安谷水电站主厂房通风设计

王 琳 薇， 刘 旭 东

(1.四川省水利水电勘测设计研究院，四川 成都 610072；2.四川美姑河水电开发有限公司，四川 成都 611130)

1 工程概况

安谷水电站工程坝址位于乐山市安谷河段的生姜坡，包括大坝、厂房和开关站，电站总装机容量为772 MW，多年平均发电量33.03亿kW·h。电站装设4台单机容量为190 MW、1台装机容量为12 MW的立轴转桨式水轮发电机组。电站控制采用计算机监控系统。电站开发方式为河床式，厂房为半封闭式高大厂房。

电站主厂房分为三层：发电机层、水轮机层和水机操作廊道层。发电机层主机段下游侧布置主变室和开关站；水轮机层下游侧从上到下依次布置有母线开关廊道和供水设备廊道。副厂房位于主厂房安装间下游侧，与主变室并排布置。空压机室位于安装间上游侧，油库、油处理室位于空压机室正下方，与大机水轮机层高程一致。

2 通风设计参数

2.1 室外(根据大渡河下游乐山市气象站历年观测资料统计)

安谷水电站工程下游距乐山市区约15 km，其室外气象参数采用乐山气象站的气象资料。

多年平均气温： 17.2 ℃

极端最高气温： 38.1 ℃

极端最低气温： -4.3 ℃

历年最冷月平均气温(1月)： 7.1 ℃

历年最热月平均气温(7月)： 26 ℃

夏季通风计算温度(干球)： 29 ℃

夏季通风计算相对湿度： 69%

冬季通风计算温度(干球)： 7 ℃

2.2 室 内

主厂房内各主要房间夏季室内空气设计参数见表1。

表1 夏季主厂房室内空气设计参数表

3 通风系统的设计

该电站为河床式地面厂房，受上游洪水位影响，主厂房上游侧不具备开窗条件；电站发电机层下游侧布置有主变运输通道，下游侧相隔7 m布置有副厂房、主变室和GIS室，使得厂房下游侧开窗条件很有限，自然进风面积不能满足电站生产运行需要。因此，电站主厂房通风系统设计为自然进风、机械进风与机械排风相结合的通风方式。对于送、排风风量全厂统筹考虑，按排除主厂房余热、余湿的需要通过计算确定各部位的送风量和排风量。电站主厂房总通风量约为62×104m3/h。

3.1 主厂房送风系统

除由进厂大门自然进风外，在主厂房主机段上游侧设置轴流风机向发电机层射流送风，总送风量为331 800 m3/h。送风口的安装高度在距发电机层地面6 m左右，以保证工作区基本处于回风区。

3.2 主厂房排风系统

主厂房排风系统气流组织为：

(1)发电机层排风系统。

进入发电机层的新风吸热后大部分经楼梯间和主机段上游侧安装的轴流风机进入水轮机层；另一部分进入安装间上游侧空压机室，改善空压机室空间的温湿度环境后由安装在空压机室风道上方的混流风机排至室外大气。

(2)水轮机层排风系统。

进入水轮机层的新风横穿水轮机层后分别在负压的作用下进入母线开关廊道、小机供水设备廊道和油库、油处理室。

(3)母线开关廊道排风系统。

在母线开关廊道下游侧设通风道，通风道上方设排风排烟两用风机箱，引导水轮机层空气进入下游侧母线开关廊道，再进入下游侧排风道，由与排风道相连的风机箱排出厂外。

(4)小机供水设备廊道排风系统。

小机供水设备廊道采用从水轮机层自然进风、机械排风的通风方式：在供水设备廊道埋设风管至厂外，在风管末端装设轴流风机，将廊道内的空气引至厂外。

(5)透平油油库、油处理室。

透平油油库、油处理室的通风量按照6次/h换气计算，设计风量约为2×104m3/h。透平油油库、油处理室由防火风口从水轮机层自然补入新风。在油库、油处理室风道上方设防爆轴流风机，引导来自水轮机层的空气进入透平油油处理室、油库，再由与排风道相连的风机排出厂外。

