摘 要:對火力發(fā)電廠單元控制室空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中空調(diào)負(fù)荷的計算、設(shè)備的選擇、防火排煙以及自動控制等問題進(jìn)行了分析,指出在單元控制室空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)注意的一些問題。
關(guān)鍵詞:【加濕器 】【防潮箱】【防潮柜】【防爆除濕機(jī)】【防爆空調(diào)】【工業(yè)冷水機(jī)】【低濕除濕機(jī)】【高溫除濕】【抽濕機(jī)】【超聲波加濕器】【離心加濕器】【特種除濕機(jī)】【升溫除濕機(jī)】【防爆除濕機(jī)】【管道除濕機(jī)】【特種空調(diào)】【工業(yè)空調(diào)】【濕膜柜機(jī)加濕器】【實(shí)驗(yàn)設(shè)備】【機(jī)房空調(diào)】【空氣處理設(shè)備】【精密空調(diào)】【機(jī)房專用加濕器】【除濕機(jī)】【工業(yè)除濕機(jī)】【恒溫恒濕機(jī)】【精密空調(diào)】【機(jī)房空調(diào)】【空氣凈化器】【加濕器】【工業(yè)加濕器】【抽濕機(jī)】【工業(yè)抽濕機(jī)】【干燥機(jī)】【調(diào)溫除濕機(jī)】【升溫除濕機(jī)】【防爆除濕機(jī)】【管道除濕機(jī)】【除濕機(jī)常識】【除濕機(jī)原理】【除濕機(jī)功能】【加濕器用途】【除濕機(jī)用途】【空氣處理設(shè)備】【冷干機(jī)】【轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)】【UPS不間斷電源】 0571-81554072 13735401020 0571-85041020(傳真) QQ:16578535 何生
1 引言
火力發(fā)電廠的單元控制室是全廠的"中樞神經(jīng)",其運(yùn)行的安全性直接關(guān)系到整個電廠甚至是電網(wǎng)的安全性。除了工藝系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性外,作為確保單元控制室內(nèi)溫濕度的空調(diào)系統(tǒng),其運(yùn)行的安全和穩(wěn)定性也就顯得尤為重要。隨著DCS系統(tǒng)的廣泛運(yùn)用,工藝設(shè)備對環(huán)境的依賴程度也越來越大;人們對工作和生活環(huán)境的室內(nèi)空氣品質(zhì)也越來越關(guān)注;空調(diào)系統(tǒng)的熱力穩(wěn)定性和節(jié)能要求;自動氣體噴霧滅火的應(yīng)用等,這些都對空調(diào)系統(tǒng)提出了新的要求。本文旨在通過對現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中在空調(diào)負(fù)荷計算、空調(diào)設(shè)備的選擇、空調(diào)系統(tǒng)與消防系統(tǒng)的聯(lián)鎖控制以及空調(diào)系統(tǒng)的防火排煙等問題的重新思考,提出在新形勢下空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)注意的一些問題。
2 空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷
為了克服以往片面擴(kuò)大空調(diào)系統(tǒng)容量,導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)大部分時間都在低負(fù)荷運(yùn)行,既不節(jié)能,又浪費(fèi)系統(tǒng)的初投資,國家以強(qiáng)制性條文明確了空調(diào)負(fù)荷必須經(jīng)過詳細(xì)計算確定。
單元控制室空調(diào)負(fù)荷包括:單元控制室內(nèi)的熱濕負(fù)荷;新風(fēng)負(fù)荷;系統(tǒng)的附加負(fù)荷,其中室內(nèi)熱濕負(fù)荷包括:圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷負(fù)荷;照明設(shè)備、電子儀表及電氣設(shè)備的散熱量;人體散熱量和散濕量等。
2.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷負(fù)荷
圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷負(fù)荷有多種計算方法,對于火力發(fā)電廠單元控制室而言,由于它位于主廠房內(nèi)、空調(diào)系統(tǒng)全年24h運(yùn)行、室內(nèi)設(shè)備發(fā)熱量大而且相對穩(wěn)定,圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱負(fù)荷占空調(diào)負(fù)荷的比重只占25%~30%,采用穩(wěn)定傳熱的計算方法來計算圍護(hù)結(jié)構(gòu)的空調(diào)負(fù)荷引起的誤差在工程允許的范圍內(nèi)。
在使用穩(wěn)定傳熱方法進(jìn)行計算時,有4個問題應(yīng)引起注意:1)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù),為了提高建筑的熱容量,增加空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,節(jié)約空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用,應(yīng)與建筑專業(yè)一道控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù),必要時應(yīng)采取保溫隔熱措施;2)傳熱溫差,由于單元控制室所處的熱環(huán)境,應(yīng)考慮5~10℃的附加溫差;3)注意圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱,應(yīng)考慮由于“熱橋”而產(chǎn)生的附加熱負(fù)荷;4)應(yīng)要求將電纜進(jìn)出電子設(shè)備柜的孔洞在電纜安裝完畢后,進(jìn)行必要的封堵,避免夾層內(nèi)的熱空氣通過安裝孔進(jìn)入電子設(shè)備表盤內(nèi),導(dǎo)致空調(diào)負(fù)荷增加。
2.2 照明設(shè)備、電子儀表及電氣設(shè)備發(fā)熱量
單元控制室和電子設(shè)備間內(nèi)布置有大量的電子設(shè)備和繼電器盤柜,一般地應(yīng)通過工藝專業(yè)向設(shè)備制造商索取設(shè)備發(fā)熱量資料。在無工藝資料時,可按下述方法進(jìn)行估算。
照明負(fù)荷由于節(jié)能型高效燈具的使用,耗用功率也較以前有所降低,可按20W/m2計算。
采用DCS、DEH控制系統(tǒng)后,計算機(jī)、電子設(shè)備盤柜和電氣繼電器盤柜的安裝功率已降低,且設(shè)備的效率也顯著提高,因此設(shè)備發(fā)熱量減少。對于300MW發(fā)電機(jī)組,單元控制室一般安裝10臺監(jiān)視器、10臺主機(jī),工程師室設(shè)置4~6臺計算機(jī),計算機(jī)及其UPS電源的耗電功率按1.0kW/臺計算;鍋爐和汽機(jī)的電子設(shè)備間的DCS和DEH盤柜安裝功率為25kW;鍋爐動力室設(shè)置的主要是閥門的執(zhí)行機(jī)構(gòu),均為間歇工作,因此盡管安裝功率可能達(dá)到20kW,實(shí)際使用的功率很;電氣繼電器盤柜耗電功率不大于400W/面,一般單臺機(jī)組設(shè)置有30面盤。根據(jù)上述設(shè)置,300MW機(jī)組的單元控制室設(shè)備發(fā)熱量不超過80kW。
2.3 人體散熱量和人體散濕量
單元控制室空調(diào)系統(tǒng)的人體負(fù)荷除了要考慮單元控制室內(nèi)的值班人員外,還應(yīng)考慮交接班時人員數(shù)量增加的負(fù)荷附加。具體計算可按相關(guān)設(shè)計手冊上提供的計算方法進(jìn)行。
2.4 新風(fēng)負(fù)荷
空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)主要是滿足運(yùn)行人員的衛(wèi)生要求并維持空調(diào)房間5~10Pa的正壓。根據(jù)《工業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》,新風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)為30~50m3/h·人;維持室內(nèi)正壓所需的風(fēng)量,在已知門窗面積及其形式時,可通過縫隙計算法確定,在系統(tǒng)較小時,也可進(jìn)行簡化計算,即將回風(fēng)量控制在送風(fēng)量的90%。由于單元控制室內(nèi)的運(yùn)行人員人數(shù)較少,且電子設(shè)備間和電氣繼電器室一般沒有工作人員,按總風(fēng)量的10%考慮新風(fēng)量已能滿足運(yùn)行人員的衛(wèi)生要求。
