度、相對濕度為28、88，發(fā)電機(jī)層夏季設(shè)計(jì)溫度、相對濕度為33、80。廠房基本采用機(jī)械全排風(fēng)的通風(fēng)方式，其氣流組織分為上、中、下三個(gè)系統(tǒng)。上排風(fēng)系統(tǒng)：新風(fēng)從廠房大門負(fù)壓進(jìn)入至廠房發(fā)電機(jī)層，分別從上、下游墻上的風(fēng)口、隔墻風(fēng)道至廠房拱頂，經(jīng)拱頂與吸風(fēng)口相對應(yīng)的40臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)排至總排風(fēng)道，再由一臺(tái)離心機(jī)（風(fēng)量為18.6104m3/h）將熱空氣排至廠外；這種布置的缺點(diǎn)是風(fēng)機(jī)太多，但氣流較均勻。中排風(fēng)系統(tǒng)：空氣從大門負(fù)壓進(jìn)入發(fā)電機(jī)層，再流經(jīng)電器隔層、母線支洞，由母線洞出口的三臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)排至廠外，總排風(fēng)量為12104m3/h。下部為送、排風(fēng)系統(tǒng)，本處從略。全廠總熱負(fù)荷為279.7104kcal/h，總通風(fēng)量為35.8104m3/h。運(yùn)行效果：經(jīng)測定主廠房夏季發(fā)電機(jī)層的溫度為t30，基本上滿足生產(chǎn)、運(yùn)行人員正常工作的要求。3、機(jī)械送、排風(fēng)例：陸水電站該電站位于湖北省蒲圻縣長江支流陸水中、下游交界的峽谷出口處，是長江三峽水利樞紐的試驗(yàn)工程，為壩后式廠房，裝有四臺(tái)單機(jī)容量為0.88104kw的水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量為3.52104kw。該電站于1958年開工，1968年建成投產(chǎn)。其設(shè)計(jì)參數(shù)為：夏季通風(fēng)室外設(shè)計(jì)計(jì)算溫度、相對濕度為33、62，夏季發(fā)電機(jī)層計(jì)算溫度、相對濕度為35、65。為了阻擋尾水渠的特大洪水，主廠房下游側(cè)墻的窗臺(tái)高出發(fā)電機(jī)層6.6m，故難滿足發(fā)電機(jī)層自然通風(fēng)的要求，為此主廠房通風(fēng)設(shè)計(jì)以機(jī)械通風(fēng)為主、輔以自然通風(fēng)的方式。廠房發(fā)電機(jī)層設(shè)計(jì)總進(jìn)風(fēng)量為10.12104m3/h，其中機(jī)械進(jìn)風(fēng)量為6.8104m3/h，主要排除發(fā)電機(jī)層工作區(qū)的熱負(fù)荷；窗戶的自然進(jìn)風(fēng)量為3.32104m3/h，用于排除發(fā)電機(jī)層上部的熱負(fù)荷。主送風(fēng)機(jī)設(shè)在安裝場下部，廠外空氣經(jīng)風(fēng)機(jī)、設(shè)在發(fā)電機(jī)下游側(cè)樓板下的主風(fēng)管、支管、風(fēng)口送入發(fā)電機(jī)層，氣流橫向流經(jīng)發(fā)電機(jī)層工作區(qū)后、再分成兩股：一股約75000m3/h風(fēng)量經(jīng)上游副廠房開關(guān)室、由該室上游側(cè)墻上的六臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)排至廠外；另一股空氣從樓梯及樓板風(fēng)孔向下并橫向流經(jīng)水輪機(jī)層，再通過水輪機(jī)層的縱向排風(fēng)管及設(shè)在安裝場下層的排風(fēng)機(jī)排至廠外。主廠房通風(fēng)系統(tǒng)經(jīng)過多年的運(yùn)行可滿足生產(chǎn)的要求，但在夏季室外氣溫高時(shí)、發(fā)電機(jī)層仍有偏熱現(xiàn)象。