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水電廠地下廠房濕熱環(huán)境防治方案研究

2022-08-28 00:37:06李超順袁世鐸朱郅瑋
中國農(nóng)村水利水電 2022年8期
關(guān)鍵詞:臺數(shù)水電廠模糊控制

馬 鑫,李超順,袁世鐸,劉 杰,朱郅瑋

(1.五強(qiáng)溪電廠,湖南懷化 418000;2.華中科技大學(xué)土木與水利工程學(xué)院,武漢 430074)

0 引 言

隨著我國經(jīng)濟(jì)和社會的快速發(fā)展,電力負(fù)荷迅速增長,峰谷差不斷加大,對電網(wǎng)穩(wěn)定性的要求也越來越高,調(diào)峰能力不足將成為制約電力系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵問題。水力發(fā)電站以其調(diào)峰填谷的獨(dú)特運(yùn)行特性,發(fā)揮著調(diào)節(jié)負(fù)荷、促進(jìn)電力系統(tǒng)節(jié)能和維護(hù)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的功能,逐步成為我國電力系統(tǒng)有效的、不可或缺的調(diào)節(jié)手段[1,2]。水電站地下廠房由發(fā)電機(jī)層、母線層等層室組成,為了有效利用水能,水電站地下廠房普遍建設(shè)深度較大,且廠房內(nèi)部安裝有大量水輪機(jī)主輔設(shè)備,設(shè)備長期運(yùn)行帶來的大量散熱導(dǎo)致廠房環(huán)境極為悶熱[3]。另一方面,大壩壩體一側(cè)為水庫,廠房深處潮濕環(huán)境,也使廠房極易發(fā)生潮濕與表壁結(jié)露現(xiàn)象。這樣的濕熱環(huán)境對場內(nèi)工作人員非常不友好,嚴(yán)重威脅廠房內(nèi)的機(jī)電設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行,甚至降低其使用壽命。

在水電站廠房內(nèi),不同種類規(guī)格的設(shè)備位于不同的層室。這些設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)不同,導(dǎo)致廠房內(nèi)各層室的濕熱情況存在很大的差異。一般而言,水電站地下廠房最上層為發(fā)電機(jī)層,其主要的設(shè)備為發(fā)電機(jī)組及相應(yīng)監(jiān)控保護(hù)盤柜等二次設(shè)備,且發(fā)電機(jī)層要求內(nèi)部交通暢通無阻[4],故發(fā)電機(jī)層一般通風(fēng)狀況良好,濕熱負(fù)荷不大;水輪機(jī)層及蝸殼層是廠房內(nèi)主要的濕負(fù)荷區(qū)域,這兩個(gè)層室建設(shè)深度較大,并且受水輪發(fā)電機(jī)組設(shè)備滲漏水的影響,導(dǎo)致濕度極大;部分廠房的電梯廊道兩側(cè)分別連接電梯井與外部空間,夏季時(shí),為了達(dá)到隔絕外部高溫的目的,會在連接外部空間一側(cè)加裝隱私簾,但導(dǎo)致廊道內(nèi)部濕度也較大。因此,許多水電廠購置了較多除濕機(jī),輔以場內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)及送風(fēng)機(jī)來改善廠房內(nèi)部濕熱環(huán)境[5,6]。但廠房內(nèi)不同區(qū)域的濕熱負(fù)荷復(fù)雜多變,只是單一的長期運(yùn)行除濕機(jī),沒有考慮不同區(qū)域的實(shí)際濕熱情況,導(dǎo)致功耗較大。因此,設(shè)計(jì)以優(yōu)化水電站地下廠房濕熱環(huán)境為目標(biāo)的系統(tǒng),并輔以合適的除濕機(jī)控制策略,有其存在的必要性。