空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)負(fù)荷是隨著系統(tǒng)的送風(fēng)量不同而變化的,因此為節(jié)約能量,在系統(tǒng)的選擇時,在滿足最小換氣次數(shù)的前提下,應(yīng)盡量加大送風(fēng)溫(焓)差,減少送風(fēng)總量,從而減少新風(fēng)量,降低空調(diào)負(fù)荷;同時減少了送風(fēng)量,也使得風(fēng)機(jī)的功率降低,減少了風(fēng)機(jī)的能耗。在大溫差送風(fēng)狀態(tài)下,要解決的主要是防止風(fēng)管和風(fēng)口結(jié)露等問題。
2.5 空調(diào)系統(tǒng)冬季熱負(fù)荷
單元控制室空調(diào)系統(tǒng)冬季熱負(fù)荷主要包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱負(fù)荷和空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)加熱負(fù)荷,圍護(hù)結(jié)構(gòu)的負(fù)荷計算方法與空調(diào)冷負(fù)荷計算方法相同。在設(shè)備調(diào)試階段和設(shè)備檢修階段空調(diào)系統(tǒng)必須能夠維持室內(nèi)溫度,因此在計算空調(diào)系統(tǒng)的熱負(fù)荷時,一般不考慮室內(nèi)設(shè)備的散熱量。
機(jī)組正常運(yùn)行時,在長江流域冬季單元控制室空調(diào)熱負(fù)荷較夏季空調(diào)冷負(fù)荷要小得多,從節(jié)能的角度出發(fā),在滿足房間最小換氣次數(shù),滿足運(yùn)行人員的衛(wèi)生舒適要求前提下,冬季空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)量應(yīng)盡量減少,既減少風(fēng)機(jī)的能耗,又能降低新風(fēng)負(fù)荷。鑒于目前選用的空調(diào)設(shè)備的定轉(zhuǎn)速風(fēng)機(jī),風(fēng)量調(diào)節(jié)依靠控制風(fēng)閥的開度實(shí)現(xiàn),調(diào)節(jié)風(fēng)量的范圍較小且不節(jié)能,因此應(yīng)選擇變頻控制的風(fēng)機(jī)。
3 空調(diào)設(shè)備的選擇
空調(diào)設(shè)備是空調(diào)系統(tǒng)的核心設(shè)備,它的性能的好壞將直接影響到空調(diào)系統(tǒng)的安全性和可靠性,因此在《火力發(fā)電廠采暖通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)設(shè)計技術(shù)規(guī)定》(以下簡稱《暖規(guī)》)中明確要求單元控制室空調(diào)系統(tǒng)的空氣處理設(shè)備必須設(shè)置備用,在實(shí)際工作中,可采用2×100%或3×50%的配置。
根據(jù)電廠的冷源情況,可分為直接蒸發(fā)冷卻式空調(diào)設(shè)備和表面冷卻式空調(diào)設(shè)備兩種。
3.1 直接蒸發(fā)冷卻式空調(diào)機(jī)
直接蒸發(fā)式冷卻是指利用制冷設(shè)備的蒸發(fā)器冷卻空調(diào)系統(tǒng)的循環(huán)空氣。根據(jù)制冷系統(tǒng)使用的冷卻介質(zhì)不同,又可分為風(fēng)冷式和水冷式兩種,按冬季供熱方式又有單冷式和熱泵式之分。目前常用的直接蒸發(fā)冷卻的空調(diào)設(shè)備有水冷恒溫恒濕空調(diào)機(jī)、風(fēng)冷恒溫恒濕空調(diào)機(jī)、屋頂式空調(diào)機(jī)。
3.1. 1 水/風(fēng)冷恒溫恒濕空調(diào)機(jī)
目前,空調(diào)設(shè)備廠提供的水/風(fēng)冷恒溫恒濕機(jī)其溫度控制精度在±0.5℃,相對濕度控制精度在±5%,為了實(shí)現(xiàn)這樣高的控制精度,制造商選用電加熱器作為加熱的主要手段,既可作為夏季再熱的熱源,又可作為冬季加熱熱源。為了達(dá)到溫度控制精度,設(shè)置輔助電熱裝置是必要的,但作為冬季空調(diào)系統(tǒng)的熱源,對長江流域的火力發(fā)電廠不是一種很好的選擇,其主要原因如下:
(1)單元控制室空調(diào)系統(tǒng)的溫濕度控制精度并不需要這么高!痘鹆Πl(fā)電廠熱工自動化設(shè)計技術(shù)規(guī)定》和《火力發(fā)電廠電子計算機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)定》中規(guī)定電子設(shè)備間(計算機(jī)室)的室內(nèi)溫度18~25℃、溫度變化率小于5℃/h、相對濕度45%~65%。