4、利用天然冷源、調(diào)溫、濕作用的機(jī)械通風(fēng)天然冷源是指無壓尾水洞、大壩廊道、地下廠房的進(jìn)廠廊道等；廠外空氣經(jīng)過風(fēng)機(jī)的抽、送，流經(jīng)上述部位時(shí)與混凝土（或巖石）的洞壁以及尾水水體進(jìn)行熱、濕交換，降低空氣的溫、濕度后，再送入廠內(nèi)的一種通風(fēng)方式。例一：映秀彎水電站該電站位于四川省汶川縣境內(nèi)、岷江上游，是岷江干流的第一座地下電站；裝有三臺(tái)單機(jī)容量4.5104kw水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量為13.5104kw，其設(shè)計(jì)參數(shù)為：夏季通風(fēng)室外計(jì)算溫度、相對濕度為27、66，夏季發(fā)電機(jī)層設(shè)計(jì)溫度、相對濕度為30、80。該廠房利用無壓尾水洞、進(jìn)廠交通洞冷卻空氣后再送入廠房。全廠總熱負(fù)荷為221.9104kj/h、總通風(fēng)量為20m104m3/h。主廠房氣流組織：廠外新風(fēng)從無壓尾水洞進(jìn)入，經(jīng)設(shè)在開關(guān)層和左端的二臺(tái)主送風(fēng)機(jī)送入廠房拱頂?shù)闹魉惋L(fēng)道、再分配到主廠房下游各機(jī)組段的夾墻送風(fēng)支管、送風(fēng)口進(jìn)入發(fā)電機(jī)層；氣流橫向流經(jīng)發(fā)電機(jī)層工作區(qū)，由布置在該層上游夾墻的排風(fēng)口吸入，再經(jīng)支風(fēng)管、拱頂總排風(fēng)道、斜井排風(fēng)洞、洞口的二臺(tái)排風(fēng)機(jī)排至廠外。發(fā)電機(jī)層的送、排風(fēng)口均靠近工作區(qū)，送風(fēng)口風(fēng)速為6m/s，形成該層的地面橫向貼附射流，工作區(qū)風(fēng)速為0.160.33m/s。主變壓器室的氣流組織：廠外新風(fēng)從進(jìn)廠交通洞負(fù)壓進(jìn)風(fēng)，流經(jīng)各主變室、再通過高壓出線洞、由洞口的排風(fēng)機(jī)排至廠外。運(yùn)行效果：經(jīng)測定表明，空氣流經(jīng)進(jìn)廠交通洞與無壓尾水洞時(shí)有顯著的降溫、去濕效果，其中尾水洞尤為顯著，因?yàn)槲菜聪募舅疁氐陀趶S外空氣露點(diǎn)溫度，洞內(nèi)流經(jīng)風(fēng)量為8.29104m3/h時(shí)，空氣降溫達(dá)6.5，去濕量為4g/kg，熱交換效率為E=87.5%，實(shí)踐證明，利用天然冷源是一種經(jīng)濟(jì)有效的措施。例二：萬安電站該電站位于江西贛江中游，萬安縣城上游2km處，系壩后式廠房，裝有5臺(tái)單機(jī)容量為10104kw水輪機(jī)組，總裝機(jī)容量為50104kw，于1992年全部建成。其設(shè)計(jì)參數(shù)：夏季室外通風(fēng)計(jì)算溫度、相對濕度為33.7、55，夏季發(fā)電機(jī)層設(shè)計(jì)溫度、相對濕度為 31、75。為了節(jié)省能源，又能降低夏季發(fā)電機(jī)層的溫度，采用大壩廊道預(yù)冷空氣的通風(fēng)方案，即從室外抽取新風(fēng)，流經(jīng)壩內(nèi)灌漿廊道，空氣與廊道壁進(jìn)行熱、濕交換，再通過安二段上游75.2m高程副廠房的一臺(tái)離心風(fēng)機(jī)，將空氣送入上游側(cè)壩體內(nèi)85m高程的主送風(fēng)道，并通過機(jī)組段的送風(fēng)口送至發(fā)電機(jī)層，空氣向下游橫向流經(jīng)該層工作區(qū)，大部分進(jìn)入下游側(cè)79.9m高程的副廠房，由主風(fēng)道、排風(fēng)機(jī)排至廠外，少部分從下游側(cè)墻貼附上升至上部窗戶排至廠外。上游墻吊頂上部每機(jī)組段設(shè)一臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)，供炎熱季發(fā)電機(jī)層輔助排風(fēng)及事故排風(fēng)之用。主廠房71.6m水輪機(jī)層、68.4m水輪機(jī)室，下游副廠房64.2m技術(shù)供水室、64.2m技術(shù)供水室、71.6m電纜層、75.2m母線層、79.9m電器層等采用一個(gè)送、排風(fēng)系統(tǒng)，局部部位設(shè)置接力風(fēng)機(jī)。