防爆控制室通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)分析

摘要：介紹了防爆控制室的空調(diào)設(shè)計(jì)過程、室空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則和冷熱源及系統(tǒng)劃分。此防爆控制室采用全空氣一次回風(fēng)恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)，采用上送上回的氣流組織方式。根據(jù)空調(diào)房間的冷熱指標(biāo)，確定了空調(diào)的型號(hào)。空調(diào)采用2臺(tái)雙冷源恒溫恒濕空調(diào)機(jī)（1用1備），確定了空調(diào)系統(tǒng)的組成。介紹了其內(nèi)部氣體污染、顆粒物污染、噪聲污染和熱污染的排除方法，為防爆控制室的空調(diào)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行了詳細(xì)的探討。

關(guān)鍵詞：防爆控制室"""空調(diào)系統(tǒng)"""一次回風(fēng)"""上送上回"""污染物排放

Analysis"of"Ventilation"and"Air"Conditioning"Design"of"Explosion-Proof"Control"Rooms

TANG"Zhengwen

Guizhou"East"China"Engineering"Co.，Lid.，Guiyang，"Guizhou"Province，"550003"China

Abstract："This"article"introduces"the"design"process"of"air"conditioning"of"explosion-proof"control"rooms，"the"design"principles"of"room"air"conditioning"system，"and"the"division"of"cold"and"heat"sources"and"systems."This"explosion-proof"control"rooms"adopt"a"full-air"primary"return"air"constant"temperature"and"humidity"air"conditioning"system，"and"adopts"the"airflow"organization"method"of"sendingnbsp;up"and"returning"up."According"to"the"cold"and"heat"indicators"of"the"air-conditioned"room，"the"model"of"the"air"conditioner"is"determined."Two"sets"of"dual"cold"source"constant"temperature"and"humidity"air"conditioners（one"for"use"and"one"for"backup）"are"adopted"to"confirm"the"composition"of"the"air"conditioning"system."The"elimination"methods"of"internal"gas"pollution，"particulate"matter"pollution，"noise"pollution"and"thermal"pollution"are"introduced，"providing"a"detailed"exploration"of"the"design"process"of"air"conditioning"in"explosion-proof"control"rooms.

Key"Words："Explosion-proof"control"rooms;"Air-conditioning"system;"Primary"return"air;"Sending"up"and"returning"up;"Pollutant"discharge

防爆控制室是設(shè)置在具有爆炸危險(xiǎn)的工業(yè)場所或環(huán)境中的一種特殊的控制室。防爆控制室通常在需要處理或操作易燃材料或氣體的工業(yè)環(huán)境中使用。防爆控制室最主要的作用是保障工作人員和設(shè)備的安全和隔離室內(nèi)環(huán)境與外部環(huán)境。本文以某公司原料適應(yīng)性技改項(xiàng)目配套公用系統(tǒng)項(xiàng)目為例，對(duì)防爆控制室通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行介紹。

1防爆控制室建筑概況

建筑由機(jī)柜室、外操室、交接班室、排煙機(jī)房、工程師房、隔離室、補(bǔ)風(fēng)機(jī)房、電信機(jī)柜間、空調(diào)機(jī)房、走廊、UPS室組成。其中，進(jìn)行空調(diào)設(shè)計(jì)的房間有機(jī)柜室、工程師室、UPS室、電信機(jī)柜間。外操室和交接班室僅送入新風(fēng)。建筑面積677"m2，建筑高度6.7"m。

2通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

防爆控制室通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求需嚴(yán)格遵循防爆安全標(biāo)準(zhǔn)和特殊環(huán)境的操作需求，確保系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行。防爆控制室在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該滿足《石油化工建筑物抗暴設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T"50779-2022）中的規(guī)定。

（1）空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)置應(yīng)根據(jù)工藝要求和房間的需求確定。