(2)長江流域冬季室外最低溫度一般處在-10~-5℃、相對濕度處在60%~70%之間,由于單元控制室空調(diào)機(jī)房位于主廠房區(qū)域,室外的氣象條件又有所改善,且冬季空調(diào)負(fù)荷較夏季負(fù)荷有很大程度的降低,風(fēng)冷熱泵機(jī)組在火力發(fā)電廠單元控制室空調(diào)系統(tǒng)中使用是完全可行的。對于水源熱泵系統(tǒng),由于電廠的工業(yè)水水源充足,且冬季循環(huán)水水溫也能維持在較高的溫度,只要解決好水源的水質(zhì)問題,水源熱泵系統(tǒng)在電廠空調(diào)系統(tǒng)中的運(yùn)用前景是十分廣闊的。
(3)火力發(fā)電廠有充分的熱源可供利用,應(yīng)該選用管道式加熱器、盤管加熱器實(shí)現(xiàn)冬季加熱,這樣才符合能源有效性使用的原則。
盡管采用熱泵供熱和熱水加熱給溫度控制帶來一些困難,但對于火力發(fā)電廠單元控制室來講,這樣的精度是可以接受的,因此在選擇恒溫恒濕機(jī)組時,應(yīng)在技術(shù)規(guī)范書中明確冬季的供熱方式,盡可能采用熱泵運(yùn)行或另設(shè)加熱盤管。
3.1.2 屋頂式空調(diào)機(jī)
屋頂式空調(diào)機(jī)是將處理空氣的各種功能段根據(jù)設(shè)計需要進(jìn)行有機(jī)地組合,其中空氣冷卻段是利用風(fēng)冷式熱泵機(jī)組的直接蒸發(fā)盤管對循環(huán)空氣進(jìn)行降溫、去濕處理,由于其它功能段可以對空氣進(jìn)行加濕、過濾、補(bǔ)充加熱及加壓功能,屋頂式空調(diào)機(jī)在沒有集中冷源的情況下,是一個很好的選擇。
3.2 表冷式空調(diào)設(shè)備
表面冷卻式空調(diào)設(shè)備主要是指利用制冷站提供的空調(diào)冷水通過表面式冷卻盤管處理空調(diào)系統(tǒng)的循環(huán)空氣。按處理功能的不同,可分為變風(fēng)量柜式空調(diào)機(jī)和組合式空調(diào)機(jī)組。變風(fēng)量柜式空調(diào)機(jī)選用的是外轉(zhuǎn)子風(fēng)機(jī),其風(fēng)量和風(fēng)壓有一定的限制,它用在處理風(fēng)量在30000m3/h以下的場合,可以節(jié)約空調(diào)機(jī)房的面積,簡化系統(tǒng)的設(shè)計,但它的調(diào)節(jié)手段較少,對空氣的過濾處理一般只有一級初效過濾,因此在大量使用新風(fēng)的系統(tǒng)中應(yīng)再增設(shè)一套新風(fēng)過濾設(shè)備。組合式空調(diào)機(jī)是將處理空氣的各種功能段根據(jù)設(shè)計需要進(jìn)行有機(jī)地組合,從而實(shí)現(xiàn)對空調(diào)系統(tǒng)的循環(huán)空氣進(jìn)行全面處理,由于其選用的是空調(diào)用離心風(fēng)機(jī),風(fēng)量和風(fēng)壓選擇的范圍廣,因而在全空氣空調(diào)系統(tǒng)中得到廣泛的運(yùn)用,其缺點(diǎn)就是機(jī)房的占地面積較大。
3.3 選擇空調(diào)設(shè)備時應(yīng)注意的問題
根據(jù)空調(diào)冷熱源供應(yīng)情況確定空調(diào)設(shè)備的類型后,選擇具體的空調(diào)設(shè)備時,應(yīng)注意以下的幾個問題。
3.3.1空調(diào)設(shè)備的熱濕處理能力
從濕空氣的焓-濕圖上,我們可以清晰地看到空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷、新風(fēng)負(fù)荷和空調(diào)房間的室內(nèi)熱濕負(fù)荷之間的關(guān)系。

根據(jù)空調(diào)房間內(nèi)的熱濕負(fù)荷情況,確定熱濕比:

式中ε——空調(diào)房間內(nèi)的熱負(fù)荷與濕負(fù)荷之比,kJ/kg;
∑Q——空調(diào)房間室內(nèi)總顯熱負(fù)荷,kW;
W ——空調(diào)房間室內(nèi)總濕負(fù)荷,g/h。
在焓—濕圖上,經(jīng)過室內(nèi)空氣狀態(tài)點(diǎn)的熱濕比線與相對濕度為95%的相對濕度線的交點(diǎn)就是理論上的最大送風(fēng)溫差點(diǎn),如下圖中的狀態(tài)點(diǎn)2,但由于風(fēng)機(jī)的動力作用、風(fēng)管系統(tǒng)的保溫效果等因素的影響,導(dǎo)致空調(diào)房間送風(fēng)口的溫度比狀態(tài)點(diǎn)2提高了一個D t即達(dá)到圖1中的狀態(tài)點(diǎn)S。空調(diào)設(shè)備的冷卻能力:

