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、運行簡況長辦院 金峰 一、我國水電站采暖、通風、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階段。(一) 起步學習階段（194960年代初）從50年代到60年代初，我國自行設(shè)計了一批大中型水電站，在設(shè)計過程中，各設(shè)計院完善配置了各專業(yè)設(shè)計人員，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，故當時各設(shè)計院的該專業(yè)大多是水力機械專業(yè)設(shè)計人員兼任。該時期的機械通風設(shè)計基本抄搬前蘇聯(lián)的模式：空氣調(diào)節(jié)設(shè)計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、均效仿一般高溫車間的自然通風計算方法設(shè)計。當時的暖通設(shè)計人員因缺少實踐經(jīng)驗，沒有認識到我國水電站廠房的特點，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、尾水平臺一般設(shè)得很高，所以發(fā)電機層下游墻的窗臺很高，故自然通風的計算方法、氣流組織與一般廠房不同；水庫水溫分布具有獨有的規(guī)律，應根據(jù)水庫具體情況計算、確定；水電站建設(shè)周期長，需要解決施工期部分機組發(fā)電時的暖通空調(diào)問題。由于以上原因，該時期設(shè)計的不少水電站廠房建成投產(chǎn)運行后，均較悶熱、潮濕，尤其是采用自然通風的地面式廠房、問題更為嚴重，有的電站發(fā)電機層夏季溫度高達40以上；水下部位一般均較潮濕，產(chǎn)生機械設(shè)備銹蝕，電器設(shè)備絕緣降低、漏電、擊穿等問題，嚴重影響機電設(shè)備的安全運行及運行人員的身體健康。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)、實踐階段（60年代初1978年）60年代初，各水電設(shè)計院吸收了一批高等院校的暖通、空調(diào)專業(yè)畢業(yè)生，充實了該專業(yè)的技術(shù)力量，成為推動技術(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)工程的運行效果進行了多次調(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)計規(guī)定），進行了大規(guī)模的調(diào)研活動，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)計中的存在問題，采用邊總結(jié)、邊實踐的方法，設(shè)計出一批基本符合我國水電站特點、利用天然冷源、節(jié)省能耗、效果較好的暖通空調(diào)設(shè)計，簡述如下：1.在利用水電站特有的天然冷源、節(jié)省投資、減少運行費用方面：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、對進入廠房的廠外空氣進行熱、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，建成后運行效果良好；設(shè)計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行測量，獲得一萬多個數(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力的計算等開創(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期不僅有以往常用的“橫向、低速”向工作區(qū)送風的氣流模式，還出現(xiàn)了高大廠房的發(fā)電機層采用高速射流，誘導周邊空氣，從而充分利用廠房內(nèi)機電設(shè)備的余熱，降低送風氣流的相對濕度，如丹江口水電站發(fā)電機層采用扇型橫向、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，水利水電系統(tǒng)成立了“全國水電暖通空調(diào)技術(shù)情報網(wǎng)”，為以后積極開展水電系統(tǒng)暖通空調(diào)專業(yè)的科研和科技情報交流作好了組織準備。