（2）空調(diào)機(jī)應(yīng)選用自帶冷源的風(fēng)冷式單元空調(diào)機(jī)，空調(diào)機(jī)宜安裝在空調(diào)機(jī)房內(nèi)。無條件設(shè)置空調(diào)機(jī)房時(shí)，空調(diào)機(jī)可直接設(shè)在空調(diào)房間內(nèi)，但應(yīng)釆取防止加濕水、冷凝水泄漏的措施。

（3）功能性房間的空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置1臺(tái)空調(diào)機(jī)備用。

（4）當(dāng)空調(diào)冷源為廠區(qū)供給的冷凍水時(shí)，功能性房間的空調(diào)機(jī)應(yīng)采用雙冷源型。

除此之外，防爆控制室設(shè)計(jì)滿足以下原則。

（1）滿足防爆等級(jí)和認(rèn)證要求：防爆控制室所有通風(fēng)空調(diào)設(shè)備、材料和電氣組件必須符合相應(yīng)的防爆等級(jí)和認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。

（2）滿足空氣質(zhì)量要求：確保防爆控制室內(nèi)空氣中的粉塵、有害氣體或蒸汽濃度維持在安全水平以下，防止爆炸或毒氣泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。

（3）滿足空氣溫濕度要求：穩(wěn)定控制室內(nèi)的溫度和濕度，以適應(yīng)特殊環(huán)境下設(shè)備和人員的工作要求。

（4）滿足安全監(jiān)控系統(tǒng)要求：空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)實(shí)施全面的實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，包括空氣質(zhì)量、溫度、濕度和壓力等關(guān)鍵參數(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常并采取應(yīng)急措施。

（5）滿足備份和應(yīng)急系統(tǒng)要求：設(shè)計(jì)備用的通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)，確保在主系統(tǒng)故障或緊急情況下能夠保持連續(xù)、安全運(yùn)行。

（6）備份和應(yīng)急系統(tǒng)要求：在設(shè)計(jì)時(shí)空調(diào)系統(tǒng)采取1用1備的方式，確保在主系統(tǒng)故障或緊急情況下能夠保持連續(xù)、安全運(yùn)行。

3冷熱源與系統(tǒng)劃分

防爆控制室的冷熱源及系統(tǒng)劃分通常需要按照安全性、防爆性能和功能需求進(jìn)行嚴(yán)格的劃分和設(shè)計(jì)。

3.1冷熱源

由于防爆控制室重要性，且室內(nèi)主要有電氣配電柜、控制柜等散熱設(shè)備，一年四季都是需要制冷的工況，故考慮為雙冷源系統(tǒng)。雙冷源系統(tǒng)是指兩種不同形式的冷源，互為備用關(guān)系，一般第一種冷源是由廠區(qū)集中冷凍站提供的7/12℃的冷凍水，另外一種冷源是由直膨式風(fēng)冷熱泵機(jī)組提供分散式冷源，為了確保防爆控制室的安全性，當(dāng)某一冷源出現(xiàn)故障停機(jī)時(shí)，室內(nèi)空調(diào)區(qū)域環(huán)境溫度會(huì)發(fā)生變化，送回風(fēng)溫差會(huì)偏離設(shè)定值，當(dāng)達(dá)到設(shè)定溫差報(bào)警時(shí)，連鎖啟動(dòng)切換至另外一種冷源。當(dāng)采用雙冷源系統(tǒng)時(shí)，末端空調(diào)器需采用雙表冷段的形式，每一個(gè)表冷段對(duì)應(yīng)一種冷源，雙冷源系統(tǒng)可以自由切換，緊急狀態(tài)下應(yīng)保證能自動(dòng)切換；同時(shí)，雙冷源系統(tǒng)也可以就地和機(jī)房控制中心手動(dòng)操作。

此工程由于面積較小，且只有1層建筑。分散式冷熱源適用于小型防爆控制室或局部制冷需求。因此，此工程的冷熱源采用分散式冷熱源，可選擇防爆型分體空調(diào)器、移動(dòng)式空調(diào)器等。這些設(shè)備應(yīng)符合防爆要求，確保使用安全。