經(jīng)多年運(yùn)行、廊道風(fēng)系統(tǒng)效果良好。四、長江流域電站的空氣調(diào)節(jié)本段所述的空調(diào)系統(tǒng)，主要是指包括電站發(fā)電機(jī)層在內(nèi)的全廠中央空調(diào)系統(tǒng)，采用空調(diào)的水電站的其他部位、住往還輔以機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)。水電站的空氣調(diào)節(jié)分成兩大類：一是利用水庫深層低溫水作冷源的空調(diào)，二是機(jī)械制冷的空調(diào)系統(tǒng)，分述如下：(一)利用水庫深層低溫水作冷源的空調(diào)系統(tǒng)一般大型、多年性調(diào)節(jié)的水庫，在上游水庫水深30m處以下的水溫在1420之間，所以水庫深層水溫是一種很好的天然冷源。長江流域采用此方案的有丹江口、黃龍灘、烏江渡、上猶江、鳳灘水電站等。例：丹江口水電站丹江口電站位于湖北省丹江口市，漢江與其支流丹江的匯合口下游800m處，是治理漢江的關(guān)鍵性工程和南水北調(diào)中線工程的水源。該電站為全封閉式廠房，裝有15104kw水輪發(fā)電機(jī)6臺(tái)，總裝機(jī)容量為90104kw，于1973年全部建成。設(shè)計(jì)參數(shù)為：夏季空調(diào)室外計(jì)算干、濕球溫度為36.2、28.3，夏季發(fā)電機(jī)層設(shè)計(jì)溫度、相對濕度為30、6575。主廠房空調(diào)系統(tǒng)該系統(tǒng)空調(diào)范圍包括發(fā)電機(jī)層、水輪機(jī)層、上游技術(shù)供水層。在與發(fā)電機(jī)層同高程的上游副廠房內(nèi)，設(shè)置三個(gè)空調(diào)機(jī)房，主送風(fēng)道設(shè)在上游副廠房頂部?？諝饨?jīng)空調(diào)室低溫庫水噴淋處理后，通過主風(fēng)道，分別由設(shè)在主廠房發(fā)電機(jī)層上游墻下部的低速風(fēng)口橫向流經(jīng)發(fā)電機(jī)層，及上部墻上的高速風(fēng)口，以高速射流射向下游工作區(qū)，兩股氣流吸收發(fā)電機(jī)層余熱后，從下游側(cè)樓梯口及樓板上的通風(fēng)格柵向下流至水輪機(jī)層，在上游空調(diào)機(jī)房風(fēng)機(jī)的抽吸下，再反向流經(jīng)水輪機(jī)層，上游技術(shù)供水層，最后回至空調(diào)機(jī)房再處理，新風(fēng)從空調(diào)機(jī)房外側(cè)窗直接補(bǔ)入。經(jīng)多次實(shí)測，發(fā)電機(jī)層工作區(qū)溫度在2530，相對濕度在5575之間，水輪機(jī)層及技術(shù)供水層去濕效果明顯，值班人員感覺良好，但發(fā)電機(jī)層末端6號(hào)機(jī)段氣流處于死角，光度較暗，值班人員有頭暈的感覺，經(jīng)1990年電廠自行割除6號(hào)機(jī)端頭上部混凝土墻、增設(shè)窗戶后，由于廠外自然光的射入與噪聲的擴(kuò)散，人感覺有較大的改善。存在問題：1、水庫蓄水前，沒有將上游施工圍堰拆除，水庫蓄水后發(fā)現(xiàn)圍堰頂高程以下各相同深處的水溫、圍堰內(nèi)（即空調(diào)取水溫度）比圍堰外高68。故對廠房空調(diào)效果有較大的影響；2、空調(diào)取水進(jìn)水干管壩前進(jìn)口處原設(shè)計(jì)沒有檢修閘門，僅在大壩空腔內(nèi)設(shè)置檢修閘閥，故檢修工人不敢開動(dòng)此閘閥，對安全運(yùn)行有潛在的危險(xiǎn)，二期工程中打算設(shè)計(jì)改進(jìn)措施。(二) 采用機(jī)械制冷為冷源的空調(diào)系統(tǒng)采用機(jī)械制冷為冷源的水電站空調(diào)，以目前國內(nèi)容量居前列的水電站有葛洲壩、二灘、三峽電站為例，其廠房形式分別為：河床式明廠房、地下式廠房、壩后式封閉廠房。例一：葛洲壩電站該電站位于長江三峽出口南津關(guān)下游2.3km，處于湖北宜昌市境內(nèi)，是長江干流上第一座水利樞紐工程。