式中Qeq 空調(diào)設(shè)備應(yīng)具備的最小冷卻能力,kW;
Lt —空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)量,Lt =∑Q / (in-is),m3/s;
i1—空調(diào)系統(tǒng)回風(fēng)與最小新風(fēng)混合后空氣的焓值,kJ/kg ;
i2—空調(diào)設(shè)備冷卻盤管出口空氣的焓值,kJ/kg。
單元控制室空調(diào)系統(tǒng)的濕負(fù)荷主要來源是室內(nèi)工作人員散濕量和室外新風(fēng)帶進(jìn)的含濕量,相對于顯熱負(fù)荷來說數(shù)值較小,故熱濕比較大,在焓濕圖中ε線近似于一條垂直線,對應(yīng)于室內(nèi)空氣狀態(tài)點(diǎn)(tn=25℃,RH=60%,in=55.5kJ/kg)的各設(shè)備露點(diǎn)為tl=17.5℃,il=48kJ/kg,顯然,由于in-il=7.5kJ/kg,空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)量將會很大。在實(shí)際工作中,我們都希望加大送風(fēng)溫差,從含濕圖看,也就是狀態(tài)點(diǎn)2將隨著95%的相對濕度線下滑。根據(jù)室內(nèi)溫濕度的波動范圍,對應(yīng)于室內(nèi)空氣狀態(tài)點(diǎn)(tn=25℃,RH=50%,in=50.4kJ/kg)的各設(shè)備露點(diǎn)tl=14.7℃,il= 39.8kJ/kg,此時焓差可增加至10.6kJ/kg,空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)量可減少50%。因此在選擇空調(diào)設(shè)備時,應(yīng)該指明進(jìn)入空調(diào)設(shè)備的入口參數(shù)和離開空調(diào)設(shè)備的出口參數(shù),這樣便于設(shè)備制造商對空調(diào)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,以便在滿足技術(shù)規(guī)范書的前提下,達(dá)到設(shè)備的最佳配置。
3.3.2 空調(diào)設(shè)備的自動控制功能
由于火力發(fā)電廠的人員編制中沒有暖通值班運(yùn)行人員,空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行往往是由工藝系統(tǒng)的運(yùn)行值班人員代為操作,發(fā)生故障時再由檢修部門負(fù)責(zé)檢修。因此要求空調(diào)設(shè)備除了能自動調(diào)節(jié)空調(diào)房間的溫度外,還要求能對空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行自我診斷,并與單元控制室內(nèi)的消防報警盤有通信接口,當(dāng)空調(diào)設(shè)備運(yùn)行發(fā)生故障時,不管是機(jī)械故障還是電氣故障都能及時向中央控制盤發(fā)出報警信號。
4 空調(diào)系統(tǒng)的防火排煙
4.1 空調(diào)系統(tǒng)的防火
空調(diào)系統(tǒng)的防火在《建筑設(shè)計防火規(guī)范》和《暖規(guī)》中規(guī)定比較明確,應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照執(zhí)行。這里強(qiáng)調(diào)的是與消防專業(yè)密切配合問題。當(dāng)空調(diào)區(qū)域采用氣體滅火時,各防護(hù)區(qū)應(yīng)設(shè)獨(dú)立的送、回風(fēng)總管,并在其上安裝隔離閥,這樣當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時,空調(diào)系統(tǒng)停止運(yùn)行,火災(zāi)所處的防護(hù)區(qū)的送回風(fēng)總管上的隔離閥能迅速關(guān)閉,使防護(hù)區(qū)內(nèi)形成一個密閉的空間,有利于消防氣體能迅速撲滅火災(zāi)。隔離閥應(yīng)具備遠(yuǎn)動控制功能,且關(guān)閉的時間應(yīng)控制在消防專業(yè)允許范圍內(nèi)。
4.2 空調(diào)系統(tǒng)的排煙