1979年全國水電暖通空調(diào)情報網(wǎng)編寫了18大項、含38個支題的十年科學研究規(guī)劃，在水利部、電力部、水利水電規(guī)劃總院的領(lǐng)導與經(jīng)費支持下由全國水電暖通空調(diào)情報網(wǎng)組織實施，發(fā)動全國各設(shè)計院該專業(yè)人員廣泛開展科研工作。經(jīng)過十余年的努力，均基本完成各項科研任務，如：“地下水電站全排風的測量、試驗”，“水電站廠房圍護結(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”，“水電站廠房發(fā)電機層高窗自然通風的研究”，“水電站主廠房頂部送風氣流的研究”，“主變壓器滅火模型試驗”，“壩體廊道的去濕效應的研究”，“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)導與全國水電暖通空調(diào)技術(shù)情報網(wǎng)的組織下，于1981年完成了（水力發(fā)電廠廠房采暖、通風、空氣調(diào)節(jié)設(shè)計技術(shù)規(guī)定），1983年編寫出版了水電站運行叢書之一的（水電站廠房通風、空調(diào)和采暖）一書，1985年出版了（水電站廠房采暖通風空調(diào)圖集）、（小型水電站暖通空調(diào)設(shè)計手冊），1987年9月出版了水電站設(shè)計手冊采暖通風與空調(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)計經(jīng)驗和科研成果系統(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)計水平提高到一個新的高度。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)計也進入新的開拓階段，設(shè)計了一批新穎的暖通空調(diào)工程，如長江葛洲壩大型水電站，采用機械制冷，發(fā)電機層采用分層空調(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，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展。簡述如下：1、在設(shè)計理論方面引入了“空氣品質(zhì)”的新概念，即評價室內(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”作為評價指標。2、在設(shè)計技術(shù)方面計算機輔助設(shè)計已被普遍采用；模擬技術(shù)也被普遍作為檢驗、審核暖通空調(diào)設(shè)計、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多個水電站工程做過通風、空調(diào)冷、熱態(tài)模型試驗，對改進和完善設(shè)計起了很大的作用。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)電機組熱風等，被更廣泛有效地利用。機械設(shè)備中較多的采用變頻技術(shù)，制冷量自動調(diào)節(jié)技術(shù)、蓄冷技術(shù)等。設(shè)計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荷計算方法等，均推動了節(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)自動化控制方面隨著水電站向“無人值班、少人值守”目標發(fā)展，分散的設(shè)備，隨氣候、發(fā)電量變化等原因，要實現(xiàn)集中、機動、高效的管理，通風空調(diào)系統(tǒng)必須實行自動控制，例如二灘與三峽電站等設(shè)計了自動控制。5、在通風空調(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，水電站的暖通空調(diào)行業(yè)將進入更加輝煌的未來。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)部位利用機電設(shè)備自身的發(fā)熱量一般已能滿足冬季的運行要求，如發(fā)電機層利用發(fā)電機蓋板設(shè)熱風口放熱風采暖，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)熱量已能滿足機電設(shè)備的運行要求。