國內(nèi)外的專家學(xué)者針對水電廠廠房濕熱環(huán)境的形成機(jī)理與優(yōu)化方案進(jìn)行了許多研究,并取得了一定的進(jìn)展[3,7-11],研究的內(nèi)容主要集中在利用CFD 等技術(shù)進(jìn)行廠房實(shí)際溫濕度環(huán)境的仿真以及通風(fēng)系統(tǒng)的改造等。這些研究存在一定的局限性,沒有考慮電站不同區(qū)域變化的濕熱場景來構(gòu)建濕熱環(huán)境優(yōu)化系統(tǒng)。因此,本文結(jié)合工程實(shí)際的需求,結(jié)合在線監(jiān)測與模糊智能控制方法,建立能兼顧電站不同區(qū)域?qū)嶋H變化濕熱場景的廠房濕熱環(huán)境優(yōu)化系統(tǒng),構(gòu)建除濕機(jī)模糊智能控制策略,對廠房的除濕機(jī)實(shí)現(xiàn)智能控制,最終達(dá)到改善水電廠地下廠房的濕熱環(huán)境的目的。

開展水電站地下廠房濕熱環(huán)境在線監(jiān)測與優(yōu)化的研究,并將其應(yīng)用于實(shí)際工程,有利于改善水電站地下廠房生產(chǎn)與工作環(huán)境,提高水電廠內(nèi)現(xiàn)場人員工作安全系數(shù)和舒適度;同時(shí)也有利于實(shí)現(xiàn)水電站“無人值班”或“少人值守”的智慧運(yùn)維新模式,提升水電站智能化運(yùn)行程度;有利于降低水電廠廠房內(nèi)各種主輔設(shè)備的事故率,提升水電站運(yùn)行的安全程度與穩(wěn)定性。

1 水電廠廠房濕熱環(huán)境優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 水電廠基本情況介紹

某水電站位于我國華中地區(qū),是沅水流域水電梯級開發(fā)的骨干電廠,華中電網(wǎng)骨干調(diào)峰調(diào)頻電廠。廠房結(jié)構(gòu)為地下廠房,安裝有5 臺單機(jī)容量240 MW 水輪發(fā)電機(jī)組,總裝機(jī)容量為1 200 MW。廊道通風(fēng)潮濕問題是水電廠歷來已久的頑疾,該電廠水輪機(jī)層、39.4 m 操作廊道、油庫及各電梯口空氣濕度大,露結(jié)水珠將直接影響到機(jī)電設(shè)備運(yùn)行安全。濕度長期過高加速了設(shè)備、設(shè)施的老化及生銹速度,影響工作壽命,增大設(shè)備、設(shè)施維護(hù)難度;同時(shí)濕度過高會嚴(yán)重危害作業(yè)人員的身體健康,影響作業(yè)人員的工作效率,導(dǎo)致人員在作業(yè)場所不能安全有效開展工作,圖1為該水電站現(xiàn)場濕熱環(huán)境實(shí)景圖。

圖1 水電站現(xiàn)場濕熱環(huán)境實(shí)景圖Fig.1 Real view of hot and humid environment on site of hydropower station

1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

本文的濕熱環(huán)境優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思想是:首先實(shí)地調(diào)研水電廠地下廠房濕熱環(huán)境的實(shí)際情況,分析水電廠對于環(huán)境優(yōu)化系統(tǒng)的需求;然后根據(jù)需求設(shè)計(jì)系統(tǒng)的架構(gòu),采購相應(yīng)的硬件,并著手開發(fā)程序與軟件,與硬件設(shè)備進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試;到實(shí)施部分,依據(jù)現(xiàn)場情況編寫具體的施工方案,進(jìn)行廠房內(nèi)的施工與現(xiàn)場調(diào)試。

1.3 系統(tǒng)架構(gòu)