單元控制室空調(diào)系統(tǒng)排煙與一般民用建筑中的排煙不是一個概念。在民用建筑中,排煙是為人員逃生服務(wù)的:當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時,排煙系統(tǒng)啟動,給人員逃生營造一個安全通道。但火力發(fā)電廠單元控制室空調(diào)系統(tǒng)的排煙是事后排煙,即當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時,為防止火勢通過空調(diào)系統(tǒng)擴(kuò)散,造成更大的損失,中央報警盤發(fā)出信號關(guān)閉空調(diào)系統(tǒng),同時應(yīng)關(guān)閉空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)管上的排煙防火閥,切斷煙氣通過風(fēng)管擴(kuò)散的途徑,此時排煙系統(tǒng)也是處于關(guān)閉狀態(tài),當(dāng)火災(zāi)被撲滅后,為了迅速恢復(fù)生產(chǎn),需要將殘留在空調(diào)房間內(nèi)的煙氣和滅火氣體排出室外,此時排煙系統(tǒng)啟動,當(dāng)排煙結(jié)束時才關(guān)閉排煙系統(tǒng),將空調(diào)系統(tǒng)投入運(yùn)行。
基于上述分析,在單元控制室空調(diào)系統(tǒng)的排煙設(shè)計中,可選正常設(shè)備,不必選耐高溫的消防排煙風(fēng)機(jī)。
空調(diào)系統(tǒng)排煙方式的選擇和排煙量的確定。當(dāng)空調(diào)房間有外墻時,對于單控室、電子設(shè)備間和計算機(jī)室設(shè)計獨(dú)立的機(jī)械排煙系統(tǒng)既簡單、又便于控制,是首選的排煙方式,其系統(tǒng)僅包含排煙閥、必要的風(fēng)管和普通的通風(fēng)機(jī)。當(dāng)空調(diào)房間對外無直接外墻時,若要設(shè)置獨(dú)立的排煙系統(tǒng),必然會導(dǎo)致排煙風(fēng)管必須穿越其他房間,此時可采用空調(diào)系統(tǒng)的回風(fēng)管作為排煙風(fēng)管,另設(shè)排煙風(fēng)機(jī)排風(fēng)或直接利用空調(diào)系統(tǒng)的回風(fēng)機(jī)作為排風(fēng)風(fēng)機(jī)用,可以簡化系統(tǒng)設(shè)置,減少系統(tǒng)的一次投資。排煙量可根據(jù)《暖規(guī)》4.3.7條確定,空調(diào)房間的排煙量按不少于 5次/h的換氣次數(shù)確定。
4.3 空調(diào)系統(tǒng)與消防系統(tǒng)的聯(lián)鎖控制
根據(jù)現(xiàn)行的《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》第4.2.5條:火災(zāi)報警后消防控制設(shè)備的聯(lián)動控制對象應(yīng)有下列功能:停止有關(guān)部位的風(fēng)機(jī),關(guān)閉防火閥,并接收其反饋信號;啟動有關(guān)部位的排煙風(fēng)機(jī)和排煙閥并接受其反饋信號。對于后者,主要是指民用建筑的防排煙系統(tǒng),前面我們已經(jīng)討論過,在電廠單元控制室空調(diào)系統(tǒng)中,應(yīng)首先切斷空調(diào)送回風(fēng)機(jī)電源,關(guān)閉相應(yīng)區(qū)域的防火閥,在火災(zāi)撲滅后,確認(rèn)啟動排煙系統(tǒng)不會引起火災(zāi)復(fù)燃的前提下,啟動排煙風(fēng)機(jī)和排煙閥并接受其反饋信號。
單元控制室空調(diào)系統(tǒng)根據(jù)機(jī)組容量的大小有兩種設(shè)置方式:小容量機(jī)組僅設(shè)一個空調(diào)系統(tǒng);大容量機(jī)組可將單元控制室和電子設(shè)備間分別設(shè)計一個空調(diào)系統(tǒng)。對應(yīng)于消防報警系統(tǒng),前者只要切斷空調(diào)系統(tǒng)的送回風(fēng)機(jī)就可以了;而后者就需要首先判斷火災(zāi)信號來源,從而關(guān)閉相應(yīng)區(qū)域的空調(diào)系統(tǒng)的送回風(fēng)機(jī),另一個空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)能正常運(yùn)行。
4.4 防火閥的選型
根據(jù)以上分析,對于設(shè)置在單元控制室空調(diào)系統(tǒng)的防火閥應(yīng)具有以下功能:
(1)熔點(diǎn)溫度為72℃的自動熔斷功能;
