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摘要:油化工企业的抗爆控制室内安装了大量的设备,抗爆控制室内对安全性的要求非常高,采取暖通设计的方法来调节室内的温度、通风效果。石油化工抗爆控制室内暖通空调设计非常关键,抗爆控制室属于一类控制中心,暖通空调直接关系到抗爆控制室的使用效果,做好暖通空调设计工作才能保证控制室的安全与稳定。抗爆控制室内暖通空调的设计内容比较多,包括新风系统、排风系统等,本文主要探讨石油化工抗爆控制室内暖通空调的相关设计。
1空调系统组成
1.1恒温恒湿空调机组
恒温恒湿空调机组为直接蒸发式风冷空调机,对温度、湿度和洁净度都有严格控制的全空气空调机。机组自带电加热器、电加湿器,室内机设置于空调机房内,室外机放置室外地面或者屋面通风良好处,放置屋面时需做好屋面防雨水工作。因为操作室、机柜室等房间对温湿度的要求都比较高,需要随时对空气进行制冷、加热、加湿、除湿等处理,并实时监控系统的运行情况。一般的舒适性空调只能勉强满足温度要求,很难进行湿度控制,如果再配上除湿机的话,又很难达到自动控制温湿度的效果。但是恒温恒湿空调机组可以做到智能化控制,循环风量、风压亦能够满足需求,且结构紧凑、外形美观、安装简单、维护方便,而且最重要的是控制精度方面非常优秀,一般温度精度可达±2℃,湿度精度±5%,是专门为控制室、机房类建筑设计的。制热方式建议采用电加热器,不建议使用热水换热器制热,因为机柜室、UPS室等房间常年不间断工作,设备发热量非常大,因此室内冬季热负荷相对不大,而且夏季房间的温湿度控制也需要通过空调电加热进行再热来完成,电加热器的加热速度快、温度高,除湿效果好,然而热水制热是达不到此效果的,所以在控制室的空调制热方式上,采用电加热的方式效果较好。为保证控制室的全天运行模式,必须设置一台空调机组备用,当控制室有一台空调故障时,备用空调机组可以自行切换运行,时刻保证室内空气环境满足工艺要求。
1.2新风化学过滤机组
化学过滤机组是一种新颖高效的空气过滤器,其功能是对某些有毒有害、腐蚀性、刺激性的气体进行过滤。现如今,新风化学过滤机组已经逐步被应用到石油化工空气净化领域中。通常情况下,化学工厂都会排放大量的有毒气体,如H2S、SO2、Cl2等,传统的活性炭对这些有毒的气体几乎没有任何效果,如果工作时间长,不仅会对人体的身体产生伤害,还会对石油化工抗爆控制室的仪器产生腐蚀性。
因此,当新鲜的空气流入到空调的循环风中时,首先要利用化学滤器对其进行净化,然后利用化学滤液与有害的气体进行化学反应,从而达到净化空气的目的。GB50779—2012标准中对有害气体浓度、粉尘浓度作详细的说明,若上游行业对环境的要求不高,应按照本规程进行。化工过滤器的滤芯要定期进行替换,其更换时间要视单位的新风量以及工厂内的环境情况而定,一般为6~12个月。
1.3电动气密阀
电动气密阀(MD)是一种电动的单向阀门,不会因反向气流作用而开启,能有效地保证空间的密闭性,阀门使用电能作为动力来驱动阀门,控制阀门的开关。为防止装置区、罐区的有毒有害气体通过风管渗入室内,影响室内空气环境,电动气密阀应设置在通风管道靠近外墙的室内侧,带电常开,并与相应的系统风机和有毒气体报警联锁。当有毒有害气体报警响起的同时,关闭通风设备和电动气密阀,阻止建筑内外的空气流通,避免有毒有害气体进入建筑内部。报警解除后,开启通风设备和电动气密阀,恢复工作。