其它房間如：中央控制室、通信室、計算機室等房間，80年代中期以前一般在送風管內(nèi)設(shè)電加熱器送熱風，以后一般采用電熱空調(diào)機，恒溫、恒濕空調(diào)機，分體式熱泵空調(diào)機等方式。由于以上采暖方式均按一般規(guī)律設(shè)計，故對每一個水電站廠房不再一一敘述。三、長江流域水電站廠房的通風水電站廠房的通風形式概括起來有自然通風和機械通風兩種，這種分類主要是指發(fā)電機層的通風方式，對整個廠房而言，一般較少有單純的某一種通風方式，特別從消防要求上、電廠單純的自然通風是不準許的；以下分類敘述。(一) 自然通風自然通風的空氣流動動力為風壓和熱壓，地面廠房的自然通風這兩種影響均有，進、排風口是外窗和外門；地下廠房自然通風則主要靠熱壓的作用，其進、排風道是廠房對外聯(lián)系的廊道，如交通、排水、通風、出線洞等。下面分別敘述。1、地面式廠房的自然通風例：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)裝四臺單機4.5萬kw水輪發(fā)電機組，于1972年竣工，利用廠房窗戶自然通風實際效果不良，布置從略。2、地下式廠房的自然通風例：以禮河三級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，總裝機容量為14.4萬kw，于1966年11月正式發(fā)電。電站的廠外通風設(shè)計溫度、相對濕度參數(shù)為29.5、55，發(fā)電機層設(shè)計溫度、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行熱、濕交換后進入廠房內(nèi)，再縱向流經(jīng)80m長的發(fā)電機層，吸收該層熱負荷后，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)多次通風效果測定，廠內(nèi)空氣溫、濕度和自然通風量滿足要求，如夏季有68mmHg的熱壓頭，自然通風量為51048104m3/h，發(fā)電機層溫度為28，相對濕度為65，其原因：一是交通洞起到對進入廠內(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，保持良好的自然通風效果。副廠房及中控室設(shè)在地面窯洞內(nèi)，利用施工時開挖的20多m高的豎井、進行自然通風，如中控室、空氣從門進入、由頂部自然排出至山頂廠外，風量達1104m3/h；母線廊道和主變壓器室同樣利用建筑構(gòu)造形成的通道進行自然通風，整個副廠房形成一個通暢的自然通風系統(tǒng)，使用效果良好。3、自然通風輔以機械通風例：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臺水輪發(fā)電機組，單機容量為7.25104kw，總裝機容量為44.75104kw，1962年全部建成投產(chǎn)。電站的廠內(nèi)外空氣設(shè)計參數(shù)：夏季室外計算通風溫度、相對濕度為33、58，發(fā)電機層夏季設(shè)計溫度、相對濕度為35、52。因廠房下游尾水渠水位變幅較大，發(fā)電機層地面位于下游最高水位以下，為了改善主廠房發(fā)電機層的采光、通風條件，在尾水擋墻與主廠房下游墻之間設(shè)計成4.4m寬的縱向通道，與發(fā)電機層同高，使發(fā)電機層下游側(cè)墻下部可以開設(shè)窗戶對發(fā)電機層實施自然通風。主廠房水輪機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，因而采用機械通風，在下游尾水平臺下部設(shè)六臺軸流送風機，總風量為3104m3/h，上游開關(guān)室墻上設(shè)有七臺排風機，總排風量為11.76104m3/h。氣流組織：發(fā)電機層從下游墻低窗自然進風，風量為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)電機層的熱量，其中8.76104m3/h空氣在上游開關(guān)室風機的抽吸下，氣流橫穿發(fā)電機層工作區(qū)、開關(guān)室，帶走以上部位的余熱量，排至廠外，下游尾水平臺下部的送風機吸取廠外的新鮮空氣送入水處理層，橫向穿過水輪機層、上游電纜層、由開關(guān)室排風機排至廠外，帶走上述部位的余熱量。運行效果：主廠房發(fā)電機層自然通風效果良好，但在夏季由于機組溫升較高，為了使機組散熱，需要打開發(fā)電機蓋板上的熱風窗放熱風、導致發(fā)電機層溫度偏高。(三) 機械通風從機械通風形式上分，有機械送風、機械排風（全排風）、機械送排風、與水電站特點利用天然冷源的機械通風。