【摘要】石油化工廠有大量的余熱，將余熱用于溴化鋰吸收式制冷劑作為空調(diào)冷源，節(jié)能效果顯著。中心控制室恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)應(yīng)降溫除濕避免冷熱互相抵消，其排風(fēng)應(yīng)進(jìn)行熱量回收。中心化驗(yàn)室應(yīng)采用變風(fēng)量通風(fēng)系統(tǒng)，其新風(fēng)再熱應(yīng)采用工廠余熱。生產(chǎn)廠房優(yōu)先采用自然通風(fēng)，機(jī)械通風(fēng)為輔。配電室盡量采用通風(fēng)降溫，如設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)，應(yīng)考慮過渡季節(jié)全新風(fēng)運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】石油化工 節(jié)能 余熱 溴化鋰制冷 熱回收 變風(fēng)量 機(jī)械通風(fēng)

隨著石油化工行業(yè)的快速發(fā)展，石油化工建筑物的規(guī)模越來越大，建筑物對(duì)暖通空調(diào)的要求也越來越高。以前對(duì)溫度和濕度沒有要求的建筑物現(xiàn)在對(duì)溫度和濕度有了要求；以前對(duì)房間有害物的濃度要求較低而現(xiàn)在要求較高。以前依靠通風(fēng)降溫的建筑物可能需要設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)；特別是對(duì)溫度、濕度、有害物濃度均有要求的建筑物，通風(fēng)量很大，可能既要設(shè)置采暖系統(tǒng)、還要設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)，這就導(dǎo)致暖通空調(diào)的能耗大量增加。如何在遵守相關(guān)國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的前提下，選擇合理的設(shè)計(jì)方案，降低能耗，減少運(yùn)行費(fèi)用，是每一個(gè)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)人員的重要責(zé)任和義務(wù)。本人在石油化工設(shè)計(jì)單位工作多年，這方面有一些心得體會(huì)，供石油化工行業(yè)的技術(shù)及管理人員參考。

1 石油化工建筑空調(diào)冷源節(jié)能

石油化工廠在生產(chǎn)過程中，大量的物料要進(jìn)行冷卻，目前空冷器的使用非常普遍?？绽淦鲗⒋罅坑酂崤欧诺娇諝庵校瑫r(shí)空冷器上的通風(fēng)機(jī)還要消耗大量的電力。如果上述冷卻過程改為水冷，可產(chǎn)成大量的熱水，將熱水用于溴化鋰制冷機(jī)，生產(chǎn)7～10℃的冷凍水用于辦公樓、中心化驗(yàn)室、中心控制室、變電所等建筑的空調(diào)系統(tǒng)，將大大降低制冷的電力消耗。以國內(nèi)華南地區(qū)某煉油化工一體化項(xiàng)目為例，生產(chǎn)裝置可提供的余熱是90℃的熱水，用于溴化鋰吸收式制冷機(jī)，制取7℃冷凍水用于空調(diào)系統(tǒng)。按空調(diào)制冷量13970kW計(jì)算，使用溴化鋰制冷機(jī)可節(jié)省用電約4600kW，空調(diào)系統(tǒng)按每年運(yùn)行8個(gè)月（即5760h），則每年空調(diào)節(jié)能折合10740噸標(biāo)準(zhǔn)煤。如果電價(jià)按0.6元/度計(jì)算，每年可節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用1590萬元?？梢钥闯觯瑢⒐S余熱用于作為空調(diào)冷源的溴化鋰制冷機(jī)，無論是減少能源消耗，還是降低空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用，效果都是十分可觀的。

溴化鋰吸收式制冷機(jī)和蒸汽壓縮制冷機(jī)一樣，都是利用液體在汽化時(shí)要吸收熱量這一物理特性來實(shí)現(xiàn)制冷的。蒸汽壓縮式制冷機(jī)要消耗電能來制取冷量，而吸收式制冷機(jī)主要是消耗熱能來制取冷量，其最大特點(diǎn)是可以利用低勢熱源來制冷，因此，它特別適用于有余熱可供利用的場合。

2 中心控制室空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能

隨著石油化工行業(yè)的迅猛發(fā)展，石油化工中心控制室早已再是單純的“控制室”，已經(jīng)變成為管理控制中心，建筑面積可達(dá)7000㎡?？照{(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)主要應(yīng)注意下列三個(gè)方面：

2.1 正確選擇和合理劃分空調(diào)系統(tǒng)

