淺談石油化工抗爆控制室暖通空調(diào)設(shè)計(jì)

鄧 杰

福建醫(yī)工設(shè)計(jì)院有限公司，福建 福州 350100

隨著石油化工產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，安全生產(chǎn)活動(dòng)也越來(lái)越受到重視。而《全國(guó)安全生產(chǎn)專(zhuān)項(xiàng)整治三年行動(dòng)計(jì)劃》明確規(guī)定：涉及甲乙類(lèi)火災(zāi)危險(xiǎn)性的生產(chǎn)裝置控制室、交接班室原則上不得布置在裝置區(qū)內(nèi)，確需布置的，應(yīng)按照《石油化工控制室抗爆設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50779-2012），在 2020 年底前完成抗爆設(shè)計(jì)、建設(shè)和加固。同時(shí)也要求，進(jìn)一步提升危險(xiǎn)化學(xué)品企業(yè)自動(dòng)化控制水平。

抗暴控制室作為管理人員的辦公場(chǎng)所，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的核心。由于抗爆控制室屬于全封閉建筑，暖通空調(diào)系統(tǒng)作為服務(wù)控制室的重要環(huán)節(jié)，是控制室內(nèi)設(shè)備正常運(yùn)行和室內(nèi)工作人員的健康安全的重要保障。下文將對(duì)抗爆控制室暖通空調(diào)設(shè)計(jì)做簡(jiǎn)要闡述。

暖通空調(diào)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)要闡述

1 空調(diào)系統(tǒng)

抗爆控制室單體建筑面積多數(shù)為400～500m2，內(nèi)部功能房間為：機(jī)柜間、控制室、UPS 室、辦公室、工程師室、更衣室等。根據(jù)《石油化工控制室抗爆設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50779-2012）第6.2.2條規(guī)定，室內(nèi)空氣參數(shù)如下表：

各功能間可采用同一空調(diào)系統(tǒng)。空調(diào)系統(tǒng)可選用一次回風(fēng)全空氣空調(diào)系統(tǒng)，按最大溫差送風(fēng)。空調(diào)機(jī)可采用自帶冷源的風(fēng)冷式單元空調(diào)機(jī)，同時(shí)設(shè)置一臺(tái)備用空調(diào)。空調(diào)機(jī)總的制冷量留有15%～20%的余量。空調(diào)室內(nèi)機(jī)配置C3 級(jí)粗效過(guò)濾器。

空調(diào)室內(nèi)機(jī)設(shè)置在抗爆控制室內(nèi)的空調(diào)機(jī)房，外機(jī)設(shè)置在室外地面。空調(diào)室內(nèi)外機(jī)冷媒管及控制線可埋地出室外，如出外墻側(cè)在室外地坪以上，則周?chē)鷳?yīng)設(shè)置抗暴擋墻。

2 新風(fēng)、回排風(fēng)系統(tǒng)

2.1 新風(fēng)量

根據(jù)《石油化工控制室抗爆設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50779-2012）第6.4.1 條規(guī)定，空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)量，應(yīng)取下列風(fēng)量的最大值：

（1）按工作人員計(jì)算，每人50m3/h。

（2）總送風(fēng)量的10%。

由建筑專(zhuān)業(yè)所提供功能間使用人數(shù)，新風(fēng)按總送風(fēng)量的10%無(wú)法滿足所有功能間每人50m3/h 新風(fēng)量要求，為滿足每人50m3/h 新風(fēng)量要求，同時(shí)提高人員在密閉環(huán)境中的舒適性，新風(fēng)比例調(diào)至總送風(fēng)量的20%。送、排風(fēng)需考慮功能間的換氣次數(shù)，一般≮4 次/h。

2.2 新風(fēng)化學(xué)過(guò)濾

由于控制室基本都在甲、乙類(lèi)生產(chǎn)園區(qū)內(nèi)部，周?chē)諝猸h(huán)境較差。同時(shí)，《石油化工控制室抗爆設(shè)計(jì)規(guī)范》［1］（GB50779-2012）第6.2.2 條規(guī)定：

（1）重要房間的含塵濃度應(yīng)＜0.2mg/m3；

（2）重要房間的H2S 的濃度應(yīng)＜0.015mg/m3；SO2的濃度應(yīng)＜0.15mg/m3；

因此，新風(fēng)經(jīng)一般的空氣過(guò)濾器無(wú)法滿足室內(nèi)環(huán)境要求，需設(shè)置化學(xué)過(guò)濾器。空調(diào)機(jī)直接設(shè)置化學(xué)過(guò)濾段，會(huì)導(dǎo)致機(jī)組太長(zhǎng)。由于空調(diào)機(jī)房面積受限，因此入口設(shè)置化學(xué)過(guò)濾新風(fēng)機(jī)組，機(jī)組功能段為：新風(fēng)段—粗效過(guò)濾段—中效過(guò)濾段—化學(xué)過(guò)濾段—風(fēng)機(jī)段。化學(xué)過(guò)濾段材料可根據(jù)園區(qū)生產(chǎn)物質(zhì)決定。新風(fēng)入口處設(shè)置電動(dòng)氣密閥和抗爆閥（外掛式）。

2.3 回排風(fēng)

空調(diào)系統(tǒng)中配置一回排風(fēng)機(jī)。其中，排風(fēng)占空調(diào)總送風(fēng)量10%，回風(fēng)量占空調(diào)總送風(fēng)量的80%。排風(fēng)管出口設(shè)置電動(dòng)氣密閥和抗爆閥（外掛式）。