本文的濕熱環(huán)境優(yōu)化采用分布式架構(gòu),分為三層:管理層、中間層和現(xiàn)場層。以現(xiàn)場層的分區(qū)域無線溫濕度傳感器在線監(jiān)測溫濕度參數(shù)為基礎(chǔ),通過無線連接的方式將參數(shù)匯集到中間層的無線主機(jī),再經(jīng)由RS-485 通訊電纜將所有區(qū)域的數(shù)據(jù)匯集到管理層的服務(wù)器,服務(wù)器將地下廠房濕熱環(huán)境指標(biāo)監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至公司生產(chǎn)決策系統(tǒng)。形成分布式在線濕熱環(huán)境優(yōu)化系統(tǒng)。濕熱環(huán)境優(yōu)化系統(tǒng)的架構(gòu)拓?fù)鋱D如圖2所示。

圖2 濕熱環(huán)境優(yōu)化系統(tǒng)架構(gòu)拓?fù)鋱DFig.2 Optimized system architecture topology diagram for humid and hot environment

整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)的管理層是指運(yùn)行在工控機(jī)中廠房濕熱環(huán)境參數(shù)在線監(jiān)測的軟件系統(tǒng),組態(tài)軟件作為整個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)工具,一方面能用于設(shè)計(jì)人機(jī)交互界面,另一方面還可通過該軟件實(shí)現(xiàn)廠房重點(diǎn)區(qū)域濕熱環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)控。除此之外,本系統(tǒng)還利用其較好的運(yùn)算能力實(shí)現(xiàn)對廠房的除濕機(jī)的模糊智能控制。中間層無線主機(jī)的主要功能為溫濕度監(jiān)測數(shù)據(jù)的收發(fā)與傳輸。將不同區(qū)域的溫濕度傳感器采集到的環(huán)境參數(shù)通過無線傳輸?shù)姆绞?,匯集到管理層的工控機(jī)上。現(xiàn)場層是整個(gè)系統(tǒng)的底層,主要布置的是分布在水電廠各個(gè)區(qū)域的傳感器。按功能分類,傳感器可分為溫濕度型、風(fēng)速型等?,F(xiàn)場安裝的溫濕度傳感器、無線主機(jī)以及廠房濕熱環(huán)境參數(shù)在線監(jiān)測的人機(jī)交互界面如圖3所示。

圖3 設(shè)備安裝實(shí)景圖及在線監(jiān)測系統(tǒng)人機(jī)交互界面Fig.3 Real-world diagram of equipment installation and humancomputer interaction interface of online monitoring system

2 除濕機(jī)模糊智能控制策略設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)思路

水電廠廠房內(nèi)不同區(qū)域的濕熱負(fù)荷復(fù)雜多變,只是單一的長期運(yùn)行除濕機(jī),沒有考慮不同區(qū)域的濕熱實(shí)際情況,導(dǎo)致功耗較大。因此,以優(yōu)化水電站地下廠房濕熱環(huán)境為目標(biāo)的系統(tǒng),輔以合適的除濕機(jī)控制策略,有其存在的必要性。模糊控制是一種可以作用于非線性工作條件下的智能控制方法,它是利用工作人員長期而又豐富的實(shí)踐總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)或者專家總結(jié)的經(jīng)驗(yàn),歸納出一套完備科學(xué)的控制規(guī)則,然后利用各類傳感器將檢測到的信號實(shí)時(shí)在線傳入模糊控制器,模糊控制器將傳來的實(shí)時(shí)信號根據(jù)前期制定的模糊控制規(guī)則進(jìn)行模糊化推理,從而得出模糊控制輸出量,實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜對象進(jìn)行有效的控制[12],因此十分適合實(shí)現(xiàn)對水電廠廠房除濕機(jī)的智能控制。本文除濕機(jī)模糊智能控制策略設(shè)計(jì)的思路如下:首先確定區(qū)域濕度優(yōu)化目標(biāo),其次根據(jù)區(qū)域濕度優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行模糊控制輸出,最后則是根據(jù)輸出控制量與實(shí)際除濕機(jī)控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換,具體的除濕機(jī)模糊智能控制方法流程圖如圖4所示。

