敦化抽水蓄能電站地下主廠房氣流組織優(yōu)化設(shè)計(jì)及運(yùn)行控制策略研究.pdf

1、隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)化石能源消耗日益緊張，電力需求日益增大，抽水蓄能電站能滿足電網(wǎng)的調(diào)頻調(diào)相、調(diào)峰填谷和緊急事故備用需求，其在電網(wǎng)中的作用日趨顯著，預(yù)計(jì)到2020年我國(guó)需要建設(shè)4000~6000萬k W的抽水蓄能電站。敦化抽水蓄能電站位于我國(guó)東北嚴(yán)寒地區(qū)，冬季寒冷漫長(zhǎng)，為保證電站工作人員的健康要求和機(jī)電設(shè)備的正常工作，地下廠房良好的通風(fēng)空調(diào)方案和氣流組織是十分重要的。
　　本文基于相似模型理論和熱量阿基米德模型律，建立敦化

2、抽水蓄能電站地下主廠房和母線洞1/20模型試驗(yàn)臺(tái)，根據(jù)試驗(yàn)任務(wù)建立模型本體結(jié)構(gòu)、測(cè)試系統(tǒng)、模擬熱源系統(tǒng)和模型送排風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)并開展地下廠房通風(fēng)空調(diào)及采暖方案模型試驗(yàn)研究。主要研究成果如下：
　　首先，本文以主廠房夏季空調(diào)工況為例研究了地下廠房2種通風(fēng)空調(diào)布置方案下主廠房及母線洞溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)的分布規(guī)律。研究結(jié)果表明該電站母線層送風(fēng)應(yīng)從發(fā)電機(jī)層上游側(cè)引風(fēng)，蝸殼層送風(fēng)應(yīng)從發(fā)電機(jī)層下游側(cè)引風(fēng)能夠提高主廠房溫度分布均勻性，避免了水輪機(jī)層、

3、蝸殼層“氣流死區(qū)”的出現(xiàn)。進(jìn)而開展了冬季采暖工況時(shí)主廠房送風(fēng)方案的研究，進(jìn)行了發(fā)電機(jī)層兩種采暖送風(fēng)方案的模型試驗(yàn)。研究結(jié)果表明冬季采暖工況時(shí)發(fā)電機(jī)層總送風(fēng)量不變時(shí)不同拱頂送風(fēng)量L1和母線洞回風(fēng)量L2的比例對(duì)主廠房及母線洞溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)分布規(guī)律影響不大。
　　然后，根據(jù)空調(diào)、采暖工況模型試驗(yàn)結(jié)果分析了主廠房空調(diào)季設(shè)計(jì)工況為“拱頂送風(fēng)溫度20.00℃，送風(fēng)量168000m3/h”、采暖季設(shè)計(jì)工況為“拱頂送風(fēng)溫度5℃，送風(fēng)量85000m

4、3/h，母線洞回風(fēng)量為83000m3/h”。并分析了設(shè)計(jì)工況下主廠房各洞室工作區(qū)冬夏季溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)的分布規(guī)律。
　　其次，本文以該電站為例研究了采用拱頂均勻送風(fēng)的水電站地下主廠房當(dāng)發(fā)電機(jī)組處于部分發(fā)電運(yùn)行工況時(shí)，拱頂送風(fēng)量減少，為提高通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效果，分別研究了發(fā)電容量為發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)容量的25%、50%、75%時(shí)不同拱頂送風(fēng)方案下發(fā)電機(jī)層工作區(qū)溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)的分布規(guī)律。研究結(jié)果表明對(duì)于采用拱頂均勻送風(fēng)的地下主廠房，可以減少

5、各風(fēng)口支管調(diào)節(jié)閥設(shè)置個(gè)數(shù)，當(dāng)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行臺(tái)數(shù)減少時(shí)，根據(jù)發(fā)電機(jī)組的位置分布，合理調(diào)節(jié)拱頂兩端的空氣處理機(jī)組運(yùn)行方式。
　　最后，根據(jù)廠房夏季冬季通風(fēng)空調(diào)及采暖工況模型試驗(yàn)結(jié)果，考慮當(dāng)?shù)貧庀髼l件和主廠房最小新風(fēng)量要求，全面分析主廠房和母線洞通風(fēng)、空調(diào)、采暖工況的劃分原則和切換條件、提出了全年逐時(shí)熱環(huán)境調(diào)控策略、研究了主廠房各洞室工作區(qū)全年逐時(shí)平均溫度分布。
　　本文在對(duì)敦化抽水蓄能電站地下主廠房和母線洞采暖、空調(diào)工況下各洞室溫