文／熊照雪 中國(guó)電建集團(tuán)江西省電力設(shè)計(jì)院有限公司 江西南昌 330096

1.工程概況

該工程為1×20MW+12×135MW+4×380MW 發(fā)電機(jī)組，給江蘇德龍巨盾鎳業(yè)工業(yè)園供電，位于印度尼西亞中蘇拉威西島。本文以其中一臺(tái)20MW 發(fā)電機(jī)組的主廠房為例，介紹印尼自備電廠主廠房的通風(fēng)空調(diào)及輸煤系統(tǒng)除塵的設(shè)計(jì)方法。設(shè)計(jì)依據(jù)為設(shè)計(jì)合同、地勘、氣象等外部設(shè)計(jì)資料、總平面布置圖、中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、污染物排放執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為印尼當(dāng)?shù)卣峁┑呐欧乓蟆１竟こ讨信照{(diào)專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)內(nèi)容是新建廠房?jī)?nèi)的通風(fēng)、空調(diào)以及除塵，主要包括主廠房通風(fēng)與空調(diào)，本期輸煤系統(tǒng)通風(fēng)除塵，輔助及附屬建筑物通風(fēng)與空調(diào)。本工程于2022年已竣工，投入運(yùn)行后使用效果反饋良好。

2.設(shè)計(jì)參數(shù)

2.1 室外設(shè)計(jì)參數(shù)

本工程所在的地區(qū)為熱帶季風(fēng)氣候，一年內(nèi)大部分月份有較多降水，旱季短暫。該地區(qū)處于赤道無(wú)風(fēng)帶，風(fēng)速較小，根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀筚Y料得知，最低平均氣溫可達(dá)到22.2℃ ，最高平均氣溫可達(dá)到33.4℃，年平均氣溫可達(dá)到26.8℃。最熱月平均相對(duì)濕度可達(dá)到93.5%，最小月平均相對(duì)濕度可達(dá)到55.7%，年平均相對(duì)濕度可達(dá)到80.3%。

2.2 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)

該自備電廠的主廠房的室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)依據(jù)《發(fā)電廠供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（DL/T5035-2016）[1]的不同功能的房間要求，各參數(shù)的取值詳見(jiàn)表1。

表1 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)

3.主廠房通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)

3.1 汽機(jī)房通風(fēng)

本工程除氧間及鍋爐房敞開(kāi)布置，汽機(jī)房封閉布置，因此僅在汽機(jī)房中進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。汽輪機(jī)房采用建筑外窗自然進(jìn)風(fēng)、屋頂百葉窗自然排風(fēng)的通風(fēng)方式。室外空氣經(jīng)過(guò)汽機(jī)房底層、中間層、運(yùn)轉(zhuǎn)層建筑側(cè)窗及底層大門(mén)送入室內(nèi)，空氣吸收室內(nèi)工藝設(shè)備和管道散發(fā)的熱量和濕量后，從布置在汽機(jī)房屋面的屋頂百葉窗排至室外。單臺(tái)機(jī)組散熱量為0.3MW，通風(fēng)室外計(jì)算溫度取干球溫度36℃，排風(fēng)溫度為41℃，汽機(jī)房排除余熱所需要的通風(fēng)量計(jì)算結(jié)果是21.3×104kg/h。單臺(tái)機(jī)組汽機(jī)房通風(fēng)計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)表2。

表2 單臺(tái)機(jī)組汽機(jī)房通風(fēng)計(jì)算結(jié)果表

3.2 集控室及電子設(shè)備間通風(fēng)空調(diào)

3.2.1 設(shè)計(jì)原則

為了保證各種儀器、儀表及控制設(shè)備有效運(yùn)行，在室內(nèi)設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)，來(lái)控制室內(nèi)的溫度、濕度，使得這些工業(yè)房間的空氣參數(shù)滿(mǎn)足要求，以實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠的安全、穩(wěn)定、正常運(yùn)行。各建筑物空調(diào)房間均采用風(fēng)冷分體式空調(diào)降溫或者多聯(lián)機(jī)空調(diào)加新風(fēng)系統(tǒng)，非空調(diào)房間采用軸流風(fēng)機(jī)平時(shí)通風(fēng)排除室內(nèi)余熱。

3.2.2 空調(diào)范圍

主廠房需要設(shè)置空調(diào)的房間有：集控室、電子設(shè)備間、會(huì)議/交接班室、蓄電池室、出線小室、高低壓配電間等。各房間室內(nèi)空調(diào)冷熱負(fù)荷估算值見(jiàn)表3。