圖4 除濕機(jī)模糊智能控制方法流程圖Fig.4 Flow chart of fuzzy intelligent control method for dehumidifier

2.2 具體策略

2.2.1 確定區(qū)域濕度優(yōu)化目標(biāo)

策略的第一步確定區(qū)域濕度優(yōu)化目標(biāo)包括:首先對水電站進(jìn)行工作狀態(tài)判斷,判斷機(jī)組處于正常運(yùn)行狀態(tài)或者機(jī)組處于全部停機(jī)或檢修狀態(tài);其次根據(jù)尾水平臺的溫度傳感器歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行季節(jié)判斷,確定不同季節(jié)的總體溫濕度優(yōu)化目標(biāo);最后根據(jù)溫濕度傳感器所屬區(qū)域標(biāo)簽判斷溫濕度傳感器所屬區(qū)域,從而確定不同區(qū)域的具體濕度優(yōu)化目標(biāo),具體的根據(jù)水力發(fā)電廠廠房暖通風(fēng)雨空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)程的分季節(jié)、區(qū)域溫濕度目標(biāo)如表1[13]所示。需要注意的是,規(guī)程還指出當(dāng)水力發(fā)電廠采納全面或局部空氣調(diào)劑時(shí),中央操縱室、辦公室和其他對室內(nèi)空氣溫、濕度有較高要求的房間可按舒服性空氣調(diào)劑室內(nèi)運(yùn)算參數(shù)采納,夏季室內(nèi)的相對濕度應(yīng)采納≤65%,冬季應(yīng)≥40%。其余的未列出的區(qū)域則根據(jù)各具體區(qū)域的設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行要求及電廠現(xiàn)場工作人員對工作環(huán)境的要求,結(jié)合上述規(guī)程要求綜合制定。

表1 水電廠廠房分季節(jié)、區(qū)域溫濕度目標(biāo)Tab.1 Seasonal and regional temperature and humidity targets for hydropower plants

2.2.2 區(qū)域濕度優(yōu)化目標(biāo)模糊控制輸出

3.課堂教學(xué)方法非常枯燥和單一,而且機(jī)械化、形式化嚴(yán)重,在這樣的教學(xué)模式下,學(xué)生學(xué)習(xí)英語的潛力根本無法挖掘,不僅在英語方面沒有學(xué)生興趣,而且在實(shí)際情況下學(xué)生學(xué)習(xí)英語變成了學(xué)習(xí)生涯的一種負(fù)擔(dān)。隨著學(xué)習(xí)英語時(shí)間的不斷推移,學(xué)生對英語課程就會慢慢滋生厭惡心理。這不利于學(xué)生在啟蒙階段中對英語的學(xué)習(xí)。

根據(jù)區(qū)域濕度優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行模糊控制輸出包括以下步驟:

(1)確定除濕機(jī)模糊控制策略的輸入量和輸出量。定義濕度優(yōu)化目標(biāo)為h1,實(shí)際室內(nèi)濕度為h2,定義相對濕度誤差RH=h2- h1,將當(dāng)前濕度對于目標(biāo)值的偏差RH作為一個(gè)輸入量。模糊控制策略的另一個(gè)輸入量為相對濕度的誤差變化率RCH,其中輸出量即為除濕機(jī)開啟的比例PH。同時(shí)對控制策略的輸入進(jìn)行對應(yīng)控制周期的離散化;在本文對濕熱環(huán)境優(yōu)化研究中,廠房內(nèi)空氣的相對濕度為0~100%。定義控制策略的一個(gè)輸入量相對濕度的誤差RH的基本論域?yàn)椋?100,100],另一個(gè)輸入量為相對濕度的誤差變化率RCH的基本論域?yàn)椋?50,50]。定義對應(yīng)的模糊輸入變量的量化的論域全部為[-3,3]。由于除濕機(jī)的開啟臺數(shù)只能為正數(shù),即開啟臺數(shù)占據(jù)總臺數(shù)的比例在0~100%之間,因此控制策略的控制量即除濕機(jī)的開啟臺數(shù)的比例PH的基本量化論域?yàn)椋?,1],除濕機(jī)的離散化控制周期選取1 h。