1.4排烟系统
石油化工抗爆控制室是一个完全密闭的大楼,当发生火灾时,为了便于人员迅速撤离,防止烟雾在房间里积聚,将需要安装一个高效的排烟系统。按GB50779—2012标准,在室内通道以上40m以上的单级防爆控制室内,需要设置有机械排气装置;多层抗爆控制室内,与离安全出口最大距离20m以上的位置对应的机械排烟。通风设备应有专门的通风间,不得设置在房顶或过道上;当烟气流量较大时,应安装通风系统,其详细内容请参阅GB51251—2017标准。
1.5抗爆阀
无论是新风的进入,还是室内空气的排出,都会在建筑外墙上打开安装风管的洞口,这些洞口的出现会严重影响建筑整体的抗爆能力,所以就需要使用抗爆阀来封住这些洞口,保证建筑物的抗爆结构不被破坏。当爆炸的冲击波到达时,瞬间过大的压力会使抗爆阀在极短的时间内自动关闭,来抵挡爆炸冲击波对建筑内部的损害。当建筑外部压力恢复正常,抗爆阀自动开启。
2石油化工抗爆控制室暖通空调的运行设计
第一,暖通空调系统中部分设备运行时遵循一用一备的原则,比如新风机组、恒温恒湿机组等。这些设备都要设定自动交换的时间,要求设备自动切换,保证使用、备用设备都能处于可靠的运行状态。其次,暖通空调系统中的恒温恒湿机组运行时,按照抗爆控制室内的环境状态,设计了回风参数,同时根据回风参数设定送风状态,确保控制室内的温度、湿度能达到设计要求。再次,暖通空调系统运行时,所有位置安装的电动风阀门都要是打开的状态,由集控中心来监督阀门的运行状态,以及设备的运行状态。最后,暖通空调系统运行中要求除了抗爆控制室的电池室以外,所有房间都应该处于正压的状态中,维持室内正常的压力值。
第二,暖通空调在抗爆控制室内难免会遇到设备故障的问题,设备发生故障以后就会直接影响其参数设定,比如湿度超出预设值、排风量过低等。这时暖通空调系统中的集控中心运行时就要捕捉到异常信号,并且将异常报警信号迅速地传递到DCS系统中,由系统调控运行设备,直到设备恢复到正常的运行状态。
第三,抗爆控制室内发生火灾时,集控中心会接收来自火灾报警传感器的信号,立即关闭暖通空调的设备、防火阀,待火灾结束以后,集控中心会重新开启设备与防火阀。集控中心的运行起到总控和调节的作用,其主要就是接收报警仪器传来的异常信号,针对异常信号给出调节方案,保证控制室内的环境安全。
第四,抗爆控制室暖通空调系统运行与控制中,新风口位置检测到异常气体以后,比如易爆炸气体、有毒气体等。气体浓度检测仪会检测室内气体的实际浓度,当浓度超出一级警报界线时,仪器就会发出一级警报,把警报信号传输到集控中心,集控中心系统会向排风孔、新风入口处的电动气密阀发送关闭的信号;同时还会利用指令来关闭排风机、新风化学过滤机组,此时暖通空调系统会以无新风、内循环的方式运转,让抗爆控制室内的湿度、温度能符合要求。气体浓度检测仪如果检测到异常气体浓度达到二级标准,此时集控中心就会关闭暖通空调系统中的所有设备,以此来保证室内安全。
结语:
总而言之,石油化工抗爆控制室内的空气要求比较高,因此,需要在恒温恒湿的条件下,将需要安装一个化学滤清器,同时还需要设计一套暖通空调系统,主要内容有:新风排风系统,排烟系统,电动气密阀,温度湿度恒定系统等。经过实际运行证明,本暖通系统安全可靠,能够很好地适应石油化工抗爆控制室应用要求,同时也能够有效地替换室内存在安全风险的气体,进而更好地确保石油化工生产工艺的整体安全性。