海上石油平臺油漆庫通風改善措施探討

文/睢罡 劉林立 程特

海上石油平臺油漆使用量較大，由于含有苯系物等有機化學物質，可能會引發職業病。本文介紹了對海上石油平臺油漆庫通風設計的改善措施，確保通風設計的合理性和運行的有效性，為企業職業安全健康管理和員工健康提供合理建議。

由于海上石油平臺處在濕度大、鹽分高的海洋大氣環境中，設施設備容易發生腐蝕，故防腐作業在日常維護保養工作中頻率較高，使用的各類油漆量也逐年增加。目前，慢性職業性苯中毒是職業病法律糾紛最多的病種之一，而長期的油漆類涂料作業可能引起慢性中毒。海上平臺通常設有庫房作為儲存和使用油漆的場所，而通風系統是最基本的職業病防護設施，其設計的合理性和運行的有效性，對于現場職業安全健康管理和保障作業人員健康至關重要。

案例概況

某海上石油平臺在試生產階段開展了職業病危害控制效果評價，初步檢測結果顯示，防腐工接觸的二甲苯時間加權平均濃度（TWA）為26.4 mg/m3， 二甲苯的時間加權平均允許濃度為50 mg/m3（Permissible Concentration-Time Weighted Average,PC-TWA)，雖然符合職業接觸限值(Occupational Exposure Limits，OELs)，但已超過了行動水平；其中油漆庫房采樣點的二甲苯短時間接觸濃度（STEL）范圍為80.7 ～124.6 mg/m3（PCSTEL 為100 mg/m3），6 個采樣結果中，有4 個數值超過國家職業接觸限值。油漆庫房空氣揮發物定性分析和定點測量結果均顯示未檢出苯，即該油漆和稀釋劑中不含苯。

現場職業衛生調查情況如下：平臺使用佐敦牌油漆和稀釋劑，年使用量為6 000 ～8 000 L，查閱化學品安全技術說明書(Material Safety Data Sheet， MSDS)，結合定性分析，其主要有害成分為甲苯、二甲苯、乙苯、乙酸丁酯、丁醇等有機化學物質。防腐工每班5 人，主要進行打磨刷漆作業，油漆調配、清理過程在油漆庫房內操作，全程佩戴防毒半面罩（有機氣體濾毒盒）。油漆庫房的體積約為60 m3，分層擺放油漆桶，設置了排風和送風系統，采用上送上排方式，送風風機通風量為900 m3/h，排風風機通風量為800 m3/h。如圖1 所示。

圖1 某海上平臺油漆庫房

檢測發現油漆庫二甲苯短時間接觸濃度超標，防腐工二甲苯時間加權平均濃度超過了行動水平，按照法律法規和標準要求，需進行超標原因分析，改善工作場所的職業衛生條件。進行綜合分析后，發現其原因是油漆庫通風設施存在問題，需進行合理性、有效性評估和整改。

通風設施評估

通風類型

油漆庫主要的有害因素是油漆和稀釋劑中有機溶劑揮發物，因其散發而宜采用全面通風。油漆屬于危險化學品，日常管理采取上門上鎖的安全防范措施，不適宜自然通風而選擇機械通風，可以采用的3種通風方式分別為：機械排風+自然進風、機械排風+機械送風、機械送風+自然排風，本案例采用機械排風+機械送風方式較為合理。該平臺送風機通風量為900 m3/h，排風機通風量為800 m3/h，排風量在送風量的80%～90%范圍內，使得油漆庫保持了正壓狀態，有利于油漆庫內有害氣體的排出。

通風量

足夠的通風量是降低有毒有害氣體濃度的基礎，也是滿足換氣次數的基礎。油漆庫通風量的計算方法包括揮發量計算法、換氣次數法、人員新風法等，同時還應考慮房間熱量和壓力平衡的影響。因油漆庫中的有害氣體是自然揮發，且受氣溫氣濕、存放量、密封狀態等條件的影響，其揮發量很難確定，故不適宜該項目的通風量計算。

1.換氣次數確定全面通風量

當散入室內的有害物質量無法具體計算時，全面通風量可采用換氣次數法確定，如公式（1）：

式中：L 為全面通風量（m3/h）；n 為換氣次數（次/h）；V1為通風車間體積（m3）。

根據《機械工業采暖通風與空調設計手冊》（許居鹓，陸哲明，鄺子強著，2007 年同濟大學出版社）中規定，油漆庫的換氣次數為5 次/h，事故通風換氣次數為12 次/h，故該平臺油漆庫全面通風量應為L=12次/h×60 m3=720 m3/h，而該值應作為基礎的風量要求。

