淺析天然氣壓縮機(jī)廠房通風(fēng)設(shè)計(jì)

李旭東（大慶油田有限責(zé)任公司天然氣分公司規(guī)劃設(shè)計(jì)研究所，黑龍江 大慶 163000）

淺析天然氣壓縮機(jī)廠房通風(fēng)設(shè)計(jì)

李旭東（大慶油田有限責(zé)任公司天然氣分公司規(guī)劃設(shè)計(jì)研究所，黑龍江 大慶 163000）

介紹天然氣壓縮機(jī)廠房通風(fēng)設(shè)計(jì)，結(jié)合國(guó)家及企業(yè)相關(guān)規(guī)范，對(duì)廠房通風(fēng)形式的選擇及通風(fēng)量進(jìn)行計(jì)算，闡述了設(shè)計(jì)方法和經(jīng)驗(yàn)。

天然氣壓縮機(jī)廠房；通風(fēng)；連鎖

天然氣油氣初加工在石油化工企業(yè)占有重要的地位，也是國(guó)家重視的清潔能源，因此天然氣壓縮機(jī)廠房是重中之重，因此廠房的通風(fēng)設(shè)計(jì)是企業(yè)生命、財(cái)產(chǎn)、安全的重要工作，本文結(jié)合工程實(shí)例，通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算，提出觀點(diǎn)以供參考。

1 天然氣壓縮機(jī)廠房的通風(fēng)設(shè)計(jì)依據(jù)

1.1 通風(fēng)設(shè)計(jì)依據(jù)

天然氣屬于Ⅰ類易燃易爆氣體混合物，極易在常溫下引起燃燒和爆炸。當(dāng)天然氣中CH4＞95%時(shí)，天然氣的爆炸濃度極限可直接選取CH4爆炸極限5.0%～15.0%。

壓縮機(jī)廠房對(duì)于放散熱、蒸汽、有毒害氣體的生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行正常通風(fēng)，對(duì)突然放散或泄漏的有毒害及易燃易爆氣體進(jìn)行事故通風(fēng)。根據(jù)國(guó)家相關(guān)規(guī)范，對(duì)廠房的要求：

（1）《工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50019-2015中6.3.8與6.3.9對(duì)工業(yè)廠房通風(fēng)設(shè)計(jì)有具體明確的要求。

（2）《石油化工采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》SH/T 3004-2011中4.4.9與4.4..10對(duì)可燃?xì)怏w報(bào)警器與風(fēng)機(jī)連鎖提出了相關(guān)規(guī)定。

2 天然氣壓縮機(jī)廠房的通風(fēng)計(jì)算

2.1 正常通風(fēng)量計(jì)算

壓縮機(jī)廠房正常通風(fēng)量按照消除廠房?jī)?nèi)余熱及規(guī)范規(guī)定的最小通風(fēng)量比較取較大值。廠房?jī)?nèi)的余熱主要為壓縮機(jī)本體散發(fā)的熱量,該參數(shù)一般需壓縮機(jī)廠家提供。

采用通風(fēng)去除余熱的風(fēng)量計(jì)算公式為：V=3600Q/(tp-tj)cρ其中:V—通風(fēng)量,m3/h，Q—設(shè)備散熱量,kW

古書言，立冬有三候：一候水始冰，水面開(kāi)始凍結(jié)，但未成堅(jiān)冰；二候地始凍，土地凝結(jié)寒氣，但未至龜裂；三候雉入大水為蜃，雉指野雞，蜃為大蛤，鳥(niǎo)兒蟄伏，大蛤卻在繁殖，古人以為它們是野雞變成的。

tp-排風(fēng)溫度℃,（工藝專業(yè)限制溫度，一般為40℃）；c-空氣比熱(c=1.0kJ/kg℃)；

tj-進(jìn)風(fēng)溫度℃,（室外通風(fēng)計(jì)算溫度）；ρ-空氣密度（40℃時(shí)，干空氣ρ=1.09kg/m3）

排除余熱可根據(jù)情況采用機(jī)械排風(fēng)、自然補(bǔ)風(fēng)或機(jī)械排風(fēng)、機(jī)械補(bǔ)風(fēng)方式。

2.2 事故通風(fēng)量計(jì)算

壓縮機(jī)廠房事故排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要滿足《工業(yè)建筑采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定,“事故通風(fēng)量,宜根據(jù)工藝設(shè)計(jì)要求通過(guò)計(jì)算確定,但換氣次數(shù)不應(yīng)小于每小時(shí)12次”。

3 通風(fēng)方式的選擇

天然氣壓縮機(jī)廠房常見(jiàn)的通風(fēng)方式有以下3種：

（2）封閉結(jié)構(gòu)，采用機(jī)械送風(fēng)和機(jī)械排風(fēng)方式。優(yōu)點(diǎn)是解決了防塵降噪，缺點(diǎn)是投資高，需要設(shè)置送風(fēng)管道，冬季機(jī)械送風(fēng)易導(dǎo)致室內(nèi)溫度過(guò)低。