(2)電動/手動關(guān)閉,關(guān)閉后應(yīng)有反饋信號;
(3)電動/手動打開,打開后應(yīng)有反饋信號。
由于防火閥需要具備上述功能,再要求其具有風(fēng)量調(diào)節(jié)功能,制造起來就相當(dāng)困難,另一方面,為了保證系統(tǒng)風(fēng)量平衡,在目前廣泛采用的定風(fēng)量系統(tǒng)中,系統(tǒng)調(diào)試結(jié)束后,希望各區(qū)域的風(fēng)量分配固定下來,可采用定風(fēng)量調(diào)節(jié)閥,所以防火閥的調(diào)節(jié)功能就沒有必要了。
5 空調(diào)系統(tǒng)的自動控制
新編的《暖規(guī)》第4.1.2條:300MW及以上機(jī)組的集控樓宜設(shè)計全年性集中式空調(diào)系統(tǒng)……集中空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)自動控制。此外,在現(xiàn)行的火力發(fā)電廠勞動定員中,沒有空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行人員,而單控室和電子設(shè)備室對運(yùn)行環(huán)境(溫度、濕度、及空氣的潔凈度)要求又較高,空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行應(yīng)具有遠(yuǎn)動啟停、無人值守、自動維持系統(tǒng)的溫濕度、故障報警等功能,要實(shí)現(xiàn)上述功能,就必須采用自動控制。
空調(diào)系統(tǒng)自動控制的對象分為兩大類:1)有關(guān)設(shè)備正常運(yùn)行的狀態(tài)參數(shù):如送風(fēng)、回風(fēng)、新風(fēng)溫濕度;過濾器的壓差;送、回風(fēng)機(jī)的啟停狀態(tài);2)與系統(tǒng)安全運(yùn)行相關(guān)參數(shù):如送回風(fēng)機(jī)的故障報警;電加熱器或電再熱器欠風(fēng)過熱報警;空氣過濾器的超壓報警和防凍保護(hù)報警;送回風(fēng)機(jī)故障時自動停機(jī)等。
隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,越來越多的控制系統(tǒng)采用分散數(shù)字式直接控制系統(tǒng)(又稱DDC控制系統(tǒng)),其基本理念就是對每個控制對象采用就地控制器直接控制,就地控制器之間采用網(wǎng)絡(luò)與中央控制主機(jī)相連,從而完成對整個系統(tǒng)的控制,而每個就地控制器可以在總體通訊協(xié)議指導(dǎo)下,由有利于系統(tǒng)控制的各設(shè)備分包商進(jìn)行制造,如空氣處理設(shè)備的控制就可以由設(shè)備商提供,不僅可以充分發(fā)揮設(shè)備商的技術(shù)優(yōu)勢,也有利于整個控制系統(tǒng)中分清責(zé)任。集中控制系統(tǒng)只要完成對各就地控制器的監(jiān)視和遠(yuǎn)動控制就可以了。
火力發(fā)電廠的單元控制室空調(diào)系統(tǒng)自動控制還包括系統(tǒng)間的切換和與消防系統(tǒng)的聯(lián)鎖控制。所謂系統(tǒng)間的切換,也就是空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行設(shè)備和備用設(shè)備應(yīng)經(jīng)常切換運(yùn)行,使備用機(jī)組處于熱備用狀態(tài)。此時只要在空調(diào)系統(tǒng)的空氣處理設(shè)備與系統(tǒng)的接口上設(shè)置常閉閥門就能夠方便地實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備與備用設(shè)備的切換運(yùn)行:當(dāng)系統(tǒng)斷電時,空調(diào)設(shè)備進(jìn)出口自動風(fēng)閥關(guān)閉,將設(shè)備從風(fēng)系統(tǒng)脫離開來;水管上的電動三通閥關(guān)閉,將設(shè)備與水系統(tǒng)脫離。此外空調(diào)系統(tǒng)與消防系統(tǒng)的控制,在上面的有關(guān)章節(jié)中已加以詳細(xì)闡述,此處就不再詳細(xì)敘述。