3.2系統(tǒng)劃分

根據(jù)防爆控制室的具體結(jié)構(gòu)和功能需求，可以將空調(diào)系統(tǒng)劃分為多個(gè)獨(dú)立控制單元，每個(gè)單元負(fù)責(zé)一個(gè)特定區(qū)域的溫度控制。這種設(shè)計(jì)便于維護(hù)和管理，并且可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行靈活調(diào)整。對(duì)每個(gè)機(jī)柜室、工程師室、UPS室進(jìn)行劃分單獨(dú)的控制單元[1]。

3.3備用系統(tǒng)

為了確保系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮設(shè)置備用系統(tǒng)或冗余設(shè)備。一旦主系統(tǒng)或某個(gè)分系統(tǒng)出現(xiàn)故障，備用系統(tǒng)可以迅速啟動(dòng)，保證控制室的環(huán)境穩(wěn)定。在對(duì)機(jī)組進(jìn)行選型的時(shí)候可以選擇2臺(tái)（1用1備）。

3.4排風(fēng)系統(tǒng)

排風(fēng)系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)能夠有效排除控制室內(nèi)的有害氣體或蒸汽，防止外部氣體污染物進(jìn)入室內(nèi)。

3.5消聲隔振系統(tǒng)

在對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮空調(diào)的消聲和隔振。設(shè)計(jì)時(shí)，在容易產(chǎn)生噪聲的部位進(jìn)行消聲隔振設(shè)計(jì)，避免產(chǎn)生噪聲污染。

4系統(tǒng)選擇與設(shè)計(jì)

4.1空調(diào)負(fù)荷計(jì)算

空調(diào)負(fù)荷計(jì)算是空調(diào)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。空調(diào)冷熱負(fù)荷根據(jù)建筑自控電氣所提條件計(jì)算。機(jī)柜室、電信機(jī)柜間、工程師室、UPS室空調(diào)冷負(fù)荷約為118"kW（含新風(fēng)），冷指標(biāo)為318"W/m2，空調(diào)熱負(fù)荷約為66"kW（含新風(fēng)），熱指標(biāo)為183"W/m2[2]。

4.2空調(diào)系統(tǒng)

在一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中，回風(fēng)與新風(fēng)在熱濕處理設(shè)備前混合，適用于送風(fēng)溫差可取較大值時(shí)或室內(nèi)散濕量較大時(shí)，且其具有設(shè)備簡單，節(jié)省最初投資，可以實(shí)現(xiàn)全年多工況節(jié)能運(yùn)行調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)。

4.3氣流組織

氣流組織的形式關(guān)系到空調(diào)房間的舒適性。考慮到上送上回的送回風(fēng)口均在房間頂部，不需要在墻體和地面開口設(shè)置出風(fēng)口。因此，空調(diào)氣流組織采用上送上回的方式。

5設(shè)備選型及材料選擇

（1）選擇2臺(tái)雙冷源恒溫恒濕空調(diào)機(jī)A74G-AHU-0001/A～B（1用1備）；空調(diào)新風(fēng)由新風(fēng)化學(xué)過濾機(jī)組A74G-CFU-0001處理。恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組采用雙冷源，冷源一為廠區(qū)冷凍站提供的7/12"℃冷凍水；冷源二為機(jī)組自帶直膨式熱泵機(jī)組（環(huán)保冷媒）[3]。

（2）恒溫恒濕空調(diào)控制系統(tǒng)由空調(diào)設(shè)備配套：恒溫恒濕空調(diào)進(jìn)、出風(fēng)口處設(shè)置電動(dòng)風(fēng)閥。根據(jù)回風(fēng)溫、濕度傳感器測的溫、濕度來控制恒溫恒濕空調(diào)機(jī)制冷、電加熱、加濕等各功能部件的工作[4]，并應(yīng)具有回風(fēng)過濾器差壓報(bào)警、無風(fēng)狀態(tài)報(bào)警、送風(fēng)電機(jī)過載報(bào)警、加熱超溫報(bào)警、消防連鎖控制、壓縮機(jī)過載報(bào)警等功能，使空調(diào)房間保持在設(shè)定的溫濕度范圍內(nèi)。