全廠性中心控制室內(nèi)的主要房間包括：主操作中心、機(jī)柜間、工程師站、指揮調(diào)度中心、電信機(jī)房、配電室、UPS室、會(huì)議室、辦公室等。中心控制室內(nèi)主要房間的室內(nèi)溫濕度要求見表1。 各個(gè)房間的余熱量不同，而且各個(gè)房間對(duì)溫度、濕度、新風(fēng)量的要求不一樣。 對(duì)于配電室，可設(shè)置風(fēng)冷冷風(fēng)型空調(diào)機(jī)。對(duì)于會(huì)議室、辦公室等單獨(dú)劃分一個(gè)空調(diào)系統(tǒng)。對(duì)于主操作中心、機(jī)柜間，雖然室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)一樣，但由于機(jī)柜間的余熱量很大，而主操作中心的余熱量較小，應(yīng)盡量劃分為兩個(gè)空調(diào)系統(tǒng)。當(dāng)由于受條件所限，只能設(shè)置一個(gè)空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，建議將溫度傳感器設(shè)在主操作中心，在機(jī)柜間另外設(shè)置風(fēng)冷冷風(fēng)型空調(diào)機(jī)，從而避免在主操作中心設(shè)置末端電加熱器，造成冷熱抵消。

2.2 恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的夏季新風(fēng)應(yīng)降溫除濕

機(jī)柜間、主操作中心一般采用一次回風(fēng)恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)，室內(nèi)除了人員之外基本沒有余濕產(chǎn)生，只有余熱。如果新風(fēng)不經(jīng)降溫除濕直接與空調(diào)回風(fēng)混合，需要先降溫除濕，再用電加熱器二次加熱，形成冷熱抵消，浪費(fèi)能源嚴(yán)重。

如果在新風(fēng)機(jī)組內(nèi)設(shè)置加熱和冷卻裝置，則恒溫恒濕空調(diào)機(jī)不用除濕，也就不需要對(duì)送風(fēng)進(jìn)行二次加熱，可以大量節(jié)省不必要的能源消耗。

2.3 對(duì)排風(fēng)進(jìn)行熱量回收

隨著國標(biāo)《石油化工中心控制室抗爆設(shè)計(jì)規(guī)范》的發(fā)布，大部分的中心控制室采用抗爆結(jié)構(gòu)。由于沒有外窗進(jìn)行自然通風(fēng)換氣，抗爆中心控制室的新風(fēng)量比普通建筑物的新風(fēng)量要高，按人計(jì)算的新風(fēng)量每人為50m3/h，按新風(fēng)比計(jì)算的新風(fēng)量為10%，新風(fēng)量很大。目前大部分工程項(xiàng)目沒有對(duì)排風(fēng)的冷（熱）量進(jìn)行回收。根據(jù)《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2009的規(guī)定，當(dāng)新風(fēng)量大于3000m3/h時(shí)，應(yīng)該設(shè)置排風(fēng)熱回收系統(tǒng)，盡可能減少能源消耗。熱回收設(shè)備采用采用轉(zhuǎn)輪式換熱器、板翅式全熱換熱器。

3 中心化驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能

隨著石油化工廠的規(guī)模越來越大，中心化驗(yàn)室的面積也越來越大。一方面，由于很多實(shí)驗(yàn)設(shè)備為進(jìn)口設(shè)備，對(duì)環(huán)境條件要求較高，不僅需要控制實(shí)驗(yàn)室的溫度，還要控制濕度，否則常出現(xiàn)故障甚至損壞，既影響生產(chǎn)又會(huì)造成很大經(jīng)濟(jì)損失。另一方面，隨著社會(huì)的進(jìn)步，以人為本的理念越來越深入人心，全新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)被普遍采用。這就造成了新風(fēng)處理能耗非常大，新風(fēng)冷負(fù)荷指標(biāo)高達(dá)400W/m2甚至更高，運(yùn)行費(fèi)用非常高。所以通風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能潛力巨大。主要應(yīng)注意一下兩個(gè)方面：

3.1 通風(fēng)柜通風(fēng)系統(tǒng)采用變風(fēng)量控制

為了降低通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的能耗，通風(fēng)柜排風(fēng)系統(tǒng)建議采用變風(fēng)量系統(tǒng)，保證通風(fēng)柜的操作面風(fēng)速為0.5m/s，排風(fēng)量隨著柜門的開啟高低不同自動(dòng)調(diào)整排風(fēng)量，只要保證換氣次數(shù)不小于6次/h即可，送風(fēng)量隨著房間排風(fēng)量的變化而變化，始終保持恒定的負(fù)壓值，排風(fēng)機(jī)、新風(fēng)機(jī)采用變頻通風(fēng)機(jī)，風(fēng)管末端定靜壓控制。采用上述變風(fēng)量通風(fēng)系統(tǒng)，既保證了通風(fēng)效果，由在最大程度上減少通風(fēng)量，有效減小了新風(fēng)冷、熱負(fù)荷。

