江聲

摘 要：隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們對環(huán)保節(jié)能意識的提高，對火電廠進行節(jié)能減排改造已經(jīng)成為當前電廠改造的主要工作之一，針對電廠引風機的變頻改造是電廠改造的一項重要措施。變頻器室是引風機變頻器主要的工作環(huán)境，而且變頻器對工作環(huán)境要求較高，因此維持變頻器室內(nèi)溫度的穩(wěn)定是變頻器室空調(diào)設計工作的重要課題。文章在此背景下對火電廠變頻器室的空調(diào)系統(tǒng)設計進行了探討。

關鍵詞：火電廠；變頻器室；空調(diào)改造設計

中圖分類號：TM925.12 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）23-0029-01

1 概 述

變頻器在電廠節(jié)能改造過程中發(fā)揮著重要作用，對穩(wěn)定風機電壓、減少風機電能消耗等有著十分重要的作用。目前常用的變頻器由變壓器、控制器以及功率單元等組成，由于風機的工作電壓較高，因此變頻器電子元件在運行時散發(fā)出大量的熱量，使得室內(nèi)溫度大幅度提高，相對于發(fā)電廠其他電氣設備間，其室內(nèi)單位面積發(fā)熱量更大。

高溫、潮濕、塵?；蚋g性氣體的環(huán)境會加速變頻器電子元件的腐蝕損壞，導致變頻器出現(xiàn)接觸不良以及短路等問題，從而影響電廠正常運營，甚至造成嚴重的生產(chǎn)安全事故。另外，潮濕、高溫的工作環(huán)境還會縮短變頻器的使用壽命，從而增多變頻器元件的更換次數(shù)，進而增加電廠運行成本，不利于電廠生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。因此，為確保變頻器工作環(huán)境，電廠一般配置專門的變頻器室，且變頻器室還配有空調(diào)系統(tǒng)。

2 變頻器間布置及概況

本文結(jié)合某工程實例，對變頻器間空調(diào)系統(tǒng)設計改造方案進行分析。某火電廠位于江蘇，該地區(qū)冬季空調(diào)設計干球溫度為-4 ℃，相對濕度為65%，夏季空調(diào)設計干球溫度為31 ℃，相對濕度為73%。該工程引風機變頻器間由電廠一就地配電間改造，室內(nèi)已設置空調(diào)系統(tǒng)，但實際運行過程中，空調(diào)系統(tǒng)制冷效果差，不能滿足設備運行溫度要求。為了滿足工程要求，本文對此空調(diào)系統(tǒng)所需進行的改造措施進行一些探討。

該引風機變頻器間的設備布置以及室內(nèi)的原有空調(diào)措施如圖1所示。此變頻器室由電廠原配電間改造，室內(nèi)布置有四臺變頻器。工程試運行時，空調(diào)設備保留原配電間吊頂式空調(diào)，每臺空調(diào)室內(nèi)機額定制冷量12 kW，空調(diào)系統(tǒng)未做改造。

通過分析本變頻器室對工作環(huán)境溫度的要求，每臺變頻器容量800 kW，發(fā)熱量約24 kW（按變頻器額定容量的3%計算），該變頻器室內(nèi)設備散熱共約96 kW。原空調(diào)系統(tǒng)總制冷量僅48 kW，在理論上不能滿足制冷要求，實際工作中即使僅其中兩臺變頻柜運行亦經(jīng)常發(fā)出高溫警報。

針對這一問題設計人員進行了現(xiàn)場踏勘，對室內(nèi)溫度進行了測試分析。測試結(jié)果顯示，機柜周邊溫度最高，尤其是功率柜及變壓器柜散熱排風口處。通過分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)該變頻器室內(nèi)的變頻器經(jīng)常發(fā)出高溫警報的原因有兩點：①空調(diào)制冷量不足。②變壓器柜局部散熱量較大，且其散熱風機排風對室內(nèi)氣流的組織有一定影響。以上兩點因素導致了室內(nèi)熱量無法被及時排除，制冷效果較差。所以，在對變頻器室空調(diào)系統(tǒng)改造時需要考慮到以上因素。

