海上风电场升压站空调系统浅析

范京申

中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 浙江杭州 311122

海上升压站是海上风电场电力外送的重要设施，其安全稳定运行是海上风电场安全运行的重要保障。空调系统的选择对升压站的布置、业主的投资、项目建成后的检修、维护起到关键影响[1]。

与陆上升压站比较，海上升压站主要具有如下特点：

（1）多数海上升压站距海岸线20～30km，有的甚至更远，只能依靠轮渡或者飞机，受天气（大雾、潮汐、大风等）影响较大。

（2）升压站上平时无人停留，仅在需要检修时才有工作人员进入，升压站整体定义为“无人值守平台”。

（3）海上空气含盐雾量高。

（4）周围没有可直接利用的淡水资源。

（5）平台主要用于摆放电气设备。

结合上述特点，在通风空调系统设计中针对性的满足以下原则：

（1）在设计中，应尽量选用小巧轻便的设备，避免选用体积大、重量重的设备，以便后期设备检修、更换、运输。

（2）针对无人值守这个特点，通风空调系统应简单、可靠（设备100%备用）、检修维护工作量少，可远程监控。

（3） 空气中盐雾含量高，设备易受腐蚀、易损坏。室外空气需要经过可靠且过滤效率高的除盐雾设备处理送入电气房间，使电气房间维持正压，避免受到盐雾腐蚀，设备损坏，缩短使用寿命。

（4） 在通风空调系统设计中，应尽量避免使用淡水。

（5）考虑升压站内布置了大量电气设备，应尽量避免水管穿越电气设备用房，以免漏水损坏电气设备。

1 空调系统

结合常用的空调形式及海上升压站特点，空调系统有以下几种方案可供选择：

方案一：风冷单元式分体空调。每个房间空调设备独立设置且考虑100%备用。室外机就近布置于室外设备平台。

方案二：水冷（海水）集中空调系统。制冷主机选用海水源冷水机组，冷冻水出水温度7℃，末端选用风机盘管空调器，空调器100%备用。主机与末端之间采用冷冻水管连接，需单独设置制冷机房，机房内设备包括：冷水机组、冷却水泵（海水）、冷冻循环水泵、水处理装置、定压装置、补水装置等，水系统由冷却水系统和冷冻水系统组成。冷水机组及水泵的均考虑100%备用。

方案三：风冷集中空调系统。主机选用风冷制冷机组，提供7℃冷冻水，末端采用风机盘管空调器，空调器100%备用。主机与末端采用冷冻水管连接，风冷制冷机组设于室外，水系统为冷冻水系统，需要设置冷冻水泵、水处理装置、定压补水装置等。风冷制冷机组、水泵均考虑100%备用。

针对上述三种方案，分析如下：

分体空调方案的优缺点

1.1 优点

（1）安装快捷、调试简单。可大大减少安装工作量，节省工期。

（2）可以分区设置，独立运行，彼此间互不干扰。

（3）由于采用的是直接式氟利昂压缩制冷，无二次冷却，制冷效果好，冷源利用率高。

（4）调试工作量小，一旦调试结束即可稳定运行，可靠性强。

（5）无空调水管穿越电气设备房间，不存在漏水的隐患。

（6）室内外机间通过紫铜管连接，外加保温，冷量损失少。

（7）控制系统简单，可以根据不同场所的需要，独立控制机组的运行工况，且空调机组间互不影响。

1.2 缺点

（1）需要预留室外机位置，对平台外观有一定的影响。

（2）集中空调方案的优缺点

1.3 优点

（1）所有的制冷四大部件都集中在冷水机组上，制冷设备故障点少。

（2）由于制冷机组集中放置，室外机数量少，对平台外观的影响小。

1.4 缺点

（1）空调有压水管进入各电气设备房间，存在漏水隐患，会危及电气设备的使用，也与现有规范不符。

（2）对冷水机组和空调水泵的可靠性要求高，一旦出现故障将危及整个空调系统的正常运行。

（3）平台需增加制冷机房来布置冷冻机组、空调水泵、定压装置等，对升压站布置及结构有一定影响。

（4）施工工期长，需要额外增加定压和补水装置、冷媒水泵等，空调系统水管管路复杂，设备安装、调试工作量大。若调试时水系统不平衡，将导致局部房间制冷效果不好，无法满足电气运行环境温度要求。

（5）后期维护工作量大，需要定期补淡水，水系统设备、管路、阀门等，均需定期检修、维护。

2 结语

综上所述，分体空调方案最灵活、简单，但室外设有较多的空调器室外机，对升压站整体外立面的美观有一定影响。水冷（海水）集中空调方案最复杂，对设备防腐要求高，运行维护工作量大，对运维人员相关专业知识要求高，有水管进入电气设备用房，存在漏水的危险，附属配套设备较多，且近海海水水质普遍较差，需配置高效、稳定的海水处理装置。但由于海水温度一般低于普通冷却塔出水温度，制冷机组能效比相应较高[2-3]。风冷集中空调比水冷集中空调简单，但仍需要冷冻水泵和定压补水装置，水管进入电气设备用房，存在漏水的危险，风冷制冷机组的能效比高于分体空调器，低于海水源制冷机组。尽管分体空调方案对升压站美观有一定影响，但无需专用制冷机房，占用平台空间少，初投资低，运维简单，控制方便，可靠性强，宜优先采用分体空调的方案，且目前江苏地区已建成的海上升压站项目空调方案主要为分体空调方案。