(2)輸入量和輸出量的模糊化。相對濕度的誤差RH和濕度誤差變化率RCH依據(jù)廠房對濕度的控制要求可以分為5 個(gè)模糊集:{負(fù)大(NB),負(fù)?。∟S),零(ZO),正小(PS),正大(PB)}。除濕機(jī)的開啟臺數(shù)的比例PH選擇4個(gè)模糊子集:{零(ZO),?。⊿),中(M),大(L)}。

(3)模糊隸屬度確定。在本文中,對于除濕機(jī)模糊控制策略的輸入與輸出變量統(tǒng)一選擇三角形的隸屬度函數(shù);利用三角形隸屬度函數(shù),將除濕機(jī)模糊控制策略的輸入與輸出量進(jìn)行模糊化,對應(yīng)的隸屬度函數(shù)示意圖如圖5所示。

圖5 模糊控制輸入輸出隸屬度函數(shù)Fig.5 Fuzzy control input and output membership function

(4)建立模糊控制規(guī)則。模糊控制規(guī)則是通過專家知識與現(xiàn)場熟練工作人員的經(jīng)驗(yàn)的歸納與總結(jié)[14]。根據(jù)水電站地下廠房工作人員的日常工作經(jīng)驗(yàn),可以設(shè)計(jì)合適的模糊規(guī)則,本文確定的模糊控制規(guī)則列出部分如下:

①如果控制區(qū)域相對濕度誤差為負(fù)大且該區(qū)域相對濕度誤差變化率為負(fù)大,則該區(qū)域除濕機(jī)的開啟臺數(shù)的比例為??;

(if RHis NB and RCHis NB,then PHis S)

②如果控制區(qū)域相對濕度誤差為負(fù)大且該區(qū)域相對濕度誤差變化率為負(fù)小,則該區(qū)域除濕機(jī)的開啟臺數(shù)的比例為零;

③如果控制區(qū)域相對濕度誤差為負(fù)大且該區(qū)域相對濕度誤差變化率為零,則該區(qū)域除濕機(jī)的開啟臺數(shù)的比例為零;

(if RHis NB and RCHis ZO,then PHis ZO)

④如果控制區(qū)域相對濕度誤差為負(fù)大且該區(qū)域相對濕度誤差變化率為正小,則該區(qū)域除濕機(jī)的開啟臺數(shù)的比例為零;

(if RHis NB and RCHis PS,then PHis ZO)

⑤如果控制區(qū)域相對濕度誤差為負(fù)大且該區(qū)域相對濕度誤差變化率為正大,則該區(qū)域除濕機(jī)的開啟臺數(shù)的比例為零;

(ifRHis NB andRCHis PB,thenPHis ZO)

為使得本文設(shè)計(jì)的模糊控制規(guī)則表述更為直觀,完整的模糊控制規(guī)則轉(zhuǎn)換成如表2,此時(shí)的除濕機(jī)模糊控制策略輸出曲面如圖6。

表2 模糊控制規(guī)則表Tab.2 Fuzzy control rule table

圖6 除濕機(jī)模糊智能控制策略輸出曲面Fig.6 Dehumidifier fuzzy intelligent control strategy output surface

(6)模糊輸出量計(jì)算。經(jīng)過模糊推理得到的結(jié)果是模糊量,不能直接用于控制除濕機(jī),必須變換成相應(yīng)的控制量。利用重心法[16]進(jìn)行除濕機(jī)模糊控制策略輸出量的清晰化計(jì)算,其數(shù)學(xué)表達(dá)式為:

