单位文秘网 2022-02-21 08:17:28 点击: 次
摘要:文章介绍了三门核电站一期工程汽轮机厂房直接蒸发冷却空调设备及其送风系统,提出一种创新的设计方案。对创新方案进行简要分析计算和设备配置说明。创新方案具有初投资少、维护工作量少、设备效率高和寿命长,运行节能的潜在优点。
关键词:大型工业厂房;直接蒸发;冷却空调优化
中图分类号:TM925 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2014)11-0003-03
核电厂或常规火力发电厂的汽轮机厂房属于大型工业厂房建筑,在电厂正常运行时厂房内大量的转动设备及其电动机、闭式换热容器、闭式罐体、管道以及配电装置散发大量的热量。与仅进行通风降温相比,直接蒸发式冷却空调能更好地维护厂房空气温度和空气质量,并且已被广泛应用。国内对直接蒸发冷却段配置有液位控制器、循环水泵、除垢器等的直接蒸发冷却空调已进行了广泛的研究。在大型厂房的工程中,直接蒸发冷却段内完善的配置会与控制机组整体尺寸、兼顾水处理质量与保证送风质量之间有矛盾。因此,本文提出了简化蒸发冷却段,对蒸发冷却段的送/排水统一输配、处理的优化方案。
1 设备配置及其分布
三门核电站一期工程汽轮机主厂房采用直接蒸发冷却空调送风,屋顶排风机排风。直接蒸发冷却空调一共有41台,包含两种型号,型号A的额定风量为55000m3/h,型号B的额定风量为151250m3/h。每台直接蒸发冷却空调设置有新风段、蒸发冷却段和送风机段。
1.1 蒸发冷却段的配置
直接蒸发冷却空调由国内某知名企业制造,蒸发冷却段设置了喷嘴和不锈钢填料;其中水盘、管道及其紧固件等均为不锈钢,保证了设备运行的蒸发冷却效率、防腐要求、防垢要求。由于安装空间有限,设备采购时就严格限制机组尺寸,同时要求完善的蒸发冷却段占用了大量的空间。在空间方面,压缩了设备布局,对设备的制造加工、安装、检修维护带来困难。在控制方面,需要对每台直接蒸发冷却空调配置带独立PLC控制系统的大尺寸控制柜,现场布线及控制柜布置也占用了很大的空间。在后续维护方面,维护41台直接蒸发冷却空调所分别配置的的水泵、除垢器、管道配件是一个很大的工作量,特别是在空间有限的情况下。
1.2 设备分布
(1)22台型号A空调安装于-7.5m层通风竖井,新风从位于0m层外墙的防雨百叶进入竖井。
(2)8台型号A空调吊装于0m层内上,吊装平台高度为4.5m或4.8m,新风直接从所配置的防雨百叶吸入。
(3)7台型号A空调安装或吊装于8.5m层,高度为11.3m,新风直接从所配置的防雨百叶吸入。
(4)4台型号B空调安装于15.5m层的混凝土基础上,室外新风通过设置在屋面上的风口引入。
提供生活水的管道分别直接连接至每台直接蒸发冷却空调的补水箱,排水管从水箱排至围堰式水槽或总水管,水槽间连通后再由一根总管引至厂房废水池。
1.3 运行模式
直接蒸发冷却空调有两种运行模式。运行模式一是单独运行风机直接提供室外新风;运行模式二是运行风机同时投运直接蒸发冷却,将新风经过降温加湿后送入厂房。整个厂房的直接蒸发冷却空调中蒸发冷却段投运行数量与室外干球温度有关:
(1)当高于21℃、低于25℃时,位于-7.5m层的22台直接蒸发冷却空调及其蒸发冷却段投运;
(2)当高于25℃、低于29℃时,位于-7.5m层、0m层和8.5m层共37台直接蒸发冷却空调及其蒸发冷却段投运;
(3)当高于29℃时,所有41台直接蒸发冷却空调及其蒸发冷却段投运。
2 设备和系统创新
综合该工程的空调配置、厂房布置及运行模式,本文提出了以下创新方案:
(1)简化蒸发冷却段。取消喷淋水泵、智能电子除垢自清洗过滤器、导电率探测仪,并简化相应管道及其附件,仅设置与生活水的接口及必需的阀件。
(2)进行分组进行送/排水输配。按照运行模式控制和安装区域,分为三个子系统,以子系统为整体配套给水泵、排水管道等。具体为位于-7.5m层的22台型号A空调组成子系统1,位于0m层和8.5m层的15台型号A空调组成子系统2,位于15.5m层的型号B空调组成子系统3。
各子系统的排水量应考虑能满足排除最大的给水量,即等于所排除直接蒸发冷却空调的台数与各台排水量乘积。排水管应根据对各直接蒸发冷却空调的排水组合,考虑管道坡度、管道充满度,保证管道最小流速等因素进行设计。
2.2 集水池设计及循环水处理方案
集水池直接从生活水管网取水并控制水位,以满足喷淋所需的循环水量,并保证循环水泵的安全连续运行,有效容积应满足不小于所设置水泵同时工作3min的出水量。
喷淋水在开式循环中会吸收空气中大量的灰尘、泥沙、微生物及其孢子,并且水分不断蒸发,使循环水的含盐量逐渐增加。除了在设计上采用不锈钢或热镀锌等耐腐蚀材料外,还应对循环水进行防垢、除垢和清除悬浮物处理,可采用静电除垢器。静电除垢器不仅能防垢,还有部分除垢功能,同时具有一定的杀菌、灭藻和缓蚀功能。根据国内资料介绍,防垢、除垢有效率可达95%,杀菌率约92%,灭藻率可达98%。参考资料8中还提到,静电除垢器使用寿命可长达15年,日常基本免维护,其中某制造厂生产的SHN型静电水处理器有效范围可达2000m。
3 结语
该创新方案提供了大型工业建筑利用多台直接蒸发式冷却空调实现通风降温更经济、节能的一种设计参考。创新方案具有以下潜在优点:
(1)节省初投资费用。每台机组取消了喷淋水泵、除垢自清洗过滤器、导电率探测仪等,并简化其配管系统;进一步地,简化后的设备控制不再需要为每台机组单独设置的PLC控制器,可以采用更小的控制箱,减少设备投资费用。
(2)减少维护工作量及维护效率。设备简化后,日常维护工作量主要为统一配置的水泵、除垢器和过滤器上,工作量大为减少。同时检修维护空间十分充裕,可提高工作效率。同时在设备停运的时,通过添加化学洗涤剂并通过循环水泵可对整个系统的所有机组进行快速的清洗。
(3)延长设备寿命,保障冷却效率。可充分发挥统一配置的水处理装置的专业处理潜能,在必要时还可综合检测实际水质及添加化学药剂等措施改善水质,可以提供质量更好的喷淋水,有效延长设备寿命,避免设备结垢降低冷却效率。
(4)系统运行更节能。小型的效率较低的水泵和除垢器被大型的效率较高的水泵和除垢器替代。原内置的水泵电动机、除垢器电动机被取消后,降低设备散热对送风温度升高的影响更小,提高了供冷效率。
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作者简介:冯卫东(1985—),男,广东人,中核集团三门核电有限公司助理工程师,研究方向:核电厂暖通系统。
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