2.人員新風法

式中：Q 為全面通風量（m3/h）；n 為室內人數（人）；q 為新風量最小需求量（m3/人·h）。

依據GBZ1-2010《工業企業設計衛生標準》中相關要求，適宜新風量為30 ～50 m3/h，該平臺油漆庫每班為5 人作業，故其新風量最大需求Q=5 人×50 m3/h=250 m3/h。但無論是何種建筑，人員所需新風量都應根據室內空氣的衛生要求、人員的活動和工作性質，以及在室內的停留時間等因素確定。

綜合兩種計算方法的結果，該油漆庫排風機通風量為800 m3/h，均大于720 m3/h 和250 m3/h，故滿足要求。

氣流組織形式

油漆庫主要揮發性物質為苯系物、乙酸丁酯、丁醇等，均大于空氣的密度，主要分布于庫房的中低層；油漆庫無熱源存在且為非空調房間，故總體適宜選擇上送下排的氣流組織形式。現場調查發現，該平臺油漆庫采用了上送上排的通風方式，且處于庫房頂部同一水平面，造成了局部的氣流短路，即新風經送風機進入庫房后，絕大多數在頂層空間被排風機排出，而未經過中低層有害氣體區域，故排毒效果不良，從而造成二甲苯超標。

評估結論

綜合上述評估結果，目前該平臺的通風類型合理，送風、排風風機通風量配置合理，滿足日常通風、事故通風、新風量和正壓狀態需求，其主要問題為送排風口的位置、形式不合理造成了局部氣流短路。因此，僅針對氣流組織形式進行改造設計。合理的氣流組織形式，即使較小的通風量也可獲得較好的通風效果，相反則會事倍功半。

通風改善措施

氣流組織改善措施

依據有效、經濟和節能原則，首先采用上送下排氣流組織形式。改造重點是排風機和排風口（排式管道）移至中下部，為了避免氣流短路，排風管道和風口宜對側布置，如送風口在門一側上部時，則排風口宜在門對側的中下部（如圖2a 所示）。如要獲得更佳通風效果，亦可采取水平流的組織形式，適用于排式管道多個進、出風口的設計，其要點同樣為對側布置（如圖2b所示）。因該平臺日常所用通風量足夠，也可增加風量控制閥來調節風量，但應確保送風風量大于排風風量。

圖2 油漆庫房送排風氣流組織示意圖

其他措施

送風口應避免其他有害物質的污染；排風口不應布置在人員經常停留或通行的地點，更不能置于其他房間新風入口的上風位，避免形成二次污染；應同時兼顧噪聲防控，如在送、排風管道安裝消聲器，以降低氣流引起的噪聲；必須使用防爆型的風機及燈具，電器開關和熔斷器都應裝在庫房外。

改善后驗證措施和效果

驗證通風設施改造效果，主要從合理性和有效性兩個方面開展。首先是驗證氣流組織的合理性，即采用發煙管查看煙霧的流向。改造后無氣流短路情況，未形成空氣動力陰影區，在中低層區域的煙霧能經過排風口排出，說明氣流組織合理。

其次是驗證通風設施的有效性。采用個體法測量防腐工接觸的甲苯、二甲苯、乙苯、乙酸丁酯和丁醇等有害因素的時間加權平均濃度（TWA），采用定點法采樣測量油漆庫房內有害因素的短時間接觸濃度（STEL）或峰接觸濃度（PE）。改造后的檢測結果顯示：防腐工二甲苯的時間加權平均濃度（TWA）為0.7 ～2.6 mg/m3， 油漆庫房內采樣點二甲苯的短時間接觸濃度（STEL）為3.9 ～7.4 mg/m3，均小于行動水平，其他有害因素的接觸水平也小于0.1 OELs，說明通風設施效果良好。

油漆庫事故通風探討

油漆庫是否必須設置事故通風，行業內還存在一定的爭議，相關標準對事故通風換氣次數的要求也不盡相同。GBZ1-2010《工業企業設計衛生標準》中規定：在生產中可能突然逸出大量有害物質或易造成急性中毒或易燃易爆的化學物質的室內作業場所，應設置事故通風裝置及連鎖泄漏報警裝置，其通風換氣次數不小于12 次/h。GB 50019-2015《工業建筑供暖通風與空氣調節設計規范》中規定：事故通風量，宜根據工藝設計要求計算確定，但換氣次數不應小于12次/h；但在《機械工業采暖通風與空調設計手冊》中，事故通風換氣次數則不小于8 次/h。

該平臺油漆庫使用的油漆不含苯，雖然發生短時間內逸散有毒物質而造成急性中毒的可能性較小，但根據《危險化學品目錄（2015版）》，油漆及其揮發物屬于易燃易爆的化學物，符合GBZ1-2010《工業企業設計衛生標準》中的規定，故本文按照12 次/h 的換氣次數計算事故通風量。