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SVG室散熱防塵和除濕經(jīng)濟智能化改造方案
作者:每日風(fēng)電 2022/08/24 瀏覽:2915 企業(yè)
一、沙塵暴中卓越通風(fēng)防塵的案例

 

1.1 沙塵暴天氣的苛刻性

 

每年春天沙塵暴比往年都來得多,來得猛。21年4月15日又有一次大強度的沙塵暴席卷北方,

 

圖1.1是張家口地區(qū)沙塵暴的實況發(fā)布,圖1.2是場站沙塵實況。

 

圖1.1 沙塵實況預(yù)警

圖1.2 場站沙塵實況

 

1.2SVG改造散熱塵密典型案例

 

1)案例1

 

地點及天氣狀況

 

該SVG位于張家口地區(qū),在2020年進行了智能通風(fēng)防塵改造,每年都經(jīng)歷多次沙塵暴的大考。

 

智能通風(fēng)防塵方案改造狀況,參見圖1.3、圖1.4和圖1.5。

圖1.3 中控顯示箱? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖1.4 現(xiàn)場控制箱? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖1.5 通風(fēng)防塵裝置外觀

 

 

設(shè)備配置與安裝

 

在21年4月15~16日強烈沙塵暴的天氣中, 該SVG室配置的智能塵密通風(fēng)除濕自潔系統(tǒng)配置加強濾材自潔的控制邏輯,運行良好,既防止了沙塵暴進入SVG時,同時沙塵沒有堵塞濾材,通風(fēng)保持通暢,SVG室內(nèi)無負壓產(chǎn)生。

 

2)案例2

 

地點及天氣狀況

 

該SVG集裝箱位于內(nèi)阿拉善附近區(qū)域,沙塵天氣非常頻繁,采用其它防塵方案改造過,但防塵效果一般,但更容易產(chǎn)生負壓和集裝箱內(nèi)溫升過高,缺乏室內(nèi)環(huán)境檢測和智能自動控制,又采用本方案進行二次改造。

 

設(shè)備配置與安裝

 

圖1.7 現(xiàn)場控制箱? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖1.8 塵密通風(fēng)裝置

 

3)沙塵暴期間,卓越散熱與塵密的效果展示

 

3.1)室內(nèi)空氣質(zhì)量優(yōu)

 

SVG室外處于沙塵暴天氣,但SVG室內(nèi)的灰塵顆粒濃度≦12ug/m3(根據(jù)空氣質(zhì)量定義,灰塵顆粒濃度≦50ug/m3,為優(yōu)質(zhì)空氣級別),為非常優(yōu)質(zhì)的空氣級別,見圖1.6。

圖1.6? SVG室內(nèi)灰塵濃度、溫度及運行狀況

 

即使裝了內(nèi)外空氣隔絕散熱裝置,室內(nèi)的灰塵顆粒濃度通常≦12ug/m3。

 

3.2)沙塵暴過后,SVG室內(nèi)地面潔凈如鏡

 

沙塵暴過后,進入SVG室觀察,其地面無灰塵積覆,見視頻

 

3.3)系統(tǒng)自潔功能卓越,無堵塞,通風(fēng)通暢

 

經(jīng)過沙塵暴的考驗,智能通風(fēng)防塵系統(tǒng)的濾材自潔功能卓越,無堵塞、通風(fēng)通暢,室內(nèi)溫升≦6℃。

 

3.4)SVG室內(nèi)無負壓

 

由于無堵塞、通風(fēng)通暢,室內(nèi)無負壓。

 

1.3SVG改造除濕效果典型案例

 

地點及天氣狀況

 

該SVG所在場站位于內(nèi)蒙陰山附近,夏季多雨,冬天多雪,SVG經(jīng)常由于潮濕造成故障停機,業(yè)主采用在SVG外部蓋了房子,見圖1.8,并采用其它防塵和水的分離裝置進行改造,但每年仍由于潮濕凝露和灰塵造成SVG跳閘停機,并停機后經(jīng)常能在SVG裝置上發(fā)現(xiàn)凝露水珠,且存在灰塵和負壓問題。

