淺談沙漠地區(qū)天然氣壓縮機(jī)房通風(fēng)設(shè)計(jì)

王傳偉

摘 要：根據(jù)相關(guān)規(guī)范的要求，通過(guò)工程實(shí)際，并結(jié)合沙漠地區(qū)的氣候特性，闡述了沙漠地區(qū)天然氣壓縮機(jī)房的通風(fēng)設(shè)計(jì)原則，提出了廠房通風(fēng)量的確定方法，確定了通風(fēng)系統(tǒng)形式，對(duì)沙漠地區(qū)天然氣壓縮機(jī)房通風(fēng)設(shè)計(jì)提出了自己的看法。

關(guān)鍵詞：沙漠地區(qū)；天然氣壓縮機(jī)房；防沙塵；通風(fēng)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TE624 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 概述

沙漠地區(qū)天然氣壓縮機(jī)房的通風(fēng)設(shè)計(jì)，要結(jié)合沙漠地區(qū)惡劣的氣候特性，因地制宜地進(jìn)行設(shè)計(jì)。本文就這方面問(wèn)題，結(jié)合沙漠腹地某站場(chǎng)的天然氣壓縮機(jī)廠房的通風(fēng)設(shè)計(jì)，作一些分析和討論，闡述了設(shè)計(jì)方法和經(jīng)驗(yàn)。

1 天然氣壓縮機(jī)房通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的

天然氣壓縮機(jī)房的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為兩個(gè)目的：一是為保證工藝系統(tǒng)的正常運(yùn)行、消除工藝設(shè)備余熱及室內(nèi)有害氣體而進(jìn)行的正常通風(fēng)；二是天然氣屬于Ⅰ類易燃易爆氣體混合物，極易在常溫下引起燃燒和爆炸，所以要對(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)。

2 天然氣壓縮機(jī)房通風(fēng)計(jì)算

2.1 正常通風(fēng)量的確定

例：某天然氣處理廠天然氣壓縮機(jī)房，占地面積1330m2，長(zhǎng)=63m，寬=21m，高=10m。廠房結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)雙層壓型彩鋼夾芯板廠房，墻體及屋面板材厚150mm，采用巖棉夾芯板，廠房為全密閉結(jié)構(gòu)。

天然氣壓縮機(jī)廠房?jī)?nèi)設(shè)有4臺(tái)電驅(qū)壓縮機(jī)機(jī)組，運(yùn)行方式為3運(yùn)1備，正常運(yùn)行時(shí)，散發(fā)熱量及有害氣體。

（1）根據(jù)《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》10.3.3款第2條規(guī)定：對(duì)同時(shí)散發(fā)有害物質(zhì)、有爆炸危險(xiǎn)氣體和熱量的建筑物，全面通風(fēng)量應(yīng)按消除有害物質(zhì)、氣體或與熱量所需最大空氣量計(jì)算。當(dāng)建筑物內(nèi)散發(fā)的有害物質(zhì)、氣體和熱量不能確定時(shí)，全面通風(fēng)的換氣次數(shù)應(yīng)符合下列規(guī)定：廠房的換氣次數(shù)宜為8次/h，當(dāng)房間高度不大于6m時(shí)，通風(fēng)量應(yīng)按房間實(shí)際高度計(jì)算，房間高度大于6m時(shí)，通風(fēng)量應(yīng)按6m高度計(jì)算。因此廠房正常通風(fēng)量為：L1=63×21×6×8=63504 m3/h。

（2）正常運(yùn)行時(shí)開(kāi)啟3臺(tái)壓縮機(jī)，單臺(tái)壓縮機(jī)散熱量為120kW，所以廠房?jī)?nèi)總散熱量為120×3=360kW，根據(jù)《工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50019—2015）中附錄H，消除余熱通風(fēng)量計(jì)算公式為：

式中：

L—消除余熱通風(fēng)量，m3/h；

Q—散至室內(nèi)的全部顯熱量，W；

α—單位換算系數(shù)，對(duì)于法定計(jì)量單位，取0.28；

C—空氣的定壓比熱容，1.01kJ/kg·℃；

ρ—空氣密度，1.28kg/ m3；

tp—排風(fēng)溫度（根據(jù)工藝專業(yè)設(shè)備特殊要求，一般取40℃），℃；

twf—室外通風(fēng)計(jì)算溫度，℃；

根據(jù)上述計(jì)算公式有：

夏季消除余熱通風(fēng)量為：

冬季消除余熱通風(fēng)量為：

（3）通風(fēng)量選取

天然氣壓縮機(jī)廠房正常通風(fēng)量應(yīng)選取消除廠房?jī)?nèi)余熱和規(guī)范規(guī)定的最小通風(fēng)量的較大值，通過(guò)上述計(jì)算，本工程天然氣壓縮機(jī)廠房正常通風(fēng)量為：