該電站分大江、二江兩個(gè)廠房，總裝機(jī)容量為271.5104kw，其中二江廠房7臺(tái)機(jī)組、共96.5104kw，于1983年8月全部投產(chǎn)；大江廠房裝機(jī)共14臺(tái)，共175104kw，于1988年全部建成。電站廠房的設(shè)計(jì)參數(shù)為：夏季空調(diào)室外計(jì)算溫度、濕球溫度36、28.5，發(fā)電機(jī)層夏季設(shè)計(jì)溫度、相對濕度為28、55。1、二江電站廠房空調(diào)系統(tǒng)該廠左側(cè)安裝場下層設(shè)一個(gè)集中制冷機(jī)房，布置了三臺(tái)FLZ500離心制冷機(jī)及相應(yīng)的輔助設(shè)施，由于自控和更新等要求，于1996年改為封閉式螺桿制冷機(jī)，提供710制冷水、作為各空調(diào)系統(tǒng)中二級(jí)冷卻器的冷源，取壩前深層庫水作為制冷機(jī)冷凝器的冷卻水及各空調(diào)系統(tǒng)中的一級(jí)冷卻器的冷源；全廠設(shè)八個(gè)空調(diào)系統(tǒng)。主廠房空調(diào)系統(tǒng)：廠房發(fā)電機(jī)層高達(dá)27m，而實(shí)際工作區(qū)僅在距樓板面2.5m范圍內(nèi)，為了減少制冷量，該層采取單側(cè)送風(fēng)的分層空調(diào)方案，即在廠房上游墻中部設(shè)置空氣幕，將整個(gè)發(fā)電機(jī)層分隔為上、下兩部分空間，下部為空調(diào)空間，夏季送冷風(fēng)；上部為非空調(diào)空間，采用頂部窗戶自然通風(fēng)，排走上部空間的余熱量。設(shè)備布置與氣流組織是：全廠設(shè)二個(gè)空調(diào)機(jī)房，分別設(shè)在廠房兩端，冷水來自制冷機(jī)房，經(jīng)空調(diào)室處理后的空氣通過設(shè)在上游隔墻內(nèi)的送風(fēng)道和三組風(fēng)口(12.8m高的空氣暮鳳口、7m高的內(nèi)部送風(fēng)口和6.5m高的周風(fēng)口)，將冷風(fēng)送入發(fā)電機(jī)層，沿地面貼附至下游側(cè)、再反向回流至上游側(cè)隔墻的下層回鳳道到空調(diào)機(jī)房再處理。經(jīng)實(shí)測：工作區(qū)溫、濕度滿足設(shè)計(jì)要求。其他部位空調(diào)系統(tǒng)，如中央控制室、電算室、下游副廠房、右側(cè)管理樓、廠外辦公樓等分別設(shè)置獨(dú)立的空調(diào)系統(tǒng)，冷源來自制冷機(jī)房的制冷水，其末端空氣處理裝置是風(fēng)機(jī)盤管、空氣誘導(dǎo)器、冷風(fēng)機(jī)加風(fēng)管等。通風(fēng)、空調(diào)集中控制室設(shè)在安L段下層，原設(shè)計(jì)對全廠的制冷機(jī)、通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)可以監(jiān)控、季節(jié)工況轉(zhuǎn)換、典型部位的溫、濕度進(jìn)行遙測等。由于當(dāng)時(shí)的制泠設(shè)備自動(dòng)化水平很低，國產(chǎn)電器儀表質(zhì)量不過關(guān)等原因、未能全部實(shí)施；1997年開始，電廠與清華大學(xué)同方公司合作進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)監(jiān)控的自動(dòng)控制，目前已基本完成。2、大江電站廠房空調(diào)系統(tǒng)該廠房的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)布置與二江廠房類同，不同之處是發(fā)電機(jī)層采用雙側(cè)送風(fēng)空氣幕，分層高度離樓板為5.5m，采用分散變風(fēng)量冷風(fēng)機(jī)（設(shè)在兩側(cè)夾墻內(nèi)），替代集中式空調(diào)機(jī)房。運(yùn)行效果優(yōu)于二江廠房，2000年夏季湖北省暖通、空調(diào)學(xué)會(huì)專家參觀后，一致評(píng)價(jià)很高。