圖1.8? 場站SVG集裝箱

 

設(shè)備配置與安裝

 

配置智能塵密通風(fēng)除濕自潔系統(tǒng),其中通風(fēng)塵密除濕裝置安裝在SVG集裝箱進風(fēng)窗、現(xiàn)場控制箱安裝在SVG控制室、遠程操控系統(tǒng)安裝在用戶中控室,見圖1.9。

圖1.9??中控室操控系統(tǒng)

 

卓越散熱塵密和除濕效果展示

 

散熱塵密效果顯著,不再贅述。

 

除濕效果非常明顯,22年7月22日,當(dāng)?shù)匾惶煜掠?,場站大氣濕度≧90%RH,參見圖1.10(當(dāng)?shù)仄炜h濕度)。

圖1.10 當(dāng)?shù)仄炜h當(dāng)時濕度

 

通過該系統(tǒng)的自動除濕,在進風(fēng)量≧56K m3/h 工況下,SVG集裝箱的濕度≦68%RH(見圖1.11),濕度降低了20%RH之多,在雨天氣大進風(fēng)量的工況下,很好解決了除濕的難題。

圖1.11 當(dāng)時SVG集裝箱內(nèi)濕度

 

二、SVG灰塵和潮濕問題成因簡析

 

2.1 灰塵進入的原因

 

1)濾材在強風(fēng)壓下,不能防灰塵

 

強迫風(fēng)冷散熱的電氣設(shè)備,存在大量灰塵進入的問題,通常是因為通風(fēng)散熱裝置(如過濾風(fēng)窗、防塵濾網(wǎng))防塵等級≦IP5X而造成的。

 

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn),IP5X防塵等級的過濾風(fēng)扇或防塵網(wǎng),僅適用于非強迫風(fēng)冷(無強迫空氣對流的靜態(tài))的電氣設(shè)備防塵,不適用在強迫風(fēng)冷電氣設(shè)備的防塵。

 

SVG進風(fēng)濾材所承受的壓力分析

 

SVG進風(fēng)窗的面積通常在1㎡左右,SVG所配置離心風(fēng)扇運行時產(chǎn)生的壓強通常≧500Pa,那么集中在1㎡的進風(fēng)窗濾材上抽力≧500N,相當(dāng)于50Kg物體重力的抽力,因此防塵效果的好壞關(guān)鍵是濾材在大風(fēng)壓產(chǎn)生的抽力下,宏觀和微觀都不變形。

 

SVG、逆變器(變流器)及各種強迫風(fēng)冷的電氣設(shè)備本身配置離心風(fēng)扇或軸流風(fēng)扇,風(fēng)扇運行產(chǎn)生高風(fēng)壓、大風(fēng)量,配置常規(guī)IP5X通風(fēng)濾塵裝置是不能防灰塵進入的,這是灰塵進入的主要原因,應(yīng)該采用IP6X級別的通風(fēng)濾塵裝置。

圖2.1 SVG內(nèi)部灰塵嚴(yán)重積累

 

2)不符合防塵標(biāo)準(zhǔn)

圖1-3 防護等級標(biāo)準(zhǔn)含義

 

標(biāo)準(zhǔn):標(biāo)準(zhǔn)GB4208-2017外殼防護等級(見圖1-3),IP5X(即防塵5級別)不能防止灰塵進入,因此采用IP5X的通風(fēng)過濾裝置不能防止灰塵進入,根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)在強迫風(fēng)冷工況下且要求防塵等級,應(yīng)符合塵密IP6X的標(biāo)準(zhǔn)(即防塵6的標(biāo)準(zhǔn))。

 

3)通風(fēng)濾塵裝置缺少自潔功能,從而灰塵進入,增加人工和降低發(fā)電量

 