（a）夏季正常通風(fēng)量為：82876 m3/h；

（b）冬季正常通風(fēng)量為：63504 m3/h。

2.2 事故通風(fēng)量計(jì)算

天然氣壓縮機(jī)房事故排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要滿足《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》10.3.4條規(guī)定：散發(fā)有爆炸危險(xiǎn)氣體的壓縮機(jī)廠房除應(yīng)按本規(guī)范第10.3.3條設(shè)計(jì)正常換氣外，還應(yīng)另外設(shè)置保證每小時(shí)不小于房間內(nèi)容積8次換氣量的事故排風(fēng)設(shè)施。所以廠房事故通風(fēng)量為：L2=L1+63×21×6×8=82876+ 105840=188716 m3/h。

2.3 送風(fēng)量計(jì)算

根據(jù)《工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50019—2015）中6.4.8條規(guī)定：設(shè)置有事故排風(fēng)的場(chǎng)所不具備自然進(jìn)風(fēng)條件時(shí)，應(yīng)同時(shí)設(shè)置補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，補(bǔ)風(fēng)量宜為排風(fēng)量的80%。因此，機(jī)械進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)送風(fēng)量按正常排風(fēng)量的80%計(jì)取，所以送風(fēng)量為：L3=L1×80%= 82876×80%=66300 m3/h。

3 通風(fēng)方式的選擇

壓縮機(jī)廠房主要散發(fā)天然氣和熱量，天然氣主要成分為甲烷，其相對(duì)密度小于0.75，視為比空氣輕，并且室內(nèi)放散的顯熱全年均能夠形成穩(wěn)定的上升氣流，所以通風(fēng)方式應(yīng)采用下部送風(fēng)、上部排風(fēng)的全面置換通風(fēng)方式。

該壓縮機(jī)廠房處于我國(guó)西北部沙漠地區(qū)，該地區(qū)風(fēng)沙較大，為了防止風(fēng)沙進(jìn)入廠房影響設(shè)備工作，該廠房設(shè)計(jì)為密閉結(jié)構(gòu)。

通風(fēng)方案：機(jī)械排風(fēng)+機(jī)械進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)

機(jī)械排風(fēng)：在壓縮機(jī)房屋頂設(shè)置防爆防砂屋頂風(fēng)機(jī)，滿足正常及事故排風(fēng)要求。

機(jī)械進(jìn)風(fēng)：采用分散式送風(fēng)方式，選用防爆柜式離心風(fēng)機(jī)箱配自潔式空氣過(guò)濾器對(duì)廠房進(jìn)行機(jī)械送風(fēng)，風(fēng)機(jī)箱布置在壓縮機(jī)廠房外，室外新鮮空氣經(jīng)過(guò)濾后通過(guò)外墻送風(fēng)口分散送至廠房?jī)?nèi)部。該方案的優(yōu)點(diǎn)是風(fēng)機(jī)風(fēng)量大，空氣過(guò)濾器設(shè)有自動(dòng)反吹系統(tǒng)，避免了過(guò)濾器的人工清洗，操作簡(jiǎn)單方便，解決了壓縮機(jī)房防沙塵問(wèn)題。缺點(diǎn)是，一次性投資較大，冬季機(jī)械送風(fēng)量過(guò)大會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)房?jī)?nèi)溫度過(guò)低，影響設(shè)備的運(yùn)行。

4 設(shè)備選型

根據(jù)上述計(jì)算及分析，設(shè)備選型見(jiàn)表1。

5 防沙塵措施

本次設(shè)計(jì)天然氣壓縮機(jī)房為密閉房間，通過(guò)正壓通風(fēng)系統(tǒng)連續(xù)地向室內(nèi)送入足量的清潔空氣，使室內(nèi)保持一定的正壓，防止高含塵空氣侵入室內(nèi)。

天然氣壓縮機(jī)房進(jìn)風(fēng)口、排風(fēng)口均要考慮設(shè)置防止風(fēng)沙倒灌的防塵措施，例如裝設(shè)防塵網(wǎng)、控制蝶閥、密閉清掃孔等。

送風(fēng)系統(tǒng)吸風(fēng)口位置應(yīng)布置在室外空氣較清潔的地方，遠(yuǎn)離有害氣體的排出口，并應(yīng)位于大風(fēng)季節(jié)主導(dǎo)風(fēng)向的上方。

6 自動(dòng)控制

（1）12臺(tái)屋頂風(fēng)機(jī)分成6組，每組1用1備，當(dāng)某一組其中一臺(tái)事故時(shí)，另一臺(tái)可以自動(dòng)啟動(dòng)。

（2）所有屋頂風(fēng)機(jī)與壓縮機(jī)廠房?jī)?nèi)部的可燃?xì)怏w報(bào)警器以及溫度報(bào)警器聯(lián)鎖控制，當(dāng)廠房?jī)?nèi)可燃?xì)怏w報(bào)警器或溫度報(bào)警器報(bào)警時(shí)，所有風(fēng)機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)。

（3）自潔式空氣過(guò)濾器設(shè)壓差控制系統(tǒng)，當(dāng)壓差達(dá)到350Pa時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)反吹系統(tǒng)。

結(jié)語(yǔ)

該壓縮機(jī)廠房自建成投產(chǎn)以來(lái)，通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行良好。系統(tǒng)的正常運(yùn)行及事故通風(fēng)的啟、停均可做到自動(dòng)控制，安全可靠適合風(fēng)沙較大的西北地區(qū)。

參考文獻(xiàn)

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