火电厂变频器室空调改造设计探讨.docx

火电厂变频器室空调改造设计探讨 摘 要：随着社会经济的发展，人们对环保节能意识的提高，对火电厂进行节能减排改造已经成为当前电厂改造的主要工作之一，针对电厂引风机的变频改造是电厂改造的一项重要措施。变频器室是引风机变频器主要的工作环境，而且变频器对工作环境要求较高，因此维持变频器室内温度的稳定是变频器室空调设计工作的重要课题。文章在此背景下对火电厂变频器室的空调系统设计进行了探讨。 下载 关键词：火电厂；变频器室；空调改造设计 中图分类号：TM925.12 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）23-0029-01 1 概 述 变频器在电厂节能改造过程中发挥着重要作用，对稳定风机电压、减少风机电能消耗等有着十分重要的作用。目前常用的变频器由变压器、控制器以及功率单元等组成，由于风机的工作电压较高，因此变频器电子元件在运行时散发出大量的热量，使得室内温度大幅度提高，相对于发电厂其他电气设备间，其室内单位面积发热量更大。 高温、潮湿、尘埃或腐蚀性气体的环境会加速变频器电子元件的腐蚀损坏，导致变频器出现接触不良以及短路等问题，从而影响电厂正常运营，甚至造成严重的生产安全事故。另外，潮湿、高温的工作环境还会缩短变频器的使用寿命，从而增多变频器元件的更换次数，进而增加电厂运行成本，不利于电厂生产的经济效益。因此，为确保变频器工作环境，电厂一般配置专门的变频器室，且变频器室还配有空调系统。 2 变频器间布置及概况 本文结合某工程实例，对变频器间空调系统设计改造方案进行分析。某火电厂位于江苏，该地区冬季空调设计干球温度为-4 ，相对湿度为65%，夏季空调设计干球温度为31 ，相对湿度为73%。该工程引风机变频器间由电厂一就地配电间改造，室内已设置空调系统，但实际运行过程中，空调系统制冷效果差，不能满足设备运行温度要求。为了满足工程要求，本文对此空调系统所需进行的改造措施进行一些探讨。 该引风机变频器间的设备布置以及室内的原有空调措施如图1所示。此变频器室由电厂原配电间改造，室内布置有四台变频器。工程试运行时，空调设备保留原配电间吊顶式空调，每台空调室内机额定制冷量12 kW，空调系统未做改造。 通过分析本变频器室对工作环境温度的要求，每台变频器容量800 kW，发热量约24 kW（按变频器额定容量的3%计算），该变频器室内设备散热共约96 kW。原空调系统总制冷量仅48 kW，在理论上不能满足制冷要求，实际工作中即使仅其中两台变频柜运行亦经常发出高温警报。 针对这一问题设计人员进行了现场踏勘，对室内温度进行了测试分析。测试结果显示，机柜周边温度最高，尤其是功率柜及变压器柜散热排风口处。通过分析结果发现该变频器室内的变频器经常发出高温警报的原因有两点：空调制冷量不足。变压器柜局部散热量较大，且其散热风机排风对室内气流的组织有一定影响。以上两点因素导致了室内热量无法被及时排除，制冷效果较差。所以，在对变频器室空调系统改造时需要考虑到以上因素。 3 变频器室空调系统改造方案分析 目前，国内对设备机房空调系统设计的研究已经取得了不错的进展，形成了多种设计思路，提出了多种设计方案，其中有些是适合本工程案例的。结合当前常见的几种设计思路，设计者提出了以下两种较可行的改造设计方案，供工程改造选择。 3.1 增设机房专用空调方案 系统工作原理是完全利用设备机房专用空调产生冷量，通过冷空气在变频器室内的循环，吸收变频器元件运行产生的热量，从而达到降温目的。这种降温方式可以在室外温度较高的工况下，达到有效的降温效果；但是该方案需要增加的设备较多，会占用较多的室内空间，而且无法利用室外的新风，所有变频器产生的热量均由空调承担，因此空调的工作负荷较大，耗能亦较大。 3.2 增设全新风空调系统和排风系统方案 系统工作原理是利用空调机将室外的空气经过过滤、降温除湿处理后送入室内，然后在室内经过空气循环带走变频器元件产生的热量，从而达到降温的效果；同时利用排风机直接排除一部分热量。 同前一种方案相比，第二种方案的新风机组可根据室内温度状况，调节运行方式，既可以充分利用室外新风，而且又可以在室外温度较高时起到很好的降温效果。并且该方案的投入成本和运行成本均较前者低，符合节能环保的理念。 4 变频器室空调系统改造设计 根据以上分析，本工程最终采用了第二种空调设计方案。保留了室内原有空调系统，在此基础上增设一套全新风降温系统和排风系统。 降温系统选用直接蒸发式全新风空气处理机组，制冷量26 kW，送风量5 300 m3/h；排风系统选用管道式轴流风机与变压器柜排风口通过风管连接，总排风量约4 800 m3/h，室内保持微正压。 该改造方案中新增系统的具体运行方式是：在冬季，只开启新风机组的通风机，将室外低温空气经过滤后直接输入室内，再通过排风机排出室外进行循环，室内设备散热，降低室内温度，确保变频器在冬季正常运行；而在夏季和春秋过渡季节，则同时开启新风机组压缩机与通风机，将室外空气进过降温处理后再输入室内，消除室内设备发热量，同时风管式风机直接排除变压器端排出的热空气；若室内温度高于28 时，再开启室内原空调系统。这样，既能直接排除了部分热量，又利用了外界新风，节约了能源。 该空调系统实际运行过程中，变频器间室内温度冬季保持在15 左右，夏季保持在28 左右，均能满足变频器正常工作对环境温度的要求，且室内保持微正压，可有效防止室外灰尘进入室内。由此证实该变频器间空调系统经改造后，可取得良好的降温效果。 另外，考虑到原空调设备间距较大，本设计方案将新风空调送风管道设置在房间正中，采用了方形散流器送风，结合原有空调系统，从而提高了冷风在室内分布的均匀度，提高了降温效果。 5 结 语 本文只是针对所举例的工程项目，经过分析选择的空调改造方案，并根据该工程的特点进行了探讨。基于全国各个区域气候条件差异较大，且不同的工程项目有