式中:x是輸出模糊子集的元素;μN(yùn)(x)是輸出模糊子集的元素的隸屬度值。

對所有制定的模糊控制規(guī)則按照模糊推理方法,并利用重心法進(jìn)行模糊控制量的清晰化。具體原理就是:通過選取輸出的隸屬度函數(shù)與相應(yīng)橫坐標(biāo)圍成的區(qū)域面積的重心作為模糊推理最終的輸出量。最后,輸出量除濕機(jī)開啟臺數(shù)的比例與模糊論域?qū)?yīng)表如表3所示。

表3 除濕機(jī)開啟臺數(shù)比例與模糊論域?qū)?yīng)表Tab.3 Correspondence table of the ratio of the number of dehumidifiers turned on and the fuzzy domain

2.2.3 控制量與實(shí)際除濕機(jī)控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換

作為本文所述的水電站地下廠房濕熱環(huán)境優(yōu)化系統(tǒng)方案的除濕機(jī)模糊智能控制策略,其中所述根據(jù)輸出控制量與實(shí)際除濕機(jī)控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換是由于除濕機(jī)不能根據(jù)控制量的大小準(zhǔn)確調(diào)整臺數(shù)輸出值,僅能調(diào)整調(diào)整除濕機(jī)的開關(guān)得到特定的開啟比例,因此需要根據(jù)控制量范圍劃分除濕機(jī)的啟閉,并制作狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。

以圖7蝸殼層實(shí)際溫濕度傳感器與無線主機(jī)及除濕機(jī)設(shè)備的布置為例,傳感器控制區(qū)域除濕機(jī)對應(yīng)表如表4。

圖7 蝸殼層溫濕度傳感器與無線主機(jī)及除濕機(jī)設(shè)備布置圖Fig.7 Layout drawing of volute temperature and humidity sensor,wireless host and dehumidifier equipment

表4 溫濕度傳感器控制區(qū)域除濕機(jī)對應(yīng)表Tab.4 Correspondence table of temperature and humidity sensor control area dehumidifier

除濕機(jī)工作情況只有啟動與關(guān)閉兩個(gè)狀態(tài),由于存在單溫濕度傳感器控制區(qū)域一臺或者兩臺除濕機(jī)的工作狀態(tài),故有兩種除濕機(jī)控制策略輸出量與實(shí)際除濕機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的規(guī)則,一臺除濕機(jī)控制策略輸出量與實(shí)際除濕機(jī)控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換如表5。

表5 一臺除濕機(jī)控制策略輸出量與除濕機(jī)控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換表Tab.5 A dehumidifier control strategy output and dehumidifier control state conversion table

兩臺除濕機(jī)控制策略輸出量與實(shí)際除濕機(jī)控制狀態(tài)的轉(zhuǎn)換如表6。

表6 兩臺除濕機(jī)控制策略輸出量與除濕機(jī)控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換表Tab.6 Two dehumidifier control strategy output and dehumidifier control state conversion table

兩臺除濕機(jī)的控制狀態(tài)存在不同的開啟策略,如啟動一臺除濕機(jī)可以有兩種開啟策略,默認(rèn)的開啟策略為開啟標(biāo)號較小的除濕機(jī)。

3 仿真結(jié)果與對比

為了驗(yàn)證本文所述的除濕機(jī)模糊智能控制策略的控制效果,就前述蝸殼層夏季工況進(jìn)行濕熱環(huán)境數(shù)值仿真,同時(shí)對比常規(guī)的除濕機(jī)常開策略,結(jié)合仿真結(jié)果對控制策略進(jìn)行進(jìn)一步分析。

圖8 為除濕機(jī)模糊常開策略下蝸殼層距地1.7 m 橫向空間的濕度云圖分布,在1.7 m 處橫向空間下的濕度變化整體較為均勻,其數(shù)值在48.24%左右,但是在3 號測壓管道處的濕度值較大,其值為56.27%,整體數(shù)值小于60%,滿足生產(chǎn)運(yùn)行要求。就夏季工況而言,經(jīng)除濕機(jī)作用后,整體濕度值明顯變小。圖9為除濕機(jī)模糊常開策略下蝸殼層距地1.7 m 縱向空間的濕度云圖分布,就中間縱向空間的濕度變化來看,五條測壓管道的濕度變化較為均勻,除卻3號測壓管道處的濕度值較高。