(6)供水设备室排风系统。

供水设备室和母线开关廊道通过楼梯间相连，在供水设备室下游侧设通风道，通风道上方设4台离心式风机箱，引导来自母线开关廊道的空气进入供水设备室，再进入下游侧排风道，由与排风道相连的4台风机箱排出厂外。

(7)水机操作廊道通风系统。

水机操作廊道与供水设备室通过楼梯间相连，机组尾水管进人廊道由供水设备室前端廊道进入，在机组尾水管进人廊道和水机操作廊道之间设4台轴流风机，引导供水设备室的空气进入水机操作廊道。

在水机操作廊道水泵房顶板上设射流风机，对水泵房送风，以解决水泵房的潮湿问题。

(8)电梯井道通风系统。

为了方便交通和运送简单的维修工具，在安谷水电站厂房上下游混凝土坝体内共设置了3部电梯。只有顶层电梯与坝体外部相通，其余门厅均与厂房内部各层相通，电梯井道约长30～40 m；由于夏季水库水温较低，坝体与水库进行热交换后井道壁温度基本上与水库水温相当，而此时外界空气受大面积水体影响，空气湿度很大，水蒸汽基本处于饱和状态，空气中的水蒸汽很容易在井壁上结露，如果井道内通风不良，甚至会出现起雾现象。由于电梯井内安装有电梯轨道、缓冲器、防护开关及电器元件，如果井内过于潮湿，轨道、缓冲器很容易生锈，防护开关和电器元件也容易受潮和损坏，将会严重威胁电梯的安全运行。

鉴于造成井道潮湿的原因是进入井道内的空气过于潮湿和通风不良，笔者考虑从以下两方面入手解决井道的潮湿问题：(1)加强井道的通风；(2)降低进入井道的空气湿度。具体措施如下：在电梯井底部设风口，通过风管与装在电梯井外部的风机相连。如此实施，空气进入机房、吸收机房余热后，会在负压作用下通过机房与电梯井之间的缆绳孔等孔洞进入电梯井，贯穿电梯井后由设于电梯井底部的风口及装在电梯井外部的风机排出，从而降低电梯井道内的空气湿度。由于井道尺寸较小，大约为2 m×2 m，一边布置有门，门两侧的墙壁上布置有轨道，能够布置风口的地方只有门对面的那堵墙。受井道混凝土墙厚度限制，笔者使用两台小型轴流风机，根据情况可一主一备运行，也可同时运行，同时运行时井道内的换气次数为30次/h，一主一备运行时井道内的换气次数为15次/h，；风机与电梯联动，电梯运行时风机停运，夏季风机常开，其余季节视情况而定。

4 防火与排烟

厂房内任何一个场所发生火灾时消防自动报警系统感应并发出报警信号，消防控制系统直接联动控制关停与该场所有关的所有通风空调系统的送排风系统；火灾结束后，再投入与该场所有关的送风、排风系统。

为防止火灾时烟气蔓延，对所有可能发生火灾的通风房间或场所，如电气设备用房、电缆层、油库、油处理室等，在其进、排风口均设置自动关闭的常开防火阀。穿越防火分区的风管或土建风道至少在一侧设置常开防火阀隔断。

油罐室、油处理室的排风机采用防爆型风机，厂房内排风系统兼作事故排烟系统。

5 通风空调系统的运行控制与调节

通风系统根据电站自动化要求采用“少人值守”设计，全厂主要通风空调设备可同时现地手动或自动控制，并在现地设有自动保护和连锁。

该电站通风系统按室外夏季通风计算温度为29 ℃、5台机组同时运行的情况进行设计。当季节和厂内机组运行情况有变化时，可以通过改变运行风机的台数改变各部分的温度、湿度。春、秋季的晚上和冬季一般不需要启动排风机。

6 结 语

安谷水电站已于2015年完工，通风系统经过一年时间的运行期，通风设备各项性能基本正常，厂内各区域的温度湿度均满足设计要求。