通風(fēng)防塵濾材使用一段時間后,灰塵被濾材擋住而灰塵積累在濾材,如果不能及時自動清灰(自潔),灰塵堵塞濾材,在離心風(fēng)扇的強風(fēng)壓下,濾材承受壓力到了一定程度,灰塵會被壓力拉進電氣設(shè)備內(nèi)。

 

缺少防堵塞功能,不但會增加人工成本,同時還會還在影響發(fā)電量,原因是濾材被堵塞后,通風(fēng)量下降,集裝箱內(nèi)溫度上升,被迫人為調(diào)低發(fā)電功率,從而降低發(fā)電量。

 

4)負壓的產(chǎn)生

 

負壓是由于SVG進風(fēng)窗濾材堵塞,在SVG所配離心風(fēng)扇強大風(fēng)壓下,產(chǎn)生的負壓,解決辦法是智能自動控制進行濾材自潔,保持能較長時間通風(fēng)良好和無堵塞。

 

2.2 潮濕的成因及常用解決方案

 

2.2.1 成因分析

 

1)液態(tài)水(即雨水)進入

 

雨雪天氣,雨、雪在風(fēng)壓下,被抽入集裝箱。

 

該情況,采用耐風(fēng)壓防水的IP65防水等級即可,通常進風(fēng)速在≦4m/s工況下,雨雪應(yīng)不進入;

圖2.2 雨水被抽入SVG內(nèi)部

 

2)氣態(tài)水(水蒸氣)進入

 

雨雪霧天氣時,空氣濕度幾乎100%濕度,在SVG等電氣設(shè)備強迫風(fēng)冷散熱,氣態(tài)水蒸氣隨空氣被抽入SVG裝置內(nèi),因而SVG容易產(chǎn)生因潮濕凝露而產(chǎn)生各種故障。

 

氣態(tài)水是空氣中的一種成分,其分子量(18)小于空氣平均分子量(29),空氣能進去的地方,氣態(tài)水蒸氣更容易進入。

 

3)溫差變化,產(chǎn)生潮濕凝露

 

逆變器運行時,其本身和集裝箱內(nèi)溫度均高,待機狀態(tài)時,發(fā)熱量微小,溫度快速下降,由于快速溫差變化,容易產(chǎn)生潮濕凝露。

 

2.2.2氣態(tài)水除濕防凝露的常用方案

 

1)空氣降溫冷凝的方法除濕

 

降溫冷凝的方法除濕,即采用主動降溫將氣態(tài)水冷凝成液態(tài)水排掉,該除濕方案利用的是降溫部氣態(tài)水析成液態(tài)水原理:溫度下降,空氣承載的絕對水蒸氣量下降,因而降一部分氣態(tài)水冷凝成了液態(tài)水排掉,從而除濕。

 

該除濕方法以工業(yè)除濕機和冷凝除濕機為代表。工業(yè)除濕機通常用在庫房、廠房等幾乎無大量空氣交換對流的工況。

 

由于風(fēng)冷SVG裝置是空氣易交換型結(jié)構(gòu),尤其是運行時,每小時幾萬甚至十幾萬立方米空氣的對流,將雨霧天氣時100%濕度空氣將至70%,在大氣溫度28℃、風(fēng)量≧40Km3工況下,每小時需要的除水量≧330Kg。

 

2)熱脹降低相對濕度的方法除濕

 

熱脹降低相對濕度的方法除濕,即采用加熱升溫將氣態(tài)水的相對濕度降低,該除濕方案利用的熱脹原理:升溫時,含水蒸氣的空氣膨脹,分子距離變大,水蒸氣分子距離也隨之變大,相對濕度降低,即使空氣中含有較大的絕對水蒸氣量,但是也能降低相對濕度,從而除濕。

 

溫度上升,濕度降低,那么水蒸氣去哪里了呢?主要是氣體膨脹,擴大體積,減少了單位體積內(nèi)的水蒸氣量。

 

三、SVG的智能塵密通風(fēng)除濕自潔系統(tǒng)方案

 