表3 空調(diào)冷熱負(fù)荷估算表

3.2.3 空調(diào)系統(tǒng)

集控室和電子設(shè)備間的空調(diào)均采用多聯(lián)機(jī)空調(diào)，空調(diào)機(jī)根據(jù)房間的功能不同，考慮50%部分負(fù)荷備用。室內(nèi)選擇環(huán)繞型出風(fēng)天井式室內(nèi)機(jī)，室外選擇直流變頻多聯(lián)空調(diào)機(jī)組（外機(jī)）。每個(gè)房間設(shè)計(jì)2 套多聯(lián)機(jī)空調(diào)，每套空調(diào)冷負(fù)荷均為房間冷負(fù)荷的50%。室內(nèi)機(jī)均勻布置，室內(nèi)氣流組織穩(wěn)定。每臺(tái)空調(diào)室外機(jī)對(duì)應(yīng)連接多臺(tái)空調(diào)室內(nèi)機(jī)。空調(diào)室內(nèi)機(jī)設(shè)置在室內(nèi)吊頂處，空調(diào)室外機(jī)放置在對(duì)應(yīng)空調(diào)房間外側(cè)。

為滿(mǎn)足空調(diào)房間運(yùn)行人員的衛(wèi)生要求，給集控室區(qū)域的空調(diào)系統(tǒng)配置新風(fēng)換氣機(jī)組，新風(fēng)量保證不小于每小時(shí)每個(gè)人30m3的新鮮空氣量。新風(fēng)機(jī)組設(shè)置在過(guò)道上空，連接新風(fēng)管道通過(guò)風(fēng)口給各房間送入室外新風(fēng)。集中控制室及電子設(shè)備間、會(huì)議室通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)見(jiàn)圖1。

圖1 集中控制室及電子設(shè)備間、會(huì)議室通風(fēng)空調(diào)平面圖

3.2.4 空調(diào)及通風(fēng)系統(tǒng)的防火排煙

空調(diào)系統(tǒng)和消防系統(tǒng)連鎖運(yùn)行，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)自動(dòng)切斷空調(diào)系統(tǒng)的電源、關(guān)閉相應(yīng)風(fēng)管上的防火閥，停止運(yùn)行空調(diào)系統(tǒng)，保證順利進(jìn)行消防滅火。

集控室、電子設(shè)備間設(shè)置火災(zāi)事故后排風(fēng)系統(tǒng)，選擇的軸流風(fēng)機(jī)的風(fēng)量時(shí)，計(jì)算事故后通風(fēng)量的換氣次數(shù)不小于每小時(shí)6 次。軸流風(fēng)機(jī)平時(shí)不開(kāi)啟，滅火后開(kāi)啟排除室內(nèi)煙氣。

3.2.5 會(huì)議/交接班室空調(diào)

會(huì)議/交接班室供工作人員開(kāi)會(huì)、交接班使用，設(shè)置風(fēng)冷分體式柜式空調(diào)機(jī)或壁掛式空調(diào)機(jī)，保證房間內(nèi)的溫度及濕度負(fù)荷人體熱舒適的要求，冷凝水管就近排至室外。

3.3 主廠房其它房間通風(fēng)空調(diào)

3.3.1 加藥間

藥品庫(kù)、加藥間內(nèi)存放化學(xué)藥品，為了排除藥品揮發(fā)出來(lái)的氣體，設(shè)置機(jī)械通風(fēng)裝置，采用自然進(jìn)風(fēng)、機(jī)械排風(fēng)方式，選擇防腐型軸流風(fēng)機(jī)，通風(fēng)量計(jì)算采用換氣次數(shù)不小于每小時(shí)15 次。風(fēng)機(jī)平時(shí)開(kāi)啟運(yùn)行排氣。通風(fēng)系統(tǒng)使用防爆風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)與電機(jī)直聯(lián)。

3.3.2 高低壓電氣配電間

高低壓配電間內(nèi)放置的電氣設(shè)備會(huì)產(chǎn)生大量余熱，且門(mén)窗平時(shí)關(guān)閉，不可開(kāi)啟。故設(shè)置自然進(jìn)風(fēng)、軸流風(fēng)機(jī)機(jī)械排風(fēng)的事故后通風(fēng)系統(tǒng)，事故排風(fēng)機(jī)也可以平時(shí)通風(fēng)使用。由于全年配電間內(nèi)散熱量大，考慮室內(nèi)設(shè)置單冷型分體式空調(diào)機(jī)全年供冷，用于排除室內(nèi)電氣盤(pán)柜或干變等設(shè)備散發(fā)的熱量，維持室內(nèi)一定的溫度值。選擇軸流風(fēng)機(jī)型號(hào)時(shí)，計(jì)算事故后通風(fēng)量采用換氣次數(shù)不小于每小時(shí)12次。平時(shí)軸流風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行，火災(zāi)時(shí)切斷電源及時(shí)關(guān)閉，滅火后繼續(xù)運(yùn)行。

