火電廠主廠房的通風(fēng)工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)探究

1、火電廠主廠房的通風(fēng)工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)探究    摘要：火電廠主廠房分別采用自然進(jìn)風(fēng)與機(jī)械排風(fēng)相結(jié)合或機(jī)械進(jìn)風(fēng)與自然排風(fēng)相結(jié)合的多元通風(fēng)方式，均能達(dá)到通風(fēng)降溫的設(shè)計(jì)要求。 本文主要闡述火電廠大型機(jī)組主廠房天然采光結(jié)合自然通風(fēng)特點(diǎn)、類型，以及設(shè)計(jì)原則、影響因素和技術(shù)措施。 關(guān)鍵詞：火電廠主廠房天然采光自然通風(fēng)設(shè)計(jì)特點(diǎn) 中圖分類號(hào)：TM6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： 火電廠主廠房天然采光結(jié)合自然通風(fēng)是主廠房建筑設(shè)計(jì)重要組成部分。天然采光結(jié)合自然通風(fēng)設(shè)計(jì)機(jī)理，利用天然光和自然風(fēng)通過(guò)設(shè)置在建筑物墻上的窗門進(jìn)行室內(nèi)采光和通風(fēng)，置換新鮮空氣，降低室溫，改善工作環(huán)境，延長(zhǎng)建筑

2、物的使用壽命。 由于主廠房生產(chǎn)的特殊性，天然采光結(jié)合自然通風(fēng)的工藝知識(shí)、技術(shù)要求和設(shè)計(jì)要領(lǐng)內(nèi)容較多，設(shè)計(jì)的具體技術(shù)措施比較復(fù)雜，缺少系統(tǒng)而完整的技術(shù)規(guī)范和設(shè)計(jì)指南，在設(shè)計(jì)中常出現(xiàn)差錯(cuò)，施工運(yùn)行后又難于糾正，給運(yùn)行帶來(lái)麻煩。因此，有必要對(duì)火電廠主廠房的通風(fēng)工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)進(jìn)行探究。 一、主廠房天然采光結(jié)合自然通風(fēng)的特點(diǎn) 主廠房在生產(chǎn)過(guò)程中，設(shè)備產(chǎn)生大量多余的熱量和濕氣，在廠房?jī)?nèi)長(zhǎng)期存在，危害人身健康，縮短建筑物構(gòu)件使用年限。因此，設(shè)計(jì)中須采取有效的預(yù)防措施。 1.生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)：第一，散熱量大。主廠房?jī)?nèi)的汽機(jī)房、鍋爐房及除氧間內(nèi)的設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程中散發(fā)出大量的余熱，同時(shí)汽機(jī)房還散發(fā)出大量的余濕。第二，

3、通風(fēng)換氣量大。主廠房設(shè)備散熱量和散濕量很大，通風(fēng)換氣量相應(yīng)也很大，散熱量和散濕量隨著機(jī)組容量的增大而增大。通風(fēng)換氣量也隨進(jìn)風(fēng)、排風(fēng)量的大小相應(yīng)變化。第三，熱壓大。第四，鍋爐房送風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量大 在鍋爐房?jī)?nèi)， 一臺(tái)600MW機(jī)組的鍋爐送風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量為2800 t/h，在室內(nèi)的最低吸風(fēng)量(包括鍋爐漏風(fēng)量)為700 t/h，這些吸風(fēng)量在室內(nèi)吸走大量熱量。剩余的熱量靠自然熱壓作用將余熱排出室外。 2.主廠房天然采光結(jié)合自然通風(fēng)的特點(diǎn)：范圍-根據(jù)工藝生產(chǎn)的特點(diǎn)，要求主廠房采光結(jié)合通風(fēng)的車間和部位，包括汽機(jī)房底層、夾層及運(yùn)轉(zhuǎn)層；除氧間的管道層及除氧器層；鍋爐房底層、運(yùn)轉(zhuǎn)層、各層平臺(tái)、爐頂?shù)炔课?。形?根據(jù)主廠房