存在的主要問題是：作為冷卻水源的水庫水、含泥砂量較多，原設(shè)計(jì)在取水口設(shè)置了斜板式除沙器、水過濾器等，但投產(chǎn)后發(fā)現(xiàn)只能濾除粗粒徑的沙，而細(xì)粒徑的淤泥沉留在濾水器、冷凝器等設(shè)備中需要定期清洗，增加檢修工作量。例二：二灘電站該電站位于四川省西部雅礱江下游，距攀枝花市46kw。1、廠房布置電站為地下廠房，埋深250350m，廠房總長295.22m、寬26m，最大高度72.55m；安裝場位于廠房左端，第一副廠房設(shè)在廠房右端，與主廠房平行的下游側(cè)40m處設(shè)有主變 洞室，其長、寬、高為234m17.4m37.6m，在主廠房與主變洞之間設(shè)有六條母線洞相連；從地下主變、開關(guān)室至地面出線場為500kv管道母線洞，其水平段長為176m；地下廠房的進(jìn)廠交通洞長為1340.81m，斷面尺寸為108m，通向廠房安裝場、主變壓器室；在第一副廠房的電梯井和管道出線井內(nèi)的電梯井也作為地下廠房的安全通道出口。廠房進(jìn)風(fēng)道有二條，即：交通運(yùn)輸洞與右側(cè)專用進(jìn)風(fēng)道，排風(fēng)道有三條，即：母線出線洞、主變壓器上部兩個(gè)排風(fēng)豎井、廠房右側(cè)專用排風(fēng)道。全廠裝有6臺(tái)單機(jī)55104kw水輪發(fā)電機(jī)組，總?cè)萘繛?30104kw，于1987年開工，1998年第一臺(tái)機(jī)組發(fā)電。2、廠內(nèi)外空氣設(shè)計(jì)參數(shù)夏季室外空調(diào)設(shè)計(jì)計(jì)算干球溫度、濕球溫度為34、21.5，發(fā)電機(jī)層夏季設(shè)計(jì)溫度、相對濕度為28、6070。3、空調(diào)系統(tǒng)與制冷機(jī)房布置全廠設(shè)5個(gè)空調(diào)系統(tǒng)：(1)主廠房空調(diào)系統(tǒng)，為水冷表冷器全新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，任務(wù)是維持主廠房各層平均溫度達(dá)到設(shè)計(jì)值，并作為母線平洞與各副廠房的二次供冷風(fēng)；(2)副廠房風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)；(3)中控室、電算室全新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，各設(shè)一臺(tái)H100的柜式空調(diào)機(jī)；(4)發(fā)電機(jī)母線空調(diào)系統(tǒng)，將160臺(tái)風(fēng)機(jī)盤管布置在各條母線平洞拱頂內(nèi)，空調(diào)負(fù)荷按50計(jì)，當(dāng)通風(fēng)系統(tǒng)故障或短路時(shí)，開啟該空調(diào)系統(tǒng)；(5)交通洞預(yù)冷空調(diào)系統(tǒng)，設(shè)置15臺(tái)風(fēng)機(jī)盤管在交通洞靠安裝場口，對進(jìn)廠空氣進(jìn)行預(yù)冷。全廠空調(diào)系統(tǒng)使用兩套冷源：一是利用尾水抽上來的天然冷水，二是機(jī)械制冷機(jī)的制冷水；制冷機(jī)房設(shè)在廠房右端，與發(fā)電機(jī)層地面同高程，內(nèi)設(shè)置3臺(tái)100104kcal/h，2臺(tái)50104kcal/h螺桿式制冷機(jī)，其中一臺(tái)100104kcal/h備用。4、氣流組織在主廠房左側(cè)專用進(jìn)風(fēng)道處設(shè)空調(diào)機(jī)房，為水冷表面冷卻器，全新風(fēng)空氣處理系統(tǒng)、從專用風(fēng)道進(jìn)來的廠外65104m3/h空氣經(jīng)處理后送至拱頂16個(gè)送風(fēng)口進(jìn)入發(fā)電機(jī)層，另一股20104m3/h空氣經(jīng)過進(jìn)廠廊道與洞壁進(jìn)行熱、濕交換，并在廠房進(jìn)口處空調(diào)器預(yù)冷后從左端進(jìn)入廠房發(fā)電機(jī)層，以上兩股空氣流經(jīng)樓梯口與夾墻送風(fēng)道進(jìn)入電器夾層，大部分流經(jīng)各水平母線洞吸收余熱、余濕后由主變開關(guān)室上部的排風(fēng)豎井排至山頂廠外，另17104m3/h風(fēng)量從電器夾層引至水輪機(jī)層、水泵室，帶走預(yù)熱、濕量，通過夾墻排風(fēng)道、拱頂總排風(fēng)道排至廠外。