舉例如下：1、機械送風例：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8.8104kw水輪發(fā)電機組，總裝機容量為25.4104kw，1996年開工，1999一期工程建成首臺機組發(fā)電，二期工程正在建設(shè)中。廠內(nèi)外空氣設(shè)計參數(shù)：夏季通風室外計算溫度、相對濕度為33、59，夏季發(fā)電機層設(shè)計溫度、相對濕度為32、75。發(fā)電機層采用機械送風方式：室外空氣經(jīng)壩內(nèi)廊道進行熱、濕交換后，經(jīng)左右二臺送風機、鳳管，由左右端墻上的各四只800旋流風口送出，風口高度3.5m，氣流沿地面貼附前進、形成縱向穿堂風，吸收該層余熱后，在發(fā)電機層中部會合上升由上部窗戶自然排出，總排風量為56600m3/h。2、機械排風例：龔嘴水電站該電站系窯洞式地下廠房，無進廠交通洞，大門直接對山外，廠內(nèi)裝有單機10104kw的水輪發(fā)電機三臺，總裝機容量為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)計參數(shù)為：夏季室外通風計算溫度、相對濕度為28、88，發(fā)電機層夏季設(shè)計溫度、相對濕度為33、80。廠房基本采用機械全排風的通風方式，其氣流組織分為上、中、下三個系統(tǒng)。上排風系統(tǒng)：新風從廠房大門負壓進入至廠房發(fā)電機層，分別從上、下游墻上的風口、隔墻風道至廠房拱頂，經(jīng)拱頂與吸風口相對應的40臺軸流風機排至總排風道，再由一臺離心機（風量為18.6104m3/h）將熱空氣排至廠外；這種布置的缺點是風機太多，但氣流較均勻。中排風系統(tǒng)：空氣從大門負壓進入發(fā)電機層，再流經(jīng)電器隔層、母線支洞，由母線洞出口的三臺軸流風機排至廠外，總排風量為12104m3/h。下部為送、排風系統(tǒng)，本處從略。全廠總熱負荷為279.7104kcal/h，總通風量為35.8104m3/h。運行效果：經(jīng)測定主廠房夏季發(fā)電機層的溫度為t30，基本上滿足生產(chǎn)、運行人員正常工作的要求。3、機械送、排風例：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工程，為壩后式廠房，裝有四臺單機容量為0.88104kw的水輪發(fā)電機組，總裝機容量為3.52104kw。該電站于1958年開工，1968年建成投產(chǎn)。其設(shè)計參數(shù)為：夏季通風室外設(shè)計計算溫度、相對濕度為33、62，夏季發(fā)電機層計算溫度、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)墻的窗臺高出發(fā)電機層6.6m，故難滿足發(fā)電機層自然通風的要求，為此主廠房通風設(shè)計以機械通風為主、輔以自然通風的方式。廠房發(fā)電機層設(shè)計總進風量為10.12104m3/h，其中機械進風量為6.8104m3/h，主要排除發(fā)電機層工作區(qū)的熱負荷；窗戶的自然進風量為3.32104m3/h，用于排除發(fā)電機層上部的熱負荷。主送風機設(shè)在安裝場下部，廠外空氣經(jīng)風機、設(shè)在發(fā)電機下游側(cè)樓板下的主風管、支管、風口送入發(fā)電機層，氣流橫向流經(jīng)發(fā)電機層工作區(qū)后、再分成兩股：一股約75000m3/h風量經(jīng)上游副廠房開關(guān)室、由該室上游側(cè)墻上的六臺軸流風機排至廠外；另一股空氣從樓梯及樓板風孔向下并橫向流經(jīng)水輪機層，再通過水輪機層的縱向排風管及設(shè)在安裝場下層的排風機排至廠外。主廠房通風系統(tǒng)經(jīng)過多年的運行可滿足生產(chǎn)的要求，但在夏季室外氣溫高時、發(fā)電機層仍有偏熱現(xiàn)象。4、利用天然冷源、調(diào)溫、濕作用的機械通風天然冷源是指無壓尾水洞、大壩廊道、地下廠房的進廠廊道等；廠外空氣經(jīng)過風機的抽、送，流經(jīng)上述部位時與混凝土（或巖石）的洞壁以及尾水水體進行熱、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；裝有三臺單機容量4.5104kw水輪發(fā)電機組，總裝機容量為13.5104kw，其設(shè)計參數(shù)為：夏季通風室外計算溫度、相對濕度為27、66，夏季發(fā)電機層設(shè)計溫度、相對濕度為30、80。