4、通風(fēng)換氣的要求，進(jìn)風(fēng)口一般通過(guò)各層樓面低側(cè)窗進(jìn)風(fēng)，排風(fēng)口一般利用屋面天窗、高側(cè)窗或通風(fēng)器三種形式。窗型-按通風(fēng)的要求，進(jìn)風(fēng)窗有百頁(yè)窗、平開(kāi)窗、推拉窗、中懸窗等類型；排風(fēng)窗有上懸窗、中懸窗。另外還有通風(fēng)器。進(jìn)排風(fēng)窗的構(gòu)造措施、啟閉方式須滿足通風(fēng)要求。板孔-根據(jù)采光窗進(jìn)風(fēng)口面積的要求，需要在進(jìn)風(fēng)的樓板上預(yù)留風(fēng)孔或利用部分設(shè)備管道、起吊設(shè)備的孔洞。 二、主廠房天然采光結(jié)合自然通風(fēng)類型 1.采光窗結(jié)合自然進(jìn)風(fēng)和自然排風(fēng)。此種通風(fēng)方式是一種全面的通風(fēng)方式，即通過(guò)低側(cè)窗進(jìn)入室內(nèi)的冷空氣被室內(nèi)的余熱加熱成熱空氣，利用熱壓的作用，將余熱、余濕通過(guò)設(shè)在屋面的通風(fēng)天窗、側(cè)墻上的高側(cè)排風(fēng)窗或通風(fēng)器排出室外。 2.采

5、光窗結(jié)合自然進(jìn)風(fēng)和機(jī)械排風(fēng)。此種通風(fēng)方式是利用各層樓面的低側(cè)窗進(jìn)風(fēng)、屋頂機(jī)械排風(fēng)的方式。這是負(fù)壓通風(fēng)系統(tǒng)，不考慮熱壓和風(fēng)壓，但需考慮風(fēng)速的影響。 3.機(jī)械進(jìn)風(fēng)和自然排風(fēng)。機(jī)械進(jìn)風(fēng)、機(jī)械排風(fēng)的類型進(jìn)排風(fēng)方式與采光都無(wú)聯(lián)系。 三、主廠房天然采光結(jié)合自然通風(fēng)設(shè)計(jì)原則 1.根據(jù)火力發(fā)電廠暖通設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定和火力發(fā)電廠建筑設(shè)計(jì)規(guī)程有關(guān)規(guī)定，主廠房的開(kāi)窗應(yīng)充分滿足采光和通風(fēng)的需要，主廠房盡可能利用自然通風(fēng)，即利用采光窗進(jìn)風(fēng)，天窗、高側(cè)窗或屋頂通風(fēng)器排風(fēng)。只有自然通風(fēng)達(dá)不到運(yùn)行要求時(shí)，才可采用機(jī)械通風(fēng)與自然通風(fēng)相結(jié)合的方式進(jìn)行通風(fēng)。 2.天然采光結(jié)合自然通風(fēng)要根據(jù)地區(qū)特點(diǎn)，嚴(yán)寒或寒冷地區(qū)主廠房進(jìn)風(fēng)口設(shè)置采光時(shí)

6、，要預(yù)留進(jìn)風(fēng)面積，便于啟閉。炎熱地區(qū)通風(fēng)和采光窗可分開(kāi)設(shè)置。 3.有條件時(shí)，汽機(jī)房排風(fēng)盡可能利用汽機(jī)房與除氧間之間超出汽機(jī)房屋面的高側(cè)窗。 4.主廠房天然采光結(jié)合自然通風(fēng)的形式。實(shí)踐證明，因天窗的阻力系數(shù)大，流量系數(shù)小，通風(fēng)效果最差；反之，通風(fēng)效果就佳。因此，排風(fēng)可以選擇合理形式，比較經(jīng)濟(jì)。 四、主廠房天然采光結(jié)合自然通風(fēng)的設(shè)計(jì)影響因素 1.室外影響因素：朝向和風(fēng)向的影響。按采光的要求，主廠房汽機(jī)房的朝向一般宜為南向或偏西，按通風(fēng)的要求，進(jìn)風(fēng)宜朝主導(dǎo)風(fēng)向或與主導(dǎo)風(fēng)向偏45°。但兩者往往互相矛盾，設(shè)計(jì)中應(yīng)采取協(xié)調(diào)措施。建筑物遮擋的影響。在汽機(jī)房墻外側(cè)往往布置有兩層偏屋以及鄰近的變壓器。