3 防排煙系統(tǒng)

目前，抗爆控制室火災(zāi)危險(xiǎn)性類(lèi)別有定性為丙類(lèi)的，也有定性為丁類(lèi)的。總建筑面積一般為400～500m2。

根據(jù)相關(guān)規(guī)范，需要設(shè)置排煙設(shè)施的有關(guān)場(chǎng)所如下：

（1）GB50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（2018 版）［1］第8.5.2 條：

①人員或可燃物較多的丙類(lèi)生產(chǎn)場(chǎng)所，丙類(lèi)廠房?jī)?nèi)建筑面積＞300m2且經(jīng)常有人停留或可燃物較多的地上房間；

②建筑面積＞5000m2的丁類(lèi)生產(chǎn)車(chē)間；

③占地面積＞1000m2的丙類(lèi)倉(cāng)庫(kù)；

④其他廠房（倉(cāng)庫(kù)）內(nèi)長(zhǎng)度＞20m 的疏散走道。

（2）GB50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（2018 版）［2］第8.5.4條：地下或半地下建筑（室）、地上建筑內(nèi)的無(wú)窗房間，當(dāng)總建筑面積＞200m2或一個(gè)房間建筑面積＞50m2，且經(jīng)常有人停留或可燃物較多時(shí)，應(yīng)設(shè)置排煙設(shè)施。

（3）GB 50779-2012《石油化工控制室抗爆設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.1.7條規(guī)定：

①對(duì)于總層數(shù)為一層，兩個(gè)相鄰疏散外門(mén)的間距≧40m 的內(nèi)走道，應(yīng)設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)。

②對(duì)于總層數(shù)為二層的抗爆控制室，且兩個(gè)相鄰疏散外門(mén)的間距≧40m 的一層內(nèi)走道，應(yīng)設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)；二層走道最遠(yuǎn)點(diǎn)距最近疏散外門(mén)的距離＞20m 時(shí)，二層內(nèi)走道應(yīng)設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)。

③吊頂和地板之間的高度＞4m 的操作室，宜設(shè)置火災(zāi)后的排風(fēng)系統(tǒng)。排風(fēng)量可根據(jù)具體情況按換氣次數(shù)≮2 次/h 確定。

對(duì)于定性為丙類(lèi)生產(chǎn)場(chǎng)所的抗爆控制室，一般需設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)。對(duì)于≧50m2的人員房間，單獨(dú)劃分防煙分區(qū)。其他面積≯50m2的房間，可以利用走道設(shè)置的排煙口排煙。走道可與房間共用排煙系統(tǒng)。其中，連通上下層的內(nèi)部樓梯，還需在一層樓梯開(kāi)口周?chē)础禛B51251-2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》［3］要求設(shè)置擋煙垂壁。排煙風(fēng)機(jī)房需單獨(dú)設(shè)置，排煙風(fēng)機(jī)出口位置按要求設(shè)置電動(dòng)密閉閥和抗爆閥（外掛式）。系統(tǒng)排煙量計(jì)算、排煙風(fēng)機(jī)的選型及是否需要設(shè)置補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)需滿足《GB51251-2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》有關(guān)規(guī)定［4］。

對(duì)于定性為丁類(lèi)生產(chǎn)場(chǎng)所的抗爆控制室，內(nèi)部房間一般無(wú)需設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)。走道如需設(shè)置排煙系統(tǒng)的抗爆控制室，排煙風(fēng)機(jī)房需單獨(dú)設(shè)置，排煙風(fēng)機(jī)出口位置按要求設(shè)置電動(dòng)密閉閥和抗爆閥（外掛式）。系統(tǒng)排煙量計(jì)算、排煙風(fēng)機(jī)的選型及是否需要設(shè)置補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)需滿足《GB51251-2017《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》有關(guān)規(guī)定。

4 暖通空調(diào)系統(tǒng)的控制

（1）通風(fēng)空調(diào)設(shè)備宜與建筑物的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)鎖，火災(zāi)發(fā)生時(shí)應(yīng)自動(dòng)關(guān)閉防火閥及空調(diào)系統(tǒng)的電源；

（2）運(yùn)行的空調(diào)機(jī)與備用空調(diào)機(jī)之間，宜設(shè)置故障自動(dòng)切換、定時(shí)自動(dòng)切換；

（3）重要房間的空調(diào)設(shè)備的啟停及故障報(bào)警信號(hào)應(yīng)引至集散控制系統(tǒng)（DCS）；

（4）當(dāng)生產(chǎn)裝置設(shè)有可燃、有毒氣體探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)時(shí)，新風(fēng)引入口應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的可燃、有毒氣體探測(cè)報(bào)警，且進(jìn)風(fēng)管上應(yīng)設(shè)置密閉性能良好的電動(dòng)密閉閥，在可燃、有毒氣體探測(cè)報(bào)警器報(bào)警時(shí)，應(yīng)關(guān)閉密閉閥、新風(fēng)機(jī)。

5 結(jié)語(yǔ)

石油化工是化學(xué)工業(yè)的重要組成部分，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中有重要作用，同時(shí)風(fēng)險(xiǎn)性也較高。上文簡(jiǎn)要闡述了石油化工抗暴控制室的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)。