1 概述

古交興能純凝火力發(fā)電廠總發(fā)電容量約1800MW。電廠改造后,增加廢熱利用設(shè)施,改造為供熱機組,可承擔(dān)太原市8000萬平方米采暖面積的供熱量。在不增加古交當(dāng)?shù)丨h(huán)境污染排放量的情況下,可極大緩解太原市熱源不足的問題。

電廠位于古交市境內(nèi),距太原市城區(qū)約37.8km,需長距離敷設(shè)供熱管道。管道路由沿途經(jīng)過3座隧道,分別為太原西山1號供熱隧道,長約1432m；2號供熱隧道,長約2435m；3號供熱隧道,長約11040m。3座隧道均為單洞隧道,隧道凈高為5m,隧道內(nèi)輪廓凈寬10.86m,兩側(cè)分別安裝設(shè)置兩層直徑為DN1400的供熱管道,隧道中央為行車道,行車道路面凈寬4m,可用于巡檢車輛單向通行。由于供熱3#隧道較長,需分段供電,本次在洞內(nèi)每隔1500m設(shè)置了一處洞內(nèi)箱變。此外為了日常檢修維護方便,洞內(nèi)每隔1500m還設(shè)置了儲藏室。隧道內(nèi)部環(huán)境較為特殊,供熱管道不可避免會存在滲漏,冬季采暖季管道會存在揮發(fā)熱,洞內(nèi)溫度較高,為典型的濕熱環(huán)境。考慮到巡查、檢修及遠程視頻監(jiān)控補光的需要,擬在隧道主洞和相關(guān)洞室內(nèi)設(shè)置照明設(shè)施。2 設(shè)計方案

根據(jù)現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、項目的實際情況及特點進行設(shè)計。參考國內(nèi)外其他優(yōu)秀設(shè)計項目的實際應(yīng)用情況,取長補短,并盡可能提高以系統(tǒng)可靠性為前提下選用照明節(jié)能技術(shù)。系統(tǒng)總體經(jīng)濟、合理、穩(wěn)定,施工簡單、控制方便,經(jīng)久耐用、維護少。

2.1 隧道照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

三座市政供暖管道隧道的照明系統(tǒng)主要用于日常管網(wǎng)的維護、巡檢和遠程視頻監(jiān)控補光,與公路隧道和鐵路隧道有著本質(zhì)的區(qū)別,經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)與城市綜合管廊較為接近,因此,本項目隧道照明設(shè)計以《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》為主要參考規(guī)范。具體設(shè)計參數(shù)：隧道主洞照度為100lx,箱變洞室照度為200lx,儲藏室洞室照度為50lx。 主洞、箱變、儲藏室照度均勻度≥0.7,維護系數(shù)為0.7。

2.2 照明方案

(1)燈具的選擇

與其他照明燈具相比,LED燈具作為一種新興光源,光源壽命長、光效高、耗能低、瞬間啟動、顯色性好、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、抗震性能好、指向性好、工作電壓低、無輻射、對環(huán)境污染少等眾多優(yōu)點,尤其是LED燈抗潮濕性能好、工作溫度低、色溫高，為典型的冷色光源,更適合在本項目濕熱環(huán)境中使用,故本次照明燈具采用LED燈。

(2)燈具布設(shè)

考慮到隧道土建結(jié)構(gòu)及管道的布設(shè)位置,本次主洞、箱變洞室、儲藏室照明燈具均采用頂部中央單排布燈。經(jīng)計算,主洞燈具采用60W LED燈,燈具布設(shè)間距為6m；箱變洞室燈具采用60W LED燈,燈具布設(shè)間距為5m；儲藏室燈具采用40W LED燈,燈具布設(shè)間距為8m。

(3)燈具安裝

安裝的照明燈具不能侵入隧道有效空間內(nèi),照明燈具需配置角度調(diào)節(jié)器,安裝完成后調(diào)整光源照射角度,使路面整體亮度一致。

此外,為檢修用電方便,本次在管道固定支架側(cè)面安裝檢修插座,接入基本照明回路內(nèi),插座具有過載保護功能,負載不大于2000W,設(shè)置間距約150m。安裝方式見圖1。

圖1 照明燈具安裝圖

(4)供電方式

本項目10kV電源由隧道古交側(cè)2#泵站(35/10kV變電站)和太原側(cè)3#泵站(35/10kV變電站)饋出,兩座35kV站從上級變電站各引入兩回35kV電源,形成雙電源。其中2#泵站變電站饋出兩回10kV電源,3#泵站變電站饋出4回10kV電源,采用電纜穿管埋地敷設(shè)至隧道變電所(箱變)。

