火力发电厂单元控制室空调系统设计的思考.doc

火力发电厂单元控制室空调系统设计的思考刘明涛（江苏省电力公司 电力设计院，江苏 南京 210024） 　 摘 要：对火力发电厂单元控制室空调系统设计中空调负荷的计算、设备的选择、防火排烟以及自动控制等问题进行了分析，指出在单元控制室空调系统设计中应注意的一些问题。关键词： 单元控制室； 空气调节； 设计； 防火排烟 1 引言火力发电厂的单元控制室是全厂的中枢神经，其运行的安全性直接关系到整个电厂甚至是电网的安全性。除了工艺系统的安全稳定性外，作为确保单元控制室内温湿度的空调系统，其运行的安全和稳定性也就显得尤为重要。随着DCS系统的广泛运用，工艺设备对环境的依赖程度也越来越大；人们对工作和生活环境的室内空气品质也越来越关注；空调系统的热力稳定性和节能要求；自动气体喷雾灭火的应用等，这些都对空调系统提出了新的要求。本文旨在通过对现有空调系统设计中在空调负荷计算、空调设备的选择、空调系统与消防系统的联锁控制以及空调系统的防火排烟等问题的重新思考，提出在新形势下空调系统的设计应注意的一些问题。2 空调系统的负荷为了克服以往片面扩大空调系统容量，导致空调系统大部分时间都在低负荷运行，既不节能，又浪费系统的初投资，国家以强制性条文明确了空调负荷必须经过详细计算确定。单元控制室空调负荷包括：单元控制室内的热湿负荷；新风负荷；系统的附加负荷，其中室内热湿负荷包括：围护结构冷负荷；照明设备、电子仪表及电气设备的散热量；人体散热量和散湿量等。2.1 围护结构冷负荷围护结构冷负荷有多种计算方法，对于火力发电厂单元控制室而言，由于它位于主厂房内、空调系统全年24h运行、室内设备发热量大而且相对稳定，围护结构传热负荷占空调负荷的比重只占25％～30％，采用稳定传热的计算方法来计算围护结构的空调负荷引起的误差在工程允许的范围内。在使用稳定传热方法进行计算时，有4个问题应引起注意：1）围护结构的传热系数，为了提高建筑的热容量，增加空调系统的稳定性，节约空调系统的运行费用，应与建筑专业一道控制围护结构的传热系数，必要时应采取保温隔热措施；2）传热温差，由于单元控制室所处的热环境，应考虑5~10℃的附加温差；3）注意围护结构传热，应考虑由于“热桥”而产生的附加热负荷；4）应要求将电缆进出电子设备柜的孔洞在电缆安装完毕后，进行必要的封堵，避免夹层内的热空气通过安装孔进入电子设备表盘内，导致空调负荷增加。2.2 照明设备、电子仪表及电气设备发热量单元控制室和电子设备间内布置有大量的电子设备和继电器盘柜，一般地应通过工艺专业向设备制造商索取设备发热量资料。在无工艺资料时，可按下述方法进行估算。照明负荷由于节能型高效灯具的使用，耗用功率也较以前有所降低，可按20W/m2计算。采用DCS、DEH控制系统后，计算机、电子设备盘柜和电气继电器盘柜的安装功率已降低，且设备的效率也显著提高，因此设备发热量减少。对于300MW发电机组，单元控制室一般安装10台监视器、10台主机，工程师室设置4~6台计算机，计算机及其UPS电源的耗电功率按1.0kW/台计算；锅炉和汽机的电子设备间的DCS和DEH盘柜安装功率为25kW；锅炉动力室设置的主要是阀门的执行机构，均为间歇工作，因此尽管安装功率可能达到20kW，实际使用的功率很小；电气继电器盘柜耗电功率不大于400W/面，一般单台机组设置有30面盘。根据上述设置，300MW机组的单元控制室设备发热量不超过80kW。2.3 人体散热量和人体散湿量单元控制室空调系统的人体负荷除了要考虑单元控制室内的值班人员外，还应考虑交接班时人员数量增加的负荷附加。具体计算可按相关设计手册上提供的计算方法进行。2.4 新风负荷空调系统的新风主要是满足运行人员的卫生要求并维持空调房间5～10Pa的正压。根据《工业设计卫生标准》，新风标准为30～50m3/h·人；维持室内正压所需的风量，在已知门窗面积及其形式时，可通过缝隙计算法确定，在系统较小时，也可进行简化计算，即将回风量控制在送风量的90％。由于单元控制室内的运行人员人数较少，且电子设备间和电气继电器室一般没有工作人员，按总风量的10％考虑新风量已能满足运行人员的卫生要求。空调系统的新风负荷是随着系统的送风量不同而变化的，因此为节约能量，在系统的选择时，在满足最小换气次数的前提下，应尽量加大送风温（焓）差，减少送风总量，从而减少新风量，降低空调负荷；同时减少了送风量，也使得风机的功率降低，减少了风机的能耗。在大温差送风状态下，要解决的主要是防止风管和风口结露等问题。2.5 空调系统冬季热负荷单元控制室空调系统冬季热负荷主要包括围护结构的传热负荷和空调系统的新风加热负荷，围护结构的负荷计算方法与空调冷负荷计算方法相同。在设备调试阶段和设备检修阶段空调系统必须能