7、偏屋墻上雖然可以開(kāi)窗進(jìn)風(fēng)，但加大了進(jìn)風(fēng)流程，降低了流速，對(duì)氣流組織不利。變壓器距汽機(jī)房外側(cè)墻或偏屋外側(cè)墻的距離較近(一般為1050 m)，變壓器安放相對(duì)應(yīng)的位置不能開(kāi)窗，使采光進(jìn)風(fēng)窗布置分散，進(jìn)風(fēng)面積得不到保證。在封閉鍋爐房外側(cè)一般都布置了高大的除塵器設(shè)施，對(duì)鍋爐房一側(cè)利用采光窗進(jìn)風(fēng)受到一定的影響。 2.室內(nèi)影響因素：設(shè)備及風(fēng)管布置的影響。在鍋爐或汽機(jī)房底層都布置了大小不同的設(shè)備及風(fēng)管道，這些設(shè)施對(duì)氣流的流速和走向都產(chǎn)生不同程度的阻礙。樓面開(kāi)孔的影響：排出室外的余熱和余濕是以氣流通過(guò)各層樓面孔洞由屋面排風(fēng)裝置完成的，樓面孔洞的大小是影響通風(fēng)的重要因素。屋架形式的影響：在大型電廠主廠房設(shè)計(jì)中，屋

8、架的結(jié)構(gòu)通常采用雙坡，采用單坡較少。從通風(fēng)角度分析，雙坡屋架易產(chǎn)生渦流現(xiàn)象，氣流阻力較大。單坡屋架氣流順暢，阻力較小，因此屋架形式是影響氣流阻力和走向的因素之一。 五、設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)技術(shù)措施 1.設(shè)計(jì)方法：首先，計(jì)算主廠房采光面積，然后根據(jù)通風(fēng)要求，確定進(jìn)風(fēng)口的位置、進(jìn)風(fēng)面積的大小和啟閉的形式。其次，進(jìn)排風(fēng)面積的確定。按設(shè)計(jì)程序，首先由建筑工程師向暖通工程師提供建筑布置圖，再由暖通工程師根據(jù)通風(fēng)要求返回資料。建筑工程師也可參照估算表列出的數(shù)據(jù)分析：汽機(jī)房和鍋爐房的進(jìn)風(fēng)面積排風(fēng)面積。進(jìn)風(fēng)面積的分配比例如下：汽機(jī)房底層約占60%，運(yùn)轉(zhuǎn)層約占40%；鍋爐房底層約占30%，運(yùn)轉(zhuǎn)層約占70%。 按上述估

9、算法，基本可以確定汽機(jī)房和鍋爐房各層樓面低側(cè)窗進(jìn)風(fēng)面積和屋面排風(fēng)面積的大小，以滿足通風(fēng)的要求。 2.設(shè)計(jì)技術(shù)措施：首先是從進(jìn)排風(fēng)口位置及方向的確定試驗(yàn)和實(shí)踐表明，進(jìn)風(fēng)口位置與排風(fēng)口位置、氣流組織的合理走向相一致，通風(fēng)效果最佳。根據(jù)工藝布置、廠房空間組合的特點(diǎn)和氣流組織排出的走向，無(wú)論汽機(jī)房或鍋爐房，排出口的位置都是確定的。進(jìn)風(fēng)口的位置因受到廠房?jī)?nèi)外諸因素的影響，往往是變化的。但從汽機(jī)房及鍋爐房排風(fēng)口的位置分析，基本可以確定進(jìn)風(fēng)口的最佳位置及方向。設(shè)計(jì)中不能隨意設(shè)置進(jìn)風(fēng)口，否則將破壞氣流組織的合理流速和走向，影響通風(fēng)效果。 第二，進(jìn)風(fēng)口窗臺(tái)高度的確定。在工業(yè)與民用建筑設(shè)計(jì)中，窗臺(tái)距樓面的高度為0

10、. 91. 2 m，從采光、采暖、生活和工作條件來(lái)說(shuō)，都可以滿足要求。但從電廠主廠房通風(fēng)考慮，就不能適應(yīng)。實(shí)踐表明，窗臺(tái)以下的溫度高于窗臺(tái)以上的溫度，窗臺(tái)高度越高，氣流速度降低，因些降低窗臺(tái)高度有利于通風(fēng)。在北方地區(qū)，考慮到冬天采暖，窗臺(tái)高度不得低于0. 6 m；在南方炎熱地區(qū)，采光和通風(fēng)可分開(kāi)設(shè)置。下部為通風(fēng)百葉窗，窗臺(tái)高度可定為0. 10. 3 m，上部為采光窗。 第三，窗型及開(kāi)啟方式的確定。在以往的工程設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員采用過(guò)不同類型不同材料的窗戶。實(shí)踐證明，采用立旋窗或外開(kāi)的平開(kāi)窗，通風(fēng)效果最佳。立旋窗可調(diào)整氣流量及氣流的水平方向，外開(kāi)的平開(kāi)窗則可采取不同的開(kāi)啟方式，起到調(diào)節(jié)氣流的作用。

