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

1、隨著國家經(jīng)濟的快速發(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，預計到2020年我國需要建設(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東北嚴寒地區(qū)，冬季寒冷漫長，為保證電站工作人員的健康要求和機電設(shè)備的正常工作，地下廠房良好的通風空調(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模型試驗臺，根據(jù)試驗任務(wù)建立模型本體結(jié)構(gòu)、測試系統(tǒng)、模擬熱源系統(tǒng)和模型送排風系統(tǒng)的設(shè)計并開展地下廠房通風空調(diào)及采暖方案模型試驗研究。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種通風空調(diào)布置方案下主廠房及母線洞溫度場、速度場的分布規(guī)律。研究結(jié)果表明該電站母線層送風應(yīng)從發(fā)電機層上游側(cè)引風，蝸殼層送風應(yīng)從發(fā)電機層下游側(cè)引風能夠提高主廠房溫度分布均勻性，避免了水輪機層、

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

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

5、各風口支管調(diào)節(jié)閥設(shè)置個數(shù)，當發(fā)電機組運行臺數(shù)減少時，根據(jù)發(fā)電機組的位置分布，合理調(diào)節(jié)拱頂兩端的空氣處理機組運行方式。
　　最后，根據(jù)廠房夏季冬季通風空調(diào)及采暖工況模型試驗結(jié)果，考慮當?shù)貧庀髼l件和主廠房最小新風量要求，全面分析主廠房和母線洞通風、空調(diào)、采暖工況的劃分原則和切換條件、提出了全年逐時熱環(huán)境調(diào)控策略、研究了主廠房各洞室工作區(qū)全年逐時平均溫度分布。
　　本文在對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