淺談沙漠地區(qū)天然氣壓縮機房通風(fēng)設(shè)計

王傳偉

摘 要：根據(jù)相關(guān)規(guī)范的要求，通過工程實際，并結(jié)合沙漠地區(qū)的氣候特性，闡述了沙漠地區(qū)天然氣壓縮機房的通風(fēng)設(shè)計原則，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，對沙漠地區(qū)天然氣壓縮機房通風(fēng)設(shè)計提出了自己的看法。

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

中圖分類號：TE624 文獻標(biāo)志碼：A

0 概述

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

1 天然氣壓縮機房通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計目的

天然氣壓縮機房的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計分為兩個目的：一是為保證工藝系統(tǒng)的正常運行、消除工藝設(shè)備余熱及室內(nèi)有害氣體而進行的正常通風(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，所以要對突然放散或泄漏的有毒害及易燃易爆氣體進行事故通風(fēng)。

2 天然氣壓縮機房通風(fēng)計算

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房，占地面積1330m2，長=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)。

天然氣壓縮機廠房內(nèi)設(shè)有4臺電驅(qū)壓縮機機組，運行方式為3運1備，正常運行時，散發(fā)熱量及有害氣體。

（1）根據(jù)《輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范》10.3.3款第2條規(guī)定：對同時散發(fā)有害物質(zhì)、有爆炸危險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，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，通風(fēng)量應(yīng)按房間實際高度計算，房間高度大于6m時，通風(fēng)量應(yīng)按6m高度計算。因此廠房正常通風(fēng)量為：L1=63×21×6×8=63504 m3/h。

（2）正常運行時開啟3臺壓縮機，單臺壓縮機散熱量為120kW，所以廠房內(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)計規(guī)范》（GB50019—2015）中附錄H，消除余熱通風(fēng)量計算公式為：

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)，對于法定計量單位，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)計算溫度，℃；

根據(jù)上述計算公式有：

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

天然氣壓縮機廠房正常通風(fēng)量應(yīng)選取消除廠房內(nèi)余熱和規(guī)范規(guī)定的最小通風(fēng)量的較大值，通過上述計算，本工程天然氣壓縮機廠房正常通風(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)量計算

天然氣壓縮機房事故排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計要滿足《輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范》10.3.4條規(guī)定：散發(fā)有爆炸危險氣體的壓縮機廠房除應(yīng)按本規(guī)范第10.3.3條設(shè)計正常換氣外，還應(yīng)另外設(shè)置保證每小時不小于房間內(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)量計算

根據(jù)《工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》（GB50019—2015）中6.4.8條規(guī)定：設(shè)置有事故排風(fēng)的場所不具備自然進風(fēng)條件時，應(yīng)同時設(shè)置補風(fēng)系統(tǒng)，補風(fēng)量宜為排風(fēng)量的80%。因此，機械進風(fēng)系統(tǒng)送風(fēng)量按正常排風(fēng)量的80%計取，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。

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

通風(fēng)方案：機械排風(fēng)+機械進風(fēng)系統(tǒng)

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

機械進風(fēng)：采用分散式送風(fēng)方式，選用防爆柜式離心風(fēng)機箱配自潔式空氣過濾器對廠房進行機械送風(fēng)，風(fēng)機箱布置在壓縮機廠房外，室外新鮮空氣經(jīng)過濾后通過外墻送風(fēng)口分散送至廠房內(nèi)部。該方案的優(yōu)點是風(fēng)機風(fēng)量大，空氣過濾器設(shè)有自動反吹系統(tǒng)，避免了過濾器的人工清洗，操作簡單方便，解決了壓縮機房防沙塵問題。缺點是，一次性投資較大，冬季機械送風(fēng)量過大會導(dǎo)致壓縮機房內(nèi)溫度過低，影響設(shè)備的運行。

4 設(shè)備選型

根據(jù)上述計算及分析，設(shè)備選型見表1。

5 防沙塵措施

本次設(shè)計天然氣壓縮機房為密閉房間，通過正壓通風(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)。

天然氣壓縮機房進風(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 自動控制

（1）12臺屋頂風(fēng)機分成6組，每組1用1備，當(dāng)某一組其中一臺事故時，另一臺可以自動啟動。

（2）所有屋頂風(fēng)機與壓縮機廠房內(nèi)部的可燃?xì)怏w報警器以及溫度報警器聯(lián)鎖控制，當(dāng)廠房內(nèi)可燃?xì)怏w報警器或溫度報警器報警時，所有風(fēng)機自動啟動。

（3）自潔式空氣過濾器設(shè)壓差控制系統(tǒng)，當(dāng)壓差達到350Pa時，自動啟動反吹系統(tǒng)。

結(jié)語

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

參考文獻

[1]孫一堅.簡明通風(fēng)設(shè)計手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1997.

[2]陸耀慶.實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[3] GB50019—2015，工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范[S].

[4] GB50251—2015，輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范[S].