中控室、電算室，分別從主進(jìn)風(fēng)道引廠外新風(fēng)，經(jīng)現(xiàn)地空調(diào)機(jī)降（增）溫、除（增）濕后送入工作區(qū)，再排至廠房發(fā)電機(jī)層；其他部位從主廠房吸取利用后的空調(diào)風(fēng)再排至廠外。5、自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制制冷機(jī)采用雙位或三位調(diào)節(jié)，表冷器與風(fēng)機(jī)盤管采用比例調(diào)節(jié)，大型風(fēng)機(jī)采用比例積分調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)微機(jī)監(jiān)控，其主要功能：各有關(guān)房間（部位）的溫濕度、有害氣體含量的測定，并進(jìn)行調(diào)節(jié),各通風(fēng)、空調(diào)工況的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，智能優(yōu)化選擇，系統(tǒng)風(fēng)量的調(diào)節(jié)平衡，設(shè)備的保護(hù)與事故巡檢，模擬顯示，集中遙控等。例三：三峽電站長江三峽水利樞紐位于湖北省宜昌市三斗坪鎮(zhèn)，距長江葛洲壩水利樞紐38km，是我國最大的跨世紀(jì)工程。1、廠房布置樞紐設(shè)有二座電站，均為壩后式封閉廠房，其長度分別為643.7m與584.2m，各安裝14臺(tái)與12臺(tái)單機(jī)容量為700Mw的水輪發(fā)電機(jī)，總裝機(jī)容量為18200Mw；另在樞紐右岸還預(yù)留一座地下廠房擴(kuò)建的位置，裝機(jī)6臺(tái)單機(jī)容量為700Mw的水輪發(fā)電機(jī)，總裝機(jī)容量為4200Mw。該工程在1992年4月3日經(jīng)第七屆全國人民代表大會(huì)第五次會(huì)議通過、批準(zhǔn)興建，1992年12月正式開工，計(jì)劃在2003年左岸電站第一批機(jī)組發(fā)電，2009年全部建成。以下敘述左岸廠房空調(diào)系統(tǒng)的布置。2、廠內(nèi)、外空氣設(shè)計(jì)參數(shù)夏季空調(diào)室外計(jì)算干球溫度、濕球溫度為35.9、27.9；夏季室外通風(fēng)計(jì)算溫度、相對溫度為33、75。夏季發(fā)電機(jī)層空調(diào)計(jì)算溫度、相對濕度為28、75。3、發(fā)電機(jī)分層空調(diào)系統(tǒng)布置該系統(tǒng)空調(diào)范圍是：75.3m發(fā)電機(jī)層，67m水輪機(jī)層，下游75.3m層副廠房，上游75.3m、70.3m電器設(shè)備層。在上游82.0m副廠房的3、5、9、13機(jī)組段和下游副廠房75.3m、75.3m高程的1、4、7、11機(jī)組段各設(shè)一個(gè)空調(diào)機(jī)房，內(nèi)各設(shè)一組組合式空調(diào)機(jī)組；上下游側(cè)組合式空調(diào)機(jī)組總處理風(fēng)量與總制冷量為112104m3/h和651.56104kcal/h。上、下游75.3m高程副廠房的頂部各設(shè)縱向主送、回風(fēng)道，經(jīng)過處理的空氣注經(jīng)主風(fēng)道、支風(fēng)道與該層上、下游墻上的354只圓形風(fēng)口，雙側(cè)對送至發(fā)電機(jī)，至中軸線離地2m高處搭接，然后在各側(cè)回風(fēng)道的抽吸下，氣流在搭接下、反向沿地面回流，形成離發(fā)電機(jī)層地面2m高程范圍內(nèi)的空調(diào)回流區(qū)，再通