空調(diào)系統(tǒng)自動控制的另一個重要作用就是節(jié)能運(yùn)行。由于空調(diào)系統(tǒng)是全年運(yùn)行,夏季依靠冷水機(jī)組提供冷源冷卻室內(nèi)空氣;冬季利用熱水系統(tǒng)加熱循環(huán)空氣,這都要消耗能源。尤其是單元控制室和電子設(shè)備間等室內(nèi)設(shè)備散熱量較大的工業(yè)建筑,全年需要制冷運(yùn)行的時間較長,在春秋季節(jié),當(dāng)室外空氣的焓值與空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)點(diǎn)焓值相等時,可以采用直流式系統(tǒng)即全新風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行;當(dāng)室外空氣焓值低于空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)點(diǎn)焓值時,可以通過調(diào)節(jié)新回風(fēng)比例,控制室內(nèi)狀態(tài)參數(shù),從而可以減少冷水機(jī)組的運(yùn)行時間,達(dá)到節(jié)能的目的。只有當(dāng)使用最小新風(fēng)仍無法滿足室內(nèi)溫濕度要求時,才啟動加熱系統(tǒng)。采用這種控制系統(tǒng)的前提條件是空調(diào)系統(tǒng)必須設(shè)回風(fēng)/排風(fēng)機(jī),排風(fēng)、回風(fēng)和新風(fēng)閥實(shí)行比例調(diào)節(jié)控制,這樣才能自如地控制回風(fēng)/排風(fēng)量。要實(shí)現(xiàn)上述功能,通常應(yīng)要求空氣處理機(jī)組廠配套提供完整的控制系統(tǒng)。
6 結(jié)語
根據(jù)以上討論,在今后的施工圖設(shè)計中,我們應(yīng)注意以下幾個方面的問題:
(1) 應(yīng)根據(jù)國家相關(guān)的節(jié)能規(guī)范要求建筑專業(yè)在選擇單元控制室的圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料,滿足最小傳熱熱阻的要求,增加空調(diào)系統(tǒng)的熱穩(wěn)定性,降低空調(diào)系統(tǒng)的能耗;
(2) 對火力發(fā)電廠單元控制室和電子設(shè)備間等全年24h運(yùn)行、室內(nèi)設(shè)備發(fā)熱量較大且穩(wěn)定的空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷可以采用穩(wěn)定傳熱計算;
(3) 空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)負(fù)荷應(yīng)根據(jù)空氣的焓濕圖計算送風(fēng)量后才能確定。大溫差送風(fēng)不僅能減小風(fēng)管截面,降低風(fēng)機(jī)能耗,也能降低新風(fēng)負(fù)荷;
(4) 為節(jié)約空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行能耗,送風(fēng)機(jī)和回風(fēng)機(jī)應(yīng)采用變頻控制;
(5) 選用直接蒸發(fā)式冷卻設(shè)備時,應(yīng)充分采用熱泵運(yùn)行制熱方式,避免使用電加熱的方法;
(6) 空調(diào)系統(tǒng)的防火閥應(yīng)具有電動關(guān)閉、電動/手動復(fù)位、關(guān)閉/開啟反饋信號、72℃自熔斷關(guān)閉等功能,防火閥除了滿足防火防煙功能外,對于采用淹沒式氣體滅火系統(tǒng),還應(yīng)與滅火防護(hù)區(qū)相匹配;
(7) 空調(diào)自控系統(tǒng)宜采用分散控制系統(tǒng),由各空氣處理設(shè)備制造商自帶自動控制系統(tǒng),完成空調(diào)系統(tǒng)的就地控制,集中控制器只對系統(tǒng)遠(yuǎn)動的啟停、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視和接收故障狀態(tài)報警,不直接對系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行設(shè)定和更改。
參考文獻(xiàn)
[1] 電子工業(yè)部第十設(shè)計研究院. 空氣調(diào)節(jié)設(shè)計手冊[M]. 中國建工出版社.
[2] 東北電力設(shè)計院. 火力發(fā)電廠與變電所采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計手冊[M]. 中國建工出版社.
[3] DL/T5093-94, 火力發(fā)電廠采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計技術(shù)規(guī)定[S].