該廠房利用無壓尾水洞、進廠交通洞冷卻空氣后再送入廠房。全廠總熱負荷為221.9104kj/h、總通風量為20m104m3/h。主廠房氣流組織：廠外新風從無壓尾水洞進入，經(jīng)設(shè)在開關(guān)層和左端的二臺主送風機送入廠房拱頂?shù)闹魉惋L道、再分配到主廠房下游各機組段的夾墻送風支管、送風口進入發(fā)電機層；氣流橫向流經(jīng)發(fā)電機層工作區(qū)，由布置在該層上游夾墻的排風口吸入，再經(jīng)支風管、拱頂總排風道、斜井排風洞、洞口的二臺排風機排至廠外。發(fā)電機層的送、排風口均靠近工作區(qū)，送風口風速為6m/s，形成該層的地面橫向貼附射流，工作區(qū)風速為0.160.33m/s。主變壓器室的氣流組織：廠外新風從進廠交通洞負壓進風，流經(jīng)各主變室、再通過高壓出線洞、由洞口的排風機排至廠外。運行效果：經(jīng)測定表明，空氣流經(jīng)進廠交通洞與無壓尾水洞時有顯著的降溫、去濕效果，其中尾水洞尤為顯著，因為尾水洞夏季水溫低于廠外空氣露點溫度，洞內(nèi)流經(jīng)風量為8.29104m3/h時，空氣降溫達6.5，去濕量為4g/kg，熱交換效率為E=87.5%，實踐證明，利用天然冷源是一種經(jīng)濟有效的措施。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臺單機容量為10104kw水輪機組，總裝機容量為50104kw，于1992年全部建成。其設(shè)計參數(shù)：夏季室外通風計算溫度、相對濕度為33.7、55，夏季發(fā)電機層設(shè)計溫度、相對濕度為 31、75。為了節(jié)省能源，又能降低夏季發(fā)電機層的溫度，采用大壩廊道預冷空氣的通風方案，即從室外抽取新風，流經(jīng)壩內(nèi)灌漿廊道，空氣與廊道壁進行熱、濕交換，再通過安二段上游75.2m高程副廠房的一臺離心風機，將空氣送入上游側(cè)壩體內(nèi)85m高程的主送風道，并通過機組段的送風口送至發(fā)電機層，空氣向下游橫向流經(jīng)該層工作區(qū)，大部分進入下游側(cè)79.9m高程的副廠房，由主風道、排風機排至廠外，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組段設(shè)一臺軸流風機，供炎熱季發(fā)電機層輔助排風及事故排風之用。主廠房71.6m水輪機層、68.4m水輪機室，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電器層等采用一個送、排風系統(tǒng)，局部部位設(shè)置接力風機。經(jīng)多年運行、廊道風系統(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、住往還輔以機械通風系統(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6臺，總裝機容量為90104kw，于1973年全部建成。設(shè)計參數(shù)為：夏季空調(diào)室外計算干、濕球溫度為36.2、28.3，夏季發(fā)電機層設(shè)計溫度、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)電機層、水輪機層、上游技術(shù)供水層。在與發(fā)電機層同高程的上游副廠房內(nèi)，設(shè)置三個空調(diào)機房，主送風道設(shè)在上游副廠房頂部。空氣經(jīng)空調(diào)室低溫庫水噴淋處理后，通過主風道，分別由設(shè)在主廠房發(fā)電機層上游墻下部的低速風口橫向流經(jīng)發(fā)電機層，及上部墻上的高速風口，以高速射流射向下游工作區(qū)，兩股氣流吸收發(fā)電機層余熱后，從下游側(cè)樓梯口及樓板上的通風格柵向下流至水輪機層，在上游空調(diào)機房風機的抽吸下，再反向流經(jīng)水輪機層，上游技術(shù)供水層，最后回至空調(diào)機房再處理，新風從空調(diào)機房外側(cè)窗直接補入。經(jīng)多次實測，發(fā)電機層工作區(qū)溫度在2530，相對濕度在5575之間，水輪機層及技術(shù)供水層去濕效果明顯，值班人員感覺良好，但發(fā)電機層末端6號機段氣流處于死角，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號機端頭上部混凝土墻、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)取水進水干管壩前進口處原設(shè)計沒有檢修閘門，僅在大壩空腔內(nèi)設(shè)置檢修閘閥，故檢修工人不敢開動此閘閥，對安全運行有潛在的危險，二期工程中打算設(shè)計改進措施。