11、在南方的高溫車間，天窗不設(shè)窗扇，僅考慮防雨措施，防雨角度一般為30°35°。在北方寒冷或嚴(yán)寒地區(qū)，排風(fēng)窗常采用三種形式:矩形通風(fēng)天窗、加擋風(fēng)板的高側(cè)窗以及屋面的通風(fēng)器。矩形天窗采用上懸窗的較多，高側(cè)窗的開(kāi)口凈面積計(jì)算法與低側(cè)窗進(jìn)口凈面積計(jì)算法相當(dāng)。 第四，降低影響進(jìn)排風(fēng)設(shè)計(jì)因素：在總平面設(shè)計(jì)中，在滿足工藝生產(chǎn)流程的前提下，應(yīng)考慮主廠房天然采光結(jié)合自然通風(fēng)的朝向和風(fēng)向；主變壓器距汽機(jī)房的距離應(yīng)加大到11 m以外，基本可以解決主廠房汽機(jī)房一側(cè)的天然采光結(jié)合通風(fēng)問(wèn)題；在汽機(jī)房、鍋爐房的各層樓面，除工藝生產(chǎn)須預(yù)留的孔洞外，應(yīng)核算預(yù)留面積能否滿足通風(fēng)要求，否則應(yīng)增加面積；汽機(jī)房屋架應(yīng)

12、盡可能采用單坡和結(jié)構(gòu)形式；采用屋頂矩形天窗或高側(cè)窗的結(jié)構(gòu)形式。應(yīng)加擋風(fēng)板，擋風(fēng)板的高度按天窗總高度加0. 5 m計(jì)算。擋風(fēng)板距窗邊的距離可按天窗高度的1. 5倍計(jì)算。由于屋頂通風(fēng)機(jī)的抽吸作用，主廠房?jī)?nèi)部空間形成負(fù)壓。窗外壓力的減小會(huì)影響主廠房的通風(fēng)效果。 六、建議和注意事項(xiàng) 天然采光結(jié)合自然通風(fēng)設(shè)計(jì)，涉及到電氣、暖通、結(jié)構(gòu)和熱機(jī)等專業(yè)，各專業(yè)間應(yīng)由建筑師牽頭，加強(qiáng)各專業(yè)間的聯(lián)系配合，協(xié)調(diào)一致，共同負(fù)責(zé)。大型機(jī)組主廠房很高，面積較大，窗戶數(shù)量多，開(kāi)啟量大，也易損壞。根據(jù)窗戶的不同用途、啟閉措施和季節(jié)的變換，應(yīng)有專人負(fù)責(zé)開(kāi)啟、關(guān)閉、定期檢查和維護(hù)。窗形的定購(gòu)和安裝應(yīng)注意的兩個(gè)問(wèn)題。采購(gòu)任何材質(zhì)和窗形的窗戶，啟閉形式和措施必須符合設(shè)計(jì)要求；窗戶的構(gòu)造除了滿足采光和通風(fēng)要求外，還應(yīng)滿足防雨、防曬要求。 近幾年來(lái)，在我國(guó)干旱、半干旱地區(qū)興建的火電廠，也常采用空冷器替代冷卻塔。空冷器是靠吹過(guò)的空氣帶走管中乏汽的廢熱，將乏汽凝結(jié)成水達(dá)到循環(huán)使用的目的。根據(jù)經(jīng)濟(jì)分析和考慮受平面布置所限，空冷器距主廠房的水平距離一般取為12m。研究結(jié)果表明，對(duì)于300 MW機(jī)組的火電廠，當(dāng)空冷器與主廠房水平距離為12 m時(shí)，空冷器對(duì)主廠房的自然通風(fēng)會(huì)帶來(lái)一定的影響。增加空冷器與主廠房水平距離，會(huì)明顯減