（3）封閉結(jié)構(gòu)，自然通風(fēng)系統(tǒng)+機(jī)械事故排風(fēng)+自然補(bǔ)風(fēng)口。優(yōu)點(diǎn)是效果好，成本低。

根據(jù)上述分析，最適合壓縮機(jī)廠房的通風(fēng)方式是第三種。自然通風(fēng)系統(tǒng)使用防爆型屋頂自然通風(fēng)器，無(wú)需電力驅(qū)動(dòng)，使用地區(qū)平均風(fēng)速大于2m/s即可自己轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到通風(fēng)換氣要求，且造價(jià)較低。屋頂自然通風(fēng)器數(shù)量以下依據(jù)公式計(jì)算：nj=V× N/L

其中：nj—通風(fēng)器計(jì)算數(shù)量；V—通風(fēng)容積（m3）；N—室內(nèi)通風(fēng)換氣次數(shù)（次/h）；L—自然通風(fēng)器的額定排氣量(m3/h)。常用的D400屋頂自然通風(fēng)器額定排氣量估算為1000（m3/h）。

排風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行模式：一般工況下，依靠自然通風(fēng)及邊墻風(fēng)機(jī)聯(lián)合通風(fēng)方式保證正常通風(fēng)量，邊墻排風(fēng)機(jī)選用防爆軸流風(fēng)機(jī)。軸流風(fēng)機(jī)與可燃?xì)怏w報(bào)警器連鎖，報(bào)警時(shí)開(kāi)啟所有軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行事故排風(fēng)，待人工確認(rèn)事故狀態(tài)后，可手動(dòng)關(guān)閉。

4 設(shè)計(jì)實(shí)例

某油田天然氣壓縮機(jī)廠房，廠房長(zhǎng)×寬×高為36×12×10，此廠房為全密閉結(jié)構(gòu)，所有的通風(fēng)量由屋頂自然通風(fēng)器和邊墻風(fēng)機(jī)完成?？紤]工藝設(shè)備所占空間，對(duì)散熱通風(fēng)量、事故排風(fēng)有針對(duì)性地進(jìn)行合并。

以下是地方通風(fēng)計(jì)算氣象參數(shù)：冬季通風(fēng)室外計(jì)算溫度-18.4（℃）；夏季通風(fēng)室外計(jì)算溫度25（℃）；冬季室外平均風(fēng)速3.2（m/s）；夏季室外平均風(fēng)速3.2(m/s)

工藝設(shè)備散熱量為120KW，通過(guò)以上公式計(jì)算：夏季正常通風(fēng)量29752，冬季正常通風(fēng)量18182。

屋頂均勻放置雙排屋頂自然通風(fēng)器，選用D400防爆型，共14個(gè)，不足通風(fēng)量由邊墻排風(fēng)機(jī)補(bǔ)充。事故通風(fēng)量按房間體積每小時(shí)12次計(jì)算，通風(fēng)量為36×12×17×12=51840.

邊墻風(fēng)機(jī)選用防爆軸流風(fēng)機(jī)4#，風(fēng)量7826m3，轉(zhuǎn)速2900rpm，功率1.1KW，共8臺(tái)，并與可燃?xì)怏w報(bào)警器連鎖。進(jìn)風(fēng)口選擇鋁合金保溫過(guò)濾風(fēng)口，內(nèi)置空氣過(guò)濾器及手動(dòng)（或電動(dòng)）多頁(yè)保溫蝶閥，進(jìn)風(fēng)口安置在廠房下方，尺寸為400×400，考慮冬季采暖問(wèn)題，設(shè)置8個(gè)，不足之處由門窗及縫隙補(bǔ)充。

5 結(jié)語(yǔ)

存在問(wèn)題：屋頂自然通風(fēng)器缺點(diǎn)是防結(jié)露性能較差，冬季室內(nèi)外暖差較大，風(fēng)筒上輕易

結(jié)露，發(fā)生滴水景象，影響壓縮機(jī)運(yùn)行，現(xiàn)在最新的設(shè)備已經(jīng)在下端設(shè)置了滴水盤，但并不是很理想.

壓縮機(jī)廠房通風(fēng)系統(tǒng)首要解決的是安全問(wèn)題，保證安全的同時(shí)也能避免因可燃?xì)怏w積聚產(chǎn)生的生產(chǎn)事故。因此在設(shè)計(jì)中，專業(yè)之間相互配合，優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終才能形成一個(gè)完整有效的通風(fēng)方案。

[1]陸耀慶實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)中國(guó)建筑工業(yè)出版社2008.

[2]工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50019-2015.