(二) 采用機械制冷為冷源的空調(diào)系統(tǒng)采用機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、二江兩個廠房，總裝機容量為271.5104kw，其中二江廠房7臺機組、共96.5104kw，于1983年8月全部投產(chǎn)；大江廠房裝機共14臺，共175104kw，于1988年全部建成。電站廠房的設(shè)計參數(shù)為：夏季空調(diào)室外計算溫度、濕球溫度36、28.5，發(fā)電機層夏季設(shè)計溫度、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)一個集中制冷機房，布置了三臺FLZ500離心制冷機及相應的輔助設(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，提供710制冷水、作為各空調(diào)系統(tǒng)中二級冷卻器的冷源，取壩前深層庫水作為制冷機冷凝器的冷卻水及各空調(diào)系統(tǒng)中的一級冷卻器的冷源；全廠設(shè)八個空調(diào)系統(tǒng)。主廠房空調(diào)系統(tǒng)：廠房發(fā)電機層高達27m，而實際工作區(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，將整個發(fā)電機層分隔為上、下兩部分空間，下部為空調(diào)空間，夏季送冷風；上部為非空調(diào)空間，采用頂部窗戶自然通風，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)二個空調(diào)機房，分別設(shè)在廠房兩端，冷水來自制冷機房，經(jīng)空調(diào)室處理后的空氣通過設(shè)在上游隔墻內(nèi)的送風道和三組風口(12.8m高的空氣暮鳳口、7m高的內(nèi)部送風口和6.5m高的周風口)，將冷風送入發(fā)電機層，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)機房再處理。經(jīng)實測：工作區(qū)溫、濕度滿足設(shè)計要求。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)置獨立的空調(diào)系統(tǒng)，冷源來自制冷機房的制冷水，其末端空氣處理裝置是風機盤管、空氣誘導器、冷風機加風管等。通風、空調(diào)集中控制室設(shè)在安L段下層，原設(shè)計對全廠的制冷機、通風空調(diào)系統(tǒng)可以監(jiān)控、季節(jié)工況轉(zhuǎn)換、典型部位的溫、濕度進行遙測等。由于當時的制泠設(shè)備自動化水平很低，國產(chǎn)電器儀表質(zhì)量不過關(guān)等原因、未能全部實施；1997年開始，電廠與清華大學同方公司合作進行改造，實現(xiàn)了計算機監(jiān)控的自動控制，目前已基本完成。2、大江電站廠房空調(diào)系統(tǒng)該廠房的通風空調(diào)系統(tǒng)布置與二江廠房類同，不同之處是發(fā)電機層采用雙側(cè)送風空氣幕，分層高度離樓板為5.5m，采用分散變風量冷風機（設(shè)在兩側(cè)夾墻內(nèi)），替代集中式空調(diào)機房。運行效果優(yōu)于二江廠房，2000年夏季湖北省暖通、空調(diào)學會專家參觀后，一致評價很高。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。廠房進風道有二條，即：交通運輸洞與右側(cè)專用進風道，排風道有三條，即：母線出線洞、主變壓器上部兩個排風豎井、廠房右側(cè)專用排風道。全廠裝有6臺單機55104kw水輪發(fā)電機組，總?cè)萘繛?30104kw，于1987年開工，1998年第一臺機組發(fā)電。2、廠內(nèi)外空氣設(shè)計參數(shù)夏季室外空調(diào)設(shè)計計算干球溫度、濕球溫度為34、21.5，發(fā)電機層夏季設(shè)計溫度、相對濕度為28、6070。