水泥工厂配电室通风设计探讨.docx

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水泥工厂配电室通风设计探讨

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摘要:依据通风换气次数进行水泥工厂配电室通风设计,有一定的局限性,可能存在不能满足排除配电室发热量需求的现象。本文通过理论计算和实际案例分析,简要介绍了配电室发热量估算、散热通风量计算、实际通风量效果验证方法,总结了水泥工厂各配电室通风设计的一般做法,从而使水泥工厂通风设计更合理和完善,使配电室通风满足散热需求。

关键词:通风?水泥工厂?配电室

1、引言

配电室是水泥工厂各类用电设备供配电及控制中心,配电室内电气设备是否正常工作直接关系到水泥工厂是否安全、稳定运行;而配电室内设备对温度非常敏感,因而配电室通风设计显得尤为重要。在配电室内,无论是变压器、配电柜,还是电缆等其它电气设施,在运行过程中,都会产生热量;当温度较高时,就会影响设备的使用效率,甚至造成设备故障;良好的通风,有助于温度的降低、湿气的排出,使配电室保持干燥,设备能充分发挥其使用效率。

在一些设计参考资料和文献中,规定了变压器室夏季的排风温度不宜高于45℃,进风和排风的温差不宜大于15℃;规定了高压开关柜室通风换气次数12次/h,低压配电室通风换气次数6~12次/h,车间控制室通风换气次数4次/h,电容器室12次/h,电除尘器整流室6~12次/h。然而对于不同地区、不同规模的水泥工厂而言,因环境温度的不同、配电室设备配置类型和数量的不同,仅按换气次数粗略估算房间的通风量是不完善的,也可能存在不能满足排除配电室发热量需求的现象。因此本文结合我公司水泥工厂配电室通风设计做法,查阅和学习众多相关权威技术资料,系统而全面地梳理、总结了水泥工厂配电室发热量估算、散热通风量计算、实际通风量效果验证方法,从而使通风设计更合理和完善,使配电室通风满足散热需求,实现了配电室通风设计经济、节能和高效性。

2、配电室发热量估算

水泥工厂配电室电气设备种类繁多:有电力变压器、低压开关柜、变频柜、软起柜、直流屏、DCS柜、UPS柜、中压开关柜、电力电缆等;根据相关规范及设备厂家资料查得配电室各电气设备发热损耗经验值如表1(因电力变压器单独房间设置,配电室发热量估算暂不予考虑)。

电缆的散热量可由载流电缆的损耗求出,损耗功率以一年最热季节中可能产生的最大损耗进行计算。一条芯电缆的损耗功率?W;沟道内N根电缆的损耗功率?W。式中为电缆运行时平均温度为50℃时电缆芯电阻率,,对于铜芯电缆,,对于铝芯电缆,。为一条电缆的计算负荷电流,;为电流参差系数,可取0.85~0.95;为电缆芯截面,;为电缆长度,。

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3、通风量计算

3.1、配电室所需散热通风量的计算

根据配电室总发热量计算配电室所需设计通风量的计算式为:。式中,为通风量,;为通风散热量有效系数;为配电室总发热量,;为空气密度,常温下为1.185;为空气的质量热容一般取1;为配电室内的温度;为室外空气温度。

3.2、实际通风量效果验证估算

按热压通风计算原理,通风量计算式为:

。式中,为通风量,;为排气口空气密度;为室外空气密度;为进风口开口的流量系数;为进风口开口面积;为出风口开口的流量系数;为出风口开口面积;为重力加速度,9.8;为进、出风口中心竖向高差。

通过3.1及3.2对通风量计算,若实际通风量大于或等于配电室所需散热通风量,则采取的通风措施满足配电室通风要求,否则需增强实际通风量。

4、设计案例

4.1、配电室散热量计算

以某水泥工厂包散装配电室为例,进行散热量计算。配电室长为16.5米,宽7.0米,高为4.5米,内有低压进线柜1台,低压馈电柜18台,低压电容补偿柜350kVar,DCS柜8台,主电力电缆122根。由以上数据经估算该水泥厂包散装配电室电气设备散热总量为66535。

4.2、配电室夏季所需通风量计算

参考《采暖通风与空气调节设计规范》中附录F自然通风计算规定,查表计算得通风散热量有效系数=0.511=0.5;低压柜使用允许上限环境温度约为35℃~40℃,室内温度取35℃;室外空气温度的取值,按照相关规范规定:夏季通风室外计算温度应采用历年最热月14时的月平均温度的平均值;查相关设计资料可知该水泥工厂所在地最热月平均温度为28℃。据此,计算该配电室夏季散热通风量为3943。

4.3、配电室通风设计方案

该配电室正面窗户下方设置混凝土预制花格窗,长1.5米,宽0.3米,共3个,为配电室进风口;后墙设置PVC百叶窗,长3.0米,宽0.9米,共4个,为配电室出风口。

4.4、设计通风量效果核算

忽略湿度影响,室外空气密度为取28℃的干空气密度1.173;排气口空气密度取35℃的干空气密度1.146;进风口开口面积约为1.215;出风口开口面积约为10.3;

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