淺談猴子巖水電站通風設計的優化

陳 川， 李 治 國

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司,四川 成都 610072)

1 工程概況

猴子巖水電站位于甘孜藏族自治州康定縣境內，廠房為地下廠房。電站按“為無人值班，少人值守”原則設計。猴子巖水電站的氣象資料主要依據丹巴氣象站提供的氣象參數進行修正計算后確定如下：

年平均溫度 14.5 ℃

極端最高溫度 37.7 ℃

極端最低溫度 -10.6 ℃

最熱月平均溫度 22.5 ℃

夏季通風溫度 28 ℃，

年平均相對濕度 52%

夏季通風相對濕度 61%(丹巴為42%)

夏季空調溫度 31.6 ℃

夏季空調濕球溫度 20.5 ℃

冬季通風溫度 4 ℃

冬季采暖溫度 1 ℃

冬季空調溫度 0 ℃

夏季最多風向 ENE

猴子巖電站采用自然進風和機械送風、機械排風的通風方式。另設置局部空調和局部除濕。

廠房進風一路通過風機送風至廠房拱頂，再通過風口下送至發電機層。然后經發電機層夾墻預埋風管由風機送至發電機以下各層及副廠房；另一路通過交通洞自然進風，到達廠內。

廠房排風一部分經主廠房拱頂排風道的排風機直接排至室外，為主廠房排風系統；另一部分排風經母線道后再經母線道端部夾墻排至主變風道層，由主變排風機和排風道排至室外，為主變洞排風系統。其余部分排風通過出線洞的排風機排至室外。主廠房排風系統和主變洞排風系統均為全廠主排風系統，承擔全廠85%以上的排風任務。

2 可研階段及招標階段設計

可研設計階段，主廠房排風系統設計風量為：17.99×104m3/h；主變洞排風系統設計風量：50.03×104m3/h。全廠總通風量為：81.33×104m3/h。

主廠房排風系統由副廠房端頭的風道層、排風豎井、主廠排風機室、主廠房排風平洞、聯合排風平洞組成。廠房排風道末端為廠房排風豎井，排風豎井高約127 m，直徑4.0 m；然后通過廠房風機室進入聯合排風平洞，聯合排風平洞為廠房和主變室共同的排風平洞，斷面尺寸為6.2 m×7.5 m。洞口位于溢洪洞進口處，高程為1 848.00 m，結合溢洪洞開挖的永久邊坡，利用溢洪洞右邊墻頂部作為出口平臺。

主變洞排風系統由主變室頂拱風道層、排風豎井、主變室排風機室、排風平洞、聯合排風平洞組成。風從頂拱風道層進入設在主變室中心處的排風豎井，排風豎井高約120 m，直徑6.2 m；然后通過主變風機室進入排風平洞，斷面尺寸為5.0 m×6.5 m，城門洞型。與廠房排風洞結合后，進入聯合排風平洞。

招標階段暖通專業設計不變。水工專業小幅縮減了部分排風通道的截面積，總體變化不大。

3 優化的原因

技施設計階段，由于溢洪洞進口部位布置調整，改由明路接入溢洪洞閘室。需將排風系統聯合排風平洞洞口位置進行調整。同時，由于廠區山體內洞室縱橫交錯，空間關系復雜，布置難度比較大，在滿足通風要求的前提下，如果將廠房排風豎井和主變排風豎井合并，其它洞室的布置將具有更大的靈活性，為施工支洞的布置提供必要的空間。因此，在技施設計階段，對排風系統洞室進行了優化設計。

4 優化的瓶頸問題及其解決

優化的瓶頸問題在于：主廠房排風系統和主變洞排風系統的風量及風壓差異很大，如果合并，兩個排風系統相互干擾很大，會影響全廠通風效果。這也是以往的大型電站沒有把主廠房排風系統和主變洞排風系統合并的根本原因。

經反復研究、計算和分析，確定主廠房排風系統和主變洞排風系統合并的基本思路是：

(1)兩個主排風系統不能完全和并。排風機室不能合并；排風機室與廠房之間洞室不能合并；排風機室與廠外之間洞室可以合并。

(2)排風機室不能合并，但可以布置在同一洞室內，用隔墻隔開。以便于其它部位的合并。

(3)盡可能將排風機室設置在靠近廠房的位置，從而增加可合并洞室的量，減少不可合并洞室的量。

(4)主廠房排風系統和主變洞排風系統的全部分機均裝設止回閥和電動開關閥，以防止兩個排風系統排風倒灌的發生。

5 優化調整方案

優化調整方案，重新設計兩個排風系統的風量和風壓，盡量避免其相互干擾。通風系統總通風量相較可研階段提升了20%。主廠房排風系統設計風量為：57.8×104m3/h；主變洞排風系統設計風量：24.38×104m3/h。全廠總通風量為：98×104m3/h。

方案將可研設計階段的兩條排風豎井合并成一條聯合排風豎井。主廠房排風機室與主變洞排風機室由分散布置在兩個豎井頂部，改為集中布置在聯合排風豎井底部，即主變洞右端頭。

方案中主廠房排風系統洞室由主廠房進風兼排風洞、廠房排風平洞、主廠房排風機室、聯合排風豎井和聯合排風平洞組成。主變洞排風系統洞室由主變洞排風機室、聯合排風豎井和聯合排風平洞組成。聯合排風豎井高約106 m，直徑7.3 m。

優化調整后的主廠房排風系統廠房排風系統由副廠房端頭的風道層、通風洞、主廠房排風平洞、主廠排風機室、聯合排風機室、聯合排風豎井以及聯合排風平洞組成。通風洞將進風洞與廠房排風道合二為一，并用隔墻隔開，長440.04 m，斷面尺寸為8.0 m×9.0 m，城門洞型。廠房排風道末端為廠房排風平洞，結合主變施工上支洞改建而成，長63 m，斷面尺寸為8.0 m×7.0 m，城門洞型。廠房排風道末端接主廠房排風機室，在頂拱聯合排風機室匯合后進入聯合排風豎井，高103.7 m，直徑為φ7.3m。再通過聯合排風平洞排至溢洪洞進口1 848 m高程。聯合排風豎井高程1 840.0 m，與該處省道S211復建公路高程相當，可方便通過S211布置施工通道進行聯合排風平洞和豎井開挖，聯合排風平洞出口結合頂層灌漿廊道布置，施工通道和出口的布置有效的減少了與大壩標的施工干擾。

根據優化調整后的方案布置，主廠房排風和主變洞排風在主變端頭匯合，2條豎井合并為一條聯合排風豎井，線路簡潔，土建工程量得到了優化。在通風系統總通風量提升了20%的情況下，主廠房排風機室與主變洞排風機室由分散布置在兩個豎井頂部改為集中布置在主變洞右端頭，有利于風機室內的通風和電氣設備的安裝和檢修。

6 結 語

技施設計階段，由于溢洪洞進口部位布置調整，改由明路接入溢洪洞閘室。需將排風系統聯合排風平洞洞口位置進行調整。同時，由于廠區山體內洞室縱橫交錯，空間關系復雜，布置難度比較大，在滿足通風要求的前提下，如果將廠房排風豎井和主變排風豎井合并，其它洞室的布置將具有更大的靈活性，為施工支洞的布置提供必要的空間。猴子巖電站對全廠主排風系統洞室的優化調整，主要是基于簡化廠區山體內洞室系統的目的，同時也起到了節約土建工程量和便于機電安裝和檢修的作用。