3、空調(diào)系統(tǒng)與制冷機房布置全廠設(shè)5個空調(diào)系統(tǒng)：(1)主廠房空調(diào)系統(tǒng)，為水冷表冷器全新風空調(diào)系統(tǒng)，任務是維持主廠房各層平均溫度達到設(shè)計值，并作為母線平洞與各副廠房的二次供冷風；(2)副廠房風機盤管系統(tǒng)；(3)中控室、電算室全新風空調(diào)系統(tǒng)，各設(shè)一臺H100的柜式空調(diào)機；(4)發(fā)電機母線空調(diào)系統(tǒng)，將160臺風機盤管布置在各條母線平洞拱頂內(nèi)，空調(diào)負荷按50計，當通風系統(tǒng)故障或短路時，開啟該空調(diào)系統(tǒng)；(5)交通洞預冷空調(diào)系統(tǒng)，設(shè)置15臺風機盤管在交通洞靠安裝場口，對進廠空氣進行預冷。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，二是機械制冷機的制冷水；制冷機房設(shè)在廠房右端，與發(fā)電機層地面同高程，內(nèi)設(shè)置3臺100104kcal/h，2臺50104kcal/h螺桿式制冷機，其中一臺100104kcal/h備用。4、氣流組織在主廠房左側(cè)專用進風道處設(shè)空調(diào)機房，為水冷表面冷卻器，全新風空氣處理系統(tǒng)、從專用風道進來的廠外65104m3/h空氣經(jīng)處理后送至拱頂16個送風口進入發(fā)電機層，另一股20104m3/h空氣經(jīng)過進廠廊道與洞壁進行熱、濕交換，并在廠房進口處空調(diào)器預冷后從左端進入廠房發(fā)電機層，以上兩股空氣流經(jīng)樓梯口與夾墻送風道進入電器夾層，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)室上部的排風豎井排至山頂廠外，另17104m3/h風量從電器夾層引至水輪機層、水泵室，帶走預熱、濕量，通過夾墻排風道、拱頂總排風道排至廠外。中控室、電算室，分別從主進風道引廠外新風，經(jīng)現(xiàn)地空調(diào)機降（增）溫、除（增）濕后送入工作區(qū)，再排至廠房發(fā)電機層；其他部位從主廠房吸取利用后的空調(diào)風再排至廠外。5、自動調(diào)節(jié)與控制制冷機采用雙位或三位調(diào)節(jié)，表冷器與風機盤管采用比例調(diào)節(jié)，大型風機采用比例積分調(diào)節(jié)，實現(xiàn)微機監(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，并進行調(diào)節(jié),各通風、空調(diào)工況的自動轉(zhuǎn)換，智能優(yōu)化選擇，系統(tǒng)風量的調(diào)節(jié)平衡，設(shè)備的保護與事故巡檢，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臺與12臺單機容量為700Mw的水輪發(fā)電機，總裝機容量為18200Mw；另在樞紐右岸還預留一座地下廠房擴建的位置，裝機6臺單機容量為700Mw的水輪發(fā)電機，總裝機容量為4200Mw。該工程在1992年4月3日經(jīng)第七屆全國人民代表大會第五次會議通過、批準興建，1992年12月正式開工，計劃在2003年左岸電站第一批機組發(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)計參數(shù)夏季空調(diào)室外計算干球溫度、濕球溫度為35.9、27.9；夏季室外通風計算溫度、相對溫度為33、75。夏季發(fā)電機層空調(diào)計算溫度、相對濕度為28、75。3、發(fā)電機分層空調(diào)系統(tǒng)布置該系統(tǒng)空調(diào)范圍是：75.3m發(fā)電機層，67m水輪機層，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機組段和下游副廠房75.3m、75.3m高程的1、4、7、11機組段各設(shè)一個空調(diào)機房，內(nèi)各設(shè)一組組合式空調(diào)機組；上下游側(cè)組合式空調(diào)機組總處理風量與總制冷量為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、回風道，經(jīng)過處理的空氣注經(jīng)主風道、支風道與該層上、下游墻上的354只圓形風口，雙側(cè)對送至發(fā)電機，至中軸線離地2m高處搭接，然后在各側(cè)回風道的抽吸下，氣流在搭接下、反向沿地面回流，形成離發(fā)電機層地面2m高程范圍內(nèi)的空調(diào)回流區(qū)，再通