（3）新風(fēng)入口處電動(dòng)密閉閥與可燃、有害氣體探測報(bào)警連鎖，報(bào)警時(shí)將聯(lián)動(dòng)信號(hào)送至新風(fēng)化學(xué)過濾機(jī)組自帶電控箱，聯(lián)動(dòng)關(guān)閉電動(dòng)密閉閥和新風(fēng)化學(xué)過濾機(jī)組，并聯(lián)動(dòng)關(guān)閉電動(dòng)密閉閥及排風(fēng)機(jī)。報(bào)警解除后，手動(dòng)開電動(dòng)密閉閥、新風(fēng)化學(xué)過濾機(jī)組及排風(fēng)機(jī)，送風(fēng)管、排風(fēng)管進(jìn)出外墻處設(shè)置抗爆閥，以確保建筑物外發(fā)生爆炸時(shí)自動(dòng)關(guān)閉；沖擊波過后自動(dòng)復(fù)位，以保證室內(nèi)正常通風(fēng)[5]。

（4）UPS室設(shè)柜式分體空調(diào)，滿足冬季或過渡季節(jié)室內(nèi)電氣設(shè)備運(yùn)行對(duì)環(huán)境的要求。

（5）風(fēng)管采用鍍鋅鋼板制作。風(fēng)管外部有一層30"mm難燃B1級(jí)閉孔橡塑材料進(jìn)行保溫。難燃B1級(jí)閉孔橡塑材料外部有一層0.5"mm鋁板外覆，用于室外保溫[6]。

（6）風(fēng)機(jī)出口上微穿孔板結(jié)構(gòu)形式為孔徑0.8"mm，板厚0.8～1.0"mm，內(nèi)壁面穿孔率為1%，外壁面穿孔率為3%，材質(zhì)為鍍鋅鋼板。

6污染物排放

6.1氣體污染

新風(fēng)入口處電動(dòng)密閉閥與可燃、有害氣體探測報(bào)警連鎖。可以防止可燃有害氣體進(jìn)入室內(nèi)。

6.2顆粒物污染

新風(fēng)化學(xué)過濾機(jī)組A74G-CFU-0001由進(jìn)風(fēng)段、初效過濾段、二級(jí)化學(xué)過濾段、中效過濾段、風(fēng)機(jī)段、出風(fēng)段組成，可以有效減少顆粒物的排放。

6.3噪聲污染

本工程為了減少噪聲污染采用高效率、低噪聲、低振動(dòng)的空調(diào)、通風(fēng)設(shè)備，采用吊裝振動(dòng)設(shè)備時(shí)采用減震吊桿。所有通風(fēng)設(shè)備均選用低噪聲產(chǎn)品，采用軟管連接。在風(fēng)機(jī)出口上和彎頭處安裝消聲設(shè)備。

6.4熱污染

設(shè)備運(yùn)行和人員產(chǎn)生熱量，可能導(dǎo)致周圍環(huán)境溫度升高，2臺(tái)雙冷源恒溫恒濕空調(diào)機(jī)A74G-AHU-0001/A～B可以將熱污染排除。

7結(jié)語

本文從防爆控制室的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則、冷熱源與系統(tǒng)劃分、系統(tǒng)的選擇與設(shè)計(jì)、設(shè)備選型與材料選擇、污染物排放5個(gè)方面探究了防爆控制室通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)的過程。為防爆控制室的設(shè)計(jì)提供一個(gè)思路。防爆控制室空調(diào)設(shè)計(jì)不僅關(guān)乎安全和環(huán)境舒適度，更是一項(xiàng)關(guān)鍵的技術(shù)保障措施，直接影響生產(chǎn)運(yùn)行的連續(xù)性和可靠性。

參考文獻(xiàn)

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