3.2 新風(fēng)再熱使用余熱

由于石油化工廠均有相當(dāng)多的余熱可以利用，為了節(jié)能，應(yīng)盡可能利用余熱，在新風(fēng)機(jī)組表冷段后設(shè)施加熱盤管，對(duì)冷卻后的新風(fēng)進(jìn)行再熱，不要選擇在各個(gè)房間送風(fēng)支管上設(shè)置電加熱器再熱。以華南某中心化驗(yàn)室設(shè)計(jì)為例，新風(fēng)量為90000m3/h，新風(fēng)加熱量230KW，如果采用電加熱，以每年運(yùn)行三季也就是270天，每度電0.5元計(jì)算，一年的加熱電費(fèi)為75萬元。為了節(jié)約能源消耗和新風(fēng)機(jī)組運(yùn)行費(fèi)用，該項(xiàng)目新風(fēng)加熱使用的是廠內(nèi)提供的110熱水。

4 生產(chǎn)廠房通風(fēng)系統(tǒng)

（1） 對(duì)于散發(fā)熱量的生產(chǎn)廠房如空氣壓縮機(jī)房、循環(huán)水泵房等，優(yōu)先采用自然通風(fēng)，設(shè)置天窗或風(fēng)帽排風(fēng)，節(jié)省通風(fēng)機(jī)的能耗。當(dāng)自然通風(fēng)不能滿足要求時(shí)，設(shè)置機(jī)械排風(fēng)，排風(fēng)機(jī)可采用屋頂通風(fēng)機(jī)。通風(fēng)機(jī)自帶重力止回閥，冬季通風(fēng)機(jī)停運(yùn)時(shí)風(fēng)閥自動(dòng)關(guān)閉。無論是自然排風(fēng)還是機(jī)械排風(fēng)，冬季均應(yīng)做到關(guān)閉排風(fēng)口，防止熱量散失。

（2） 對(duì)于散發(fā)爆炸危險(xiǎn)氣體的生產(chǎn)廠房，如氫氣壓縮機(jī)房、烴類氣體壓縮機(jī)廠房，通風(fēng)機(jī)可劃分為兩組，第一組作為平時(shí)通風(fēng)之用，第二組作為事故通風(fēng)之用，第二組通風(fēng)機(jī)與廠房內(nèi)的可燃?xì)怏w報(bào)警器連鎖，當(dāng)報(bào)警器報(bào)警時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)。兩組通風(fēng)機(jī)總的通風(fēng)量折合房間換氣次數(shù)不小于12次/h。當(dāng)廠房內(nèi)設(shè)置采暖時(shí)，補(bǔ)風(fēng)加熱量不考慮第二組排風(fēng)機(jī)的排風(fēng)量，減少補(bǔ)風(fēng)機(jī)的規(guī)格及能耗。

節(jié)能減排越來越受到全社會(huì)的關(guān)注，公共建筑、居住建筑均有了節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，唯獨(dú)工業(yè)建筑還沒有這方面的標(biāo)準(zhǔn)。這說明大家對(duì)工業(yè)建筑節(jié)能的重視程度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。實(shí)際上，工業(yè)建筑的能耗總量不小于民用建筑的能耗總量。由于各個(gè)工業(yè)行業(yè)的建筑物均有其特殊性，無法像民用建筑那樣給出具體的能耗指標(biāo)，但定性的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)還是可以制定的。作為工業(yè)建筑的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)人員，每個(gè)人都應(yīng)該從我做起，為節(jié)能減排貢獻(xiàn)自己的聰明才智。

參考文獻(xiàn)

[1] 張俊，中心化驗(yàn)室濕度控制及空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能

設(shè)計(jì)要點(diǎn)；煉油工程與設(shè)計(jì)，2013（2），62～64

作者簡介

張俊，高級(jí)工程師，暖通專業(yè)副總，1986年畢業(yè)于西安冶金建筑學(xué)院環(huán)境工程系供熱及通風(fēng)專業(yè)，長期從事石油化工建筑物暖通空調(diào)設(shè)計(jì)和技術(shù)管理工作。