威能通公司采用SVG智能塵密通風(fēng)除濕自潔系統(tǒng)方案,解決SVG通風(fēng)散熱、防塵和除濕防潮的問題,同時還可以對原配離心風(fēng)機進行各路獨立變頻調(diào)速改造。

 

SVG智能通風(fēng)防塵和除濕方案的重點功能:

 

1)檢測與控制

 

SVG室內(nèi)的溫度、濕度和灰塵濃度實時檢測,并根據(jù)參數(shù)自動控制通風(fēng)、防塵、清灰和除濕,形成SVG內(nèi)部微環(huán)境閉環(huán)控制

 

自動控制,手動遠程控制(解決異常天氣情況的環(huán)境控制)

 

2)通風(fēng)散熱且防灰塵方案

 

2.1)采用IP65防護等級進風(fēng)窗,保障高效通風(fēng)散和完好防塵

 

配置IP65防塵級別的過濾風(fēng)扇及風(fēng)窗(已通過中國合格評定國家認(rèn)可委員會(CNAS)機構(gòu)IP65防護等級型式檢驗),保障強迫風(fēng)冷對流散熱(即存在內(nèi)外壓差≦2Kpa且空氣對流的工況下,即動態(tài)),防止灰塵進入。

 

防護等級IP6X:設(shè)備正常工作周期殼內(nèi)的氣壓低于周圍大氣壓力, 例如熱循環(huán)效應(yīng)引起,在壓差≦2KPa 時,應(yīng)無灰塵進入,簡稱動態(tài)防塵或塵密,該測試標(biāo)準(zhǔn)針對柜體內(nèi)外存在強迫空氣循環(huán)時,也須是防塵的;

 

2.2)配置自動濾材自潔功能,以灰塵防堵塞濾材

 

該系統(tǒng)能根據(jù)溫度和灰塵濃度,自動控制IP65過濾風(fēng)扇清潔被濾材擋住的灰塵,以保障通風(fēng)散熱良好和延長濾材使用的期限,降低維護更換間隔和成本。

 

該功能也很好的解決了濾材透塵的隱患。

 

2.3)濾材需要清理提示

 

該系統(tǒng)自動根據(jù)室內(nèi)溫度和灰塵濃度,提示濾材清理或更換的需求信息,更加智能運維和更好的保障SVG室運行環(huán)境良好。

 

3)防液態(tài)水(雨水)進入方案

 

配置IP65防塵級別的過濾風(fēng)扇及風(fēng)窗,防水級別提升至IPX5,該產(chǎn)品在進風(fēng)速≦4m/s工況下,仍能防止雨水進入。

 

注:根據(jù)GB/T 4208-2017《外殼防護等級(IP 代碼)》為防止室外大雨時體水進入,SVG進風(fēng)窗應(yīng)符合防水級別IPX5并應(yīng)通過CNAS試驗室型式試驗測試

 

防水級別IPX5的測試方法:每單獨通風(fēng)濾塵裝置,每分鐘噴射水12.5升,連續(xù)噴3分鐘,應(yīng)無水進入。

 

4)氣態(tài)水(水蒸氣)除濕防凝露

 

我們采用熱脹降低相對濕度的方法除濕。

 

由于SVG通風(fēng)量巨大,需要對巨大風(fēng)量實時除濕,工業(yè)除濕機的能耗太大,且占用較多空間,而影響SVG內(nèi)的電氣安全距離。

 

采用熱脹降低相對濕度的方法,有兩種:進風(fēng)界面除濕和SVG室內(nèi)露點控制除濕。

 

4.1)進風(fēng)界面處除濕

 

SVG運行時,采用進風(fēng)界面處除潮,對潮濕的進氣流進行除濕,空氣進入室后,SVG運行時發(fā)熱,借助SVG運行時產(chǎn)生的熱量,使?jié)穸壤^續(xù)下降到50~70%,這樣空氣中的氣態(tài)水就不會對SVG設(shè)備產(chǎn)生危害。

 