3.3.3 蓄電池室

蓄電池室中采用1 套機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)，平時(shí)運(yùn)行兼事故時(shí)運(yùn)行。排除室內(nèi)的氫氣等有害氣體，計(jì)算總通風(fēng)量按換氣次數(shù)不小于6 次每小時(shí)。通風(fēng)系統(tǒng)考慮防爆，風(fēng)機(jī)與電機(jī)直接連接?？紤]蓄電池工作狀態(tài)及使用壽命受室內(nèi)溫度變化影響較大，蓄電池內(nèi)設(shè)置防爆分體式空調(diào)。蓄電池室內(nèi)的風(fēng)管與軸流風(fēng)機(jī)連接，采用上部吸風(fēng)口吸收氫氣，且吸風(fēng)口頂端距離天花板不大于0.1m，使得密度小于空氣的氫氣能快速?gòu)娘L(fēng)口吸入并排出室外。蓄電池室通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)見(jiàn)圖2。

圖2 蓄電池室通風(fēng)空調(diào)平面圖

3.3.4 出線小室

出線小室設(shè)于汽機(jī)房0.00 米層，設(shè)有事故后排風(fēng)機(jī)，事故排風(fēng)機(jī)也可以作平時(shí)通風(fēng)用，風(fēng)機(jī)選型時(shí)，計(jì)算通風(fēng)量時(shí)采用換氣次數(shù)不小于12 次小時(shí)。

出線小室設(shè)置風(fēng)冷柜式分體單冷空調(diào)機(jī)作為炎熱季節(jié)降溫裝置。降溫通風(fēng)系統(tǒng)維持室內(nèi)一定的溫度值。

4.煤倉(cāng)間通風(fēng)除塵設(shè)計(jì)

輸煤系統(tǒng)根據(jù)《發(fā)電廠供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（DL/T5035-2016）[1]及《工業(yè)供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50019-2015）[2]的規(guī)定。工作場(chǎng)所空氣中含塵濃度總塵不超過(guò)4mg/m3，呼塵不超過(guò)2.5mg/m3，除塵系統(tǒng)向外排放濃度不超過(guò)60mg/m3。輸煤系統(tǒng)的各轉(zhuǎn)運(yùn)站和煤倉(cāng)間皮帶層原煤斗等各主要產(chǎn)塵點(diǎn)，均設(shè)置除塵器等相關(guān)設(shè)備。除塵設(shè)備采用扁布袋式除塵器。不另設(shè)置微霧抑塵系統(tǒng)。

4.1 煤倉(cāng)間原煤斗除塵

煤倉(cāng)間共有3 個(gè)原煤斗。煤倉(cāng)間每個(gè)煤斗處設(shè)置1 臺(tái)庫(kù)頂式布袋除塵器，每臺(tái)除塵器處理風(fēng)量為3284m3/h。除塵器兼做排除煤斗中可能存在的有害氣體，共計(jì)3 臺(tái)除塵器。除塵設(shè)備與輸煤系統(tǒng)原煤斗對(duì)應(yīng)的犁煤裝置聯(lián)鎖運(yùn)行，在輸煤設(shè)備啟動(dòng)運(yùn)行前3 分鐘除塵裝置投入運(yùn)行，輸煤設(shè)備停止運(yùn)行后繼續(xù)運(yùn)行5 分鐘。除塵裝置自動(dòng)控制接入輸煤系統(tǒng)集中控制系統(tǒng)（即可就地或遠(yuǎn)程操控）。除塵器考慮嚴(yán)格的防爆及消防措施。煤倉(cāng)間皮帶層除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)見(jiàn)圖3。

圖3 煤倉(cāng)間皮帶層除塵平面圖

4.2 煤倉(cāng)間轉(zhuǎn)運(yùn)站除塵系統(tǒng)