圖8 除濕機(jī)常開策略下蝸殼層距地1.7 m橫向空間濕度云圖Fig.8 Horizontal spatial humidity cloud map of the volute layer 1.7 m above the ground under the dehumidifier normally-on strategy

圖9 除濕機(jī)常開策略下蝸殼層距地1.7 m縱向空間濕度云圖Fig.9 Longitudinal spatial humidity cloud map of the volute layer 1.7 m above the ground under the dehumidifier normally-on strategy

圖10為除濕機(jī)模糊智能控制策略下蝸殼層距地1.7 m橫向空間的濕度云圖分布,根據(jù)控制策略,左側(cè)的除濕機(jī)處于開啟狀態(tài),右側(cè)開啟了編號為1、3、5的三臺除濕機(jī),整體濕度變化較為均勻,五處測壓管道以及左側(cè)廊道處濕度值小,數(shù)值在50.44%左右,右側(cè)廊道處濕度值大一些,數(shù)值在58.92%,相比于除濕機(jī)常開策略下的情況,濕度的數(shù)值更大。圖11為中間區(qū)域縱向空間的相對濕度變化云圖,同橫向空間濕度分布類似,整體濕度值在49.90%左右波動,中間縱向處濕度最大值為50.50%,就夏季工況而言,該濕度值同樣符合生產(chǎn)運(yùn)行,達(dá)到相應(yīng)的安全運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn),且整體的除濕機(jī)工作的功耗更小,達(dá)到了節(jié)能的目的。

圖10 除濕機(jī)模糊智能控制策略下蝸殼層距地1.7 m橫向空間濕度云圖Fig.10 The horizontal spatial humidity cloud map of the volute layer 1.7 m above the ground under the fuzzy intelligent control strategy of the dehumidifier

圖11 除濕機(jī)模糊智能控制策略下蝸殼層距地1.7 m縱向空間濕度云圖Fig.11 Longitudinal spatial humidity cloud diagram of volute layer 1.7 m above ground under fuzzy intelligent control strategy of dehumidifier

4 結(jié) 語

水電廠地下廠房過度的濕熱極大的影響水電廠各種主輔設(shè)備的安全運(yùn)行與水電廠現(xiàn)場工作人員的工作環(huán)境與效率。通過對水電站地下廠房濕熱環(huán)境的實(shí)地調(diào)研,以及遵照水力發(fā)電廠廠房暖通風(fēng)雨空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)程,結(jié)合現(xiàn)場工作人員的實(shí)際需求,設(shè)計(jì)了一套水電廠地下廠房濕熱環(huán)境優(yōu)化系統(tǒng)與分區(qū)域除濕機(jī)模糊智能控制方法。該系統(tǒng)能實(shí)時(shí)在線監(jiān)測各區(qū)域的溫濕度情況,將重點(diǎn)區(qū)域的相對濕度及相對濕度誤差作為分區(qū)域除濕機(jī)模糊智能控制方法輸入,經(jīng)模糊控制得到實(shí)際除濕機(jī)臺數(shù)開啟比例,仿真結(jié)果顯示分區(qū)域除濕機(jī)模糊智能控制方法能有效控制除濕機(jī)改善水電廠地下廠房濕熱環(huán)境,達(dá)到相應(yīng)的安全運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn),且能降低整體能耗,科學(xué)的優(yōu)化水電廠地下廠房的濕熱環(huán)境。該系統(tǒng)滿足水電站對于安全生產(chǎn)運(yùn)行的要求,有利于改善水電廠廠房濕熱環(huán)境,并提高水電站的智能化運(yùn)行水平。

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