大发热量电气设备室暖通设计

李新华 (安徽省电力设计院，安徽 合肥 230601)

1 概 述

变频器、SVG控制柜以及励磁柜在电厂以及变电所普遍应用，这类设备间由于空间较小且散热量较大，给暖通设计造成一定的不利因素。若暖通设计效果不佳，会造成设备柜体温度过高，引起高温报警，甚至导致设备故障率高、可靠性差，并且设备长期在高温、粉尘环境下工作，也会加速设备的老化，缩短设备的使用寿命。因此，暖通专业需重视该类设备间的通风及空调设计。

2 设备间的暖通设计方式

变频器、SVG控制柜、励磁设备间等小空间大发热量房间的暖通设计主要分为通风设计和空调设计。

2.1 通风设计

2.1.1 通风设计的两种方式

通风设计主要分为自然进风、机械排风和机械进风、机械排风两种方式。自然进风是通过在外墙上安装带过滤网百叶窗，由排风机排风形成室内负压，室外空气经百叶窗进入室内的通风方式，进风量等于排风机排风量；机械进风是通过送风机向室内送风或采用带中效过滤的送风机箱向室内送风。机械排风分为设备自带排风机接风管排至室外和在外墙上安装排风机将室内热空气排至室外。各通风方式都有各自的优缺点，具体见表1。

2.1.2 降温送风

降温送风机组有初/中级过滤器、表冷器、送风机等部分组成，降温通风的冷源可采用自然冷源（如地下水源、河流水等）和人工冷源（如氟利昂压缩制冷）。其中采用自然冷源的方式，多采用空气－水蒸发冷却空调系统，采用人工冷源可采用制冷剂在表冷器内直接蒸发或由冷水机组提供的冷冻水冷却方式。送风系统可根据室外空气温度调整供冷量或关闭制冷系统。

蒸发冷却系统的使用需要满足一定的条件，在气候干燥的西部和北部地区，夏季空调室外空气计算湿球温度较低，采用蒸发冷却会有较好的效果。对于潮湿地区，空气计算湿球温度较高时，蒸发冷却效果不明显，采用人工制冷方式效果较好。

2.2 空调设计

空调设计是将室内封闭，室内散热量完全由空调承担。空调系统分为柜式空调系统和组合式空调系统。

对于设置于汽机房内的变频器间及励磁间，受空间的限制，多采用柜式空调系统。在风冷室外机无条件安放时，可采用水冷柜机，冷却水使用工业水。但此种系统不能维持室内正压状态，在周围环境不够清洁时，灰尘会经过缝隙进入室内，对设备的使用有一定的影响，因此须加强房间的密封性。另外采用这种方式全年依靠人工能源维持室内温度，不能利用室外空气天然冷源，不够节能。如某电厂变频器室内设置28kW 制冷量空调5台，每小时耗电量45kW。某些电厂设计空调与通风均设置，根据室外温度切换通风运行或空调封闭运行；有些电厂（例如宿州电厂）无专门暖通运行人员，运行管理水平有限，改为风冷柜式空调机封闭运行。

组合式空调机组包括进风段、初/中效过滤段、表冷段、送风段等功能段组成。当采用风冷冷凝器时，还包括压缩冷凝段。表冷段可采用集中制冷站提供的冷冻水或直接蒸发式表冷。这种系统可保证室内正压，防止未经过滤空气进入，而且可以根据室外空气参数调整新回风比例，尽量使用天然冷源达到节能的目的。由于热空气集中在设备室的上部，为保证电气设备的进风温度较低，采用下送风的方式比较合理。但这种方式需要增加空调设备投资，并需要足够的空间安装空调设备，此外该方式风管系统也较为复杂，对设备间的层高以及室内空间都有一定的要求。

3 工程实例

某电厂一期励磁设备间采用一台风冷冷风柜式空调机维持室内温度，柜机制冷量为42kW。电厂运行人员反映在空调设备出现故障时，因为没有暖通空调设备专门维护人员，造成维修时间长，在空调不能正常运行期间，室内温度高。因此在电气设备间设置空调时需考虑设备的备用率，且最好设置2台以上的空调机以满足电气设备正常运行的需要。

二期励磁设备间紧邻汽机房6kV配电装置布置，在做暖通设计时统一考虑两个房间的空调备用（见图1）。

16kV配电装置室空调系统型式为低速全空气空调系统，选用2台水冷冷风型柜式空调机组，每台机组的制冷量为64kW，1用1备；励磁设备间空调平时采用2台风冷柜式空调机，每台机组的制冷量为34kW，2台同时运行。励磁设备间平时使用风冷柜式空调机维持室内温度，汽机房6kV配电装置室仅使用1台水冷柜机消除设备散热，此时手动对开多叶调节阀（编号3）、双层可调百叶风口（编号5）、双层防火百叶窗（编号4）全部关闭；当励磁间风冷柜机出现故障时，启动备用水冷柜机（编号1），同时开启编号3，4，5，通过风管向励磁间送冷风以维持室内温度。

表1

图1

在大功率电气设备间相邻布置时，可采用这种空调方式。在不增加空调机费用的情况下，增加了大功率房间空调的备用率，在空调设备出现故障时，不影响大功率设备运行。

4 总 结

大散热量电气设备间的暖通设计需要因地制宜，根据现场的气候条件、空间布置、周围环境等因素选择最佳的设计方式，并且设计时需要综合考虑设备的初投资和运行费用的比较，使设计经济节能。

[1]李善化，康慧，孙相军，等.火力发电厂及变电所供暖通风空调设计手册[M].北京：中国电力出版社，2000.

[2]李志统，潘灯.某发电厂高压变频器室空调系统改造设计探讨[J].制冷空调与电力机械,2010(4).