轉(zhuǎn)運(yùn)站除塵器的設(shè)置原則上與輸煤皮帶對(duì)應(yīng)，即每路皮帶單獨(dú)設(shè)置一套除塵系統(tǒng)，以保證除塵效果。除塵器風(fēng)機(jī)采用防爆電機(jī)。除塵器采用扁布袋除塵器。輸煤系統(tǒng)的灰塵從吸塵管進(jìn)入扁布袋除塵器，通過(guò)除塵器凈化后，再?gòu)呐棚L(fēng)管排至室外，以保證室內(nèi)工作的潔凈度滿(mǎn)足要求。

4.3 輸煤系統(tǒng)除塵設(shè)施匯總

表4 本工程輸煤系統(tǒng)除塵設(shè)施規(guī)格數(shù)量

5.防火防爆設(shè)計(jì)

對(duì)于設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)房間的通風(fēng)和空調(diào)設(shè)備與消防控制設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制?；馂?zāi)報(bào)警后，自動(dòng)切斷通風(fēng)和空調(diào)設(shè)備的電源，關(guān)閉相應(yīng)風(fēng)管防火閥，并向消防控制中心反饋信號(hào)，通風(fēng)和空調(diào)設(shè)備停止運(yùn)行，保證消防滅火順利進(jìn)行[3]。

在蓄電池室等可能突然放散大量有害氣體或有爆炸危險(xiǎn)氣體的建筑物中設(shè)置事故通風(fēng)裝置，分別在室內(nèi)、室外便于操作的地點(diǎn)設(shè)置電器開(kāi)關(guān)。蓄電池室的通風(fēng)設(shè)備采用防爆軸流風(fēng)機(jī)。

煤倉(cāng)間每個(gè)煤斗處設(shè)置一臺(tái)布袋除塵器，兼做排除煤斗中可能存在的有害氣體。在散發(fā)粉塵、可燃性氣體房間的通風(fēng)系統(tǒng)采用防爆軸流風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)與電機(jī)直接連接。

6.設(shè)計(jì)總結(jié)

（1）印尼工業(yè)園區(qū)的自備電廠供電量與工業(yè)需求相適應(yīng)，廠房結(jié)構(gòu)緊湊，房間功能區(qū)各有特點(diǎn)且分布較分散，且全年室外氣溫較高，不需要供暖，多采用單冷型分體空調(diào)和多聯(lián)機(jī)空調(diào)相結(jié)合的辦法來(lái)設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)。集中控制室、電子設(shè)備間設(shè)置多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)加新風(fēng)系統(tǒng)，維持室內(nèi)的溫濕度。部分散熱量較大房間設(shè)置分體式單冷空調(diào)器降溫。

（2）通風(fēng)系統(tǒng)根據(jù)工藝要求選擇換氣次數(shù)計(jì)算，取事故風(fēng)量和平時(shí)風(fēng)量的較大值來(lái)選擇軸流風(fēng)機(jī)。汽機(jī)房設(shè)置自然進(jìn)風(fēng)、自然排風(fēng)的通風(fēng)方式，用于排除設(shè)備散熱、散濕量。廠用配電室等設(shè)置機(jī)械通風(fēng)，其他生產(chǎn)輔助與附屬建筑根據(jù)要求設(shè)置自然進(jìn)風(fēng)、機(jī)械排風(fēng)的通風(fēng)方式。有特殊要求的房間選擇特殊的風(fēng)機(jī)，如加藥間選用防腐風(fēng)機(jī)，蓄電池室選用防爆風(fēng)機(jī)。

（3）除塵系統(tǒng)根據(jù)皮帶的帶寬及帶速確定除塵風(fēng)量計(jì)算值，從而選擇除塵器。煤倉(cāng)間多采用庫(kù)頂式布袋除塵器，其數(shù)量與原煤斗數(shù)量一致。煤倉(cāng)間轉(zhuǎn)運(yùn)站多采用扁布袋除塵器，其數(shù)量與皮帶數(shù)量一致。除塵器的布置應(yīng)結(jié)合皮帶機(jī)或者原煤斗的位置調(diào)整，使得室內(nèi)空間布局不影響工藝設(shè)備運(yùn)行。

（4）部分房間如蓄電池室等需要考慮防火防爆設(shè)計(jì)，故采用防爆空調(diào)和防爆風(fēng)機(jī)，且與電機(jī)直連，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)應(yīng)切斷電源，立即關(guān)閉風(fēng)機(jī)和空調(diào)。

（5）本工程工業(yè)園自備電廠正常生產(chǎn)后，空調(diào)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，各房間室內(nèi)的溫度、濕度、潔凈度均達(dá)標(biāo)，符合工藝要求，且效果良好。