3 變頻器室空調(diào)系統(tǒng)改造方案分析

目前，國內(nèi)對設備機房空調(diào)系統(tǒng)設計的研究已經(jīng)取得了不錯的進展，形成了多種設計思路，提出了多種設計方案，其中有些是適合本工程案例的。結(jié)合當前常見的幾種設計思路，設計者提出了以下兩種較可行的改造設計方案，供工程改造選擇。

3.1 增設機房專用空調(diào)方案

系統(tǒng)工作原理是完全利用設備機房專用空調(diào)產(chǎn)生冷量，通過冷空氣在變頻器室內(nèi)的循環(huán)，吸收變頻器元件運行產(chǎn)生的熱量，從而達到降溫目的。這種降溫方式可以在室外溫度較高的工況下，達到有效的降溫效果；但是該方案需要增加的設備較多，會占用較多的室內(nèi)空間，而且無法利用室外的新風，所有變頻器產(chǎn)生的熱量均由空調(diào)承擔，因此空調(diào)的工作負荷較大，耗能亦較大。

3.2 增設全新風空調(diào)系統(tǒng)和排風系統(tǒng)方案

系統(tǒng)工作原理是利用空調(diào)機將室外的空氣經(jīng)過過濾、降溫除濕處理后送入室內(nèi)，然后在室內(nèi)經(jīng)過空氣循環(huán)帶走變頻器元件產(chǎn)生的熱量，從而達到降溫的效果；同時利用排風機直接排除一部分熱量。

同前一種方案相比，第二種方案的新風機組可根據(jù)室內(nèi)溫度狀況，調(diào)節(jié)運行方式，既可以充分利用室外新風，而且又可以在室外溫度較高時起到很好的降溫效果。并且該方案的投入成本和運行成本均較前者低，符合節(jié)能環(huán)保的理念。

4 變頻器室空調(diào)系統(tǒng)改造設計

根據(jù)以上分析，本工程最終采用了第二種空調(diào)設計方案。保留了室內(nèi)原有空調(diào)系統(tǒng)，在此基礎上增設一套全新風降溫系統(tǒng)和排風系統(tǒng)。

降溫系統(tǒng)選用直接蒸發(fā)式全新風空氣處理機組，制冷量26 kW，送風量5 300 m3/h；排風系統(tǒng)選用管道式軸流風機與變壓器柜排風口通過風管連接，總排風量約4 800 m3/h，室內(nèi)保持微正壓。

該改造方案中新增系統(tǒng)的具體運行方式是：在冬季，只開啟新風機組的通風機，將室外低溫空氣經(jīng)過濾后直接輸入室內(nèi)，再通過排風機排出室外進行循環(huán)，室內(nèi)設備散熱，降低室內(nèi)溫度，確保變頻器在冬季正常運行；而在夏季和春秋過渡季節(jié)，則同時開啟新風機組壓縮機與通風機，將室外空氣進過降溫處理后再輸入室內(nèi)，消除室內(nèi)設備發(fā)熱量，同時風管式風機直接排除變壓器端排出的熱空氣；若室內(nèi)溫度高于28 ℃時，再開啟室內(nèi)原空調(diào)系統(tǒng)。這樣，既能直接排除了部分熱量，又利用了外界新風，節(jié)約了能源。

該空調(diào)系統(tǒng)實際運行過程中，變頻器間室內(nèi)溫度冬季保持在15 ℃左右，夏季保持在28 ℃左右，均能滿足變頻器正常工作對環(huán)境溫度的要求，且室內(nèi)保持微正壓，可有效防止室外灰塵進入室內(nèi)。由此證實該變頻器間空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)改造后，可取得良好的降溫效果。

另外，考慮到原空調(diào)設備間距較大，本設計方案將新風空調(diào)送風管道設置在房間正中，采用了方形散流器送風，結(jié)合原有空調(diào)系統(tǒng)，從而提高了冷風在室內(nèi)分布的均勻度，提高了降溫效果。

5 結(jié) 語

本文只是針對所舉例的工程項目，經(jīng)過分析選擇的空調(diào)改造方案，并根據(jù)該工程的特點進行了探討?；谌珖鱾€區(qū)域氣候條件差異較大，且不同的工程項目有其不同的特點，并非本文推薦的改造方案能適用于所有項目，需要注意。

參考文獻：

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