隧道照明380V/220V電源由洞外變電所或洞內(nèi)箱變饋出,供電電纜從洞外變電所或洞內(nèi)箱變的低壓配電柜引出,沿洞外管道進入洞內(nèi)電纜溝,在適當(dāng)位置沿隧道壁明管敷設(shè)至隧道上部電纜橋架內(nèi),沿橋架縱向敷設(shè),橋架內(nèi)電纜通過分支線與照明燈具相連。根據(jù)《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》7.4.1條,每個主洞照明段落分為兩個回路,其中一個回路為應(yīng)急照明回路,另一回路為基本照明回路；正常情況下主洞兩照明回路均由市電供電,當(dāng)隧道供電系統(tǒng)停止運行時,由供電系統(tǒng)提供的UPS為應(yīng)急照明供電,正常照明關(guān)閉。

箱變洞室內(nèi)照明回路接入供電系統(tǒng)UPS，儲藏室內(nèi)照明電源引自附近主線正常照明回路。照明系統(tǒng)回路原理見圖2。

圖2 照明線纜路由圖

(5)照明系統(tǒng)接地

照明系統(tǒng)采用玻璃鋼托盤式橋架內(nèi)設(shè)置的鍍鋅扁鋼作為照明系統(tǒng)的主接地干線,主接地干線每隔300m使用鍍鋅扁鋼沿隧道壁與供配電系統(tǒng)在隧道電纜溝內(nèi)設(shè)置的供電系統(tǒng)接地干線相連,并按供配電系統(tǒng)的接地系統(tǒng)分段,照明燈具外殼經(jīng)NHYGF-BV-1.5mm2與橋架內(nèi)扁鋼相連實現(xiàn)保護接地。

(6)線纜的選擇

本項目線纜使用環(huán)境較為特殊,線纜需具有抗熱輻射、防水等性能。經(jīng)比選,本次照明系統(tǒng)采用硅橡膠絕緣護套耐火電力電纜(NH-YGF),此種電纜最高工作溫度可達180℃,具有耐熱輻射、耐寒、耐酸堿及防水等特性,且柔軟,易于敷設(shè),在溫度較高的環(huán)境下電氣性能穩(wěn)定,有較強的抗老化性能。

(7)控制方式

照明控制方式采用手動控制和自動控制方式兩種相結(jié)合。手動控制采用照明控制按鈕在現(xiàn)場控制各回路的開關(guān)；自動控制則由配套的隧道監(jiān)控系統(tǒng)通過以太環(huán)網(wǎng)控制PLC控制各個照明回路的開關(guān)?？筛鶕?jù)實際需要分段開關(guān)照明燈具,既滿足運營需要,又節(jié)能環(huán)保。

(8)照明開關(guān)流程

隧道照明系統(tǒng)平時不開啟,當(dāng)需要工作人員進洞進行檢修時,通過監(jiān)控系統(tǒng)工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)控制的PLC開啟全線應(yīng)急照明,部分段落需要增強照明亮度時,由檢修人員通過現(xiàn)場按鈕或通過對講設(shè)備通知監(jiān)控室值班人員開啟正常照明。當(dāng)檢修完畢后,確定檢修人員安全撤離后,通過監(jiān)控系統(tǒng)工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)關(guān)閉全部照明燈具。

箱變洞室、儲藏室內(nèi)照明燈具平時處于關(guān)閉狀態(tài),僅在人員進入洞室時或需要為監(jiān)控攝像機補光時開啟。箱變洞室照明可通過現(xiàn)場按鈕開關(guān)也可通過監(jiān)控系統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)開關(guān),儲藏室僅由現(xiàn)場開關(guān)按鈕控制。

2.3 主要問題及建議

(1)本項目隧道環(huán)境較為特殊,是典型的濕熱環(huán)境,應(yīng)選用具有抗潮、抗熱性能的燈具和產(chǎn)品。

(2)目前LED燈具產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊, LED隧道燈宜在國家三部委推薦名單中且質(zhì)量有保證的知名品牌中選取。

(3)當(dāng)需要人員進洞檢修時,應(yīng)急回路應(yīng)全部開啟,以便于發(fā)生突發(fā)狀況時人員的安全撤離。

3 結(jié)語

常見供熱管道敷設(shè)一般為埋地敷設(shè)或架空敷設(shè),日常維護、檢修較為方便。本項目供熱管道穿山而過在隧道內(nèi)敷設(shè),在國內(nèi)尚屬于首例,在工程設(shè)計中無相關(guān)配套規(guī)范作為依據(jù),設(shè)計深度難以掌握。且隧道內(nèi)空間狹小,環(huán)境封閉,一旦發(fā)生故障或維修事故,搶修和救援非常困難,本項目的特殊環(huán)境決定了其在日常巡檢、故障維修、施工安全方面的特殊性,相對于常見敷設(shè)方式,對配套的電氣照明等附屬設(shè)施設(shè)計方案提出了更加嚴(yán)格的要求,因此本次設(shè)計需采用專題探討、橫向參考相關(guān)類似項目和相近規(guī)范的辦法,完成突破性設(shè)計。且在日常運營中應(yīng)加強預(yù)警措施,建立快速反應(yīng)機制,編制應(yīng)急預(yù)案等,盡可能減少事故發(fā)生。

參考文獻

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