進風(fēng)界面除濕,可應(yīng)用在SVG運行和SVG停機時除濕,系統(tǒng)會根據(jù)實時溫度、濕度狀況,自動進行除濕。

 

5)SVG原配離心風(fēng)機的變頻改造

 

智能通風(fēng)防塵系統(tǒng)可檢測達32臺離心風(fēng)機所在SVG裝置的溫度,并可將數(shù)據(jù)提供給系統(tǒng)控制器,系統(tǒng)控制器可根據(jù)采集到的各SVG的溫度,獨立PID調(diào)速控制各離心風(fēng)機的轉(zhuǎn)速,以使發(fā)熱量與散熱能力匹配,進行有效散熱。

 

6)中控室閉環(huán)監(jiān)控

 

配置中控室監(jiān)控箱,實現(xiàn)中控室對SVG室內(nèi)的環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)視,也可以實現(xiàn)遠程手動操作,如雪天時,可遠程手動控制濾材外表面清雪,或者濕度異常時等。

 

7)針對性方案

 

每個SVG室(集裝箱)灰塵狀況、潮濕狀況,都有自有獨特性,我司經(jīng)驗豐富,善于根據(jù)SVG室的特點和難點做出針對性方案。

 

四、經(jīng)濟性與維護性分析

 

4.1 初裝經(jīng)濟性好

 

本SVGIP65塵密通風(fēng)除濕系統(tǒng)方案,經(jīng)濟性好:

 

1)初裝成本低,能夠為用戶節(jié)省成本;

 

2)施工方便,布線少、快捷;

 

3)大幅度節(jié)省上新水冷SVG的成本。

 

4.2 運行經(jīng)濟性好

 

1)運行耗電低:某17Mvar的SVG改造后運行1年半,耗電約1.4萬度(見圖5.2),月均耗電≦800KWH,圖5.1為與空調(diào)方案對比的耗電費用。

圖5.1 通風(fēng)防塵防潮方案與空調(diào)方案的年度費用分析

圖5.2?某17Mvar SVG改造后運行18個月的耗電量

 

2)人工維護成本低:具有自動控制功能,自動通風(fēng)散熱、自動自潔,減少了大量人工維護成本,開門式設(shè)計結(jié)構(gòu),維護非常便利;

 

3)耐候性強:全金屬設(shè)計,耐高溫、耐低溫,產(chǎn)品生命周期長

 

4.3 智能化程度好

 

1)遠程監(jiān)控:SVG室(集裝箱)內(nèi),實時溫度、濕度和灰塵濃度檢測與顯示,遠程可啟??刂坪驮O(shè)置參數(shù),解決SVG運行時人員不便進入而無法監(jiān)控的難題;

 

2)自動運行:自動加強通風(fēng)散熱、自動自潔、自動除濕和自動保護等等

 

4.4 可集成擴展SVG離心風(fēng)機變頻調(diào)速改造

 

本方案可擴展SVG原配離心風(fēng)機變頻調(diào)速改造,實現(xiàn)風(fēng)量與溫度正比例控制,既滿足通風(fēng)散熱,又有效減少大氣溫度低時的進風(fēng)量(雨、雪、沙塵天氣,往往溫度低,風(fēng)量低,單位時間內(nèi)灰塵積累少,結(jié)合自潔功能,能更長效的免維護),還能大量節(jié)省電費增效。

 

五、聯(lián)系我們

 

威能通?專業(yè)致力于電氣設(shè)備微環(huán)境管理的研究、產(chǎn)品開發(fā)、方案設(shè)計和智能化運維。

 

威能通?擅長依據(jù)用戶特定環(huán)境(如:高溫、高濕環(huán)境,沿海潮濕、鹽霧環(huán)境,北方風(fēng)沙、溫差大環(huán)境等)、特定問題和特定需求,設(shè)計針對性方案,解決用戶現(xiàn)場電氣設(shè)備內(nèi)微環(huán)境的問題!

 

北京威能通電氣設(shè)備有限公司

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