（海洋石油工程股份有限公司， 天津 300451）

1 引言

在海洋石油平臺上，化驗室主要用于對原油、輕烴、液化石油氣進行取樣、分析、檢驗，并對其基本組成、主要性質(zhì)及產(chǎn)品質(zhì)量進行取樣、分析、檢驗及評定。在化驗分析的過程中，會有原油加熱析出氣逸出。這些氣體將對化驗室內(nèi)環(huán)境造成污染，同時對化驗人員身體健康造成危害。

為確保實驗人員安全，在化驗室中設(shè)有通風(fēng)柜。為了防止由于通風(fēng)柜內(nèi)機械設(shè)備的擾動、化學(xué)反應(yīng)或者熱源的熱壓等原因引起有害物逸出，必須對通風(fēng)柜進行抽風(fēng)，使柜內(nèi)形成負壓。通風(fēng)系統(tǒng)的目的，是要控制通風(fēng)柜內(nèi)的有毒有害氣體不外逸，滿足房間換氣次數(shù)要求，維持正確的壓力，為實驗人員提供一個安全、舒適的工作環(huán)境。

由于總體布局的要求，化驗室可能布置在危險區(qū)，也可能布置在非危險區(qū)。本文結(jié)合規(guī)范對化驗室的通風(fēng)要求，重點對兩種不同的布置所采取的通風(fēng)方法進行探討。

2 化驗室危險區(qū)劃分

2.1 化驗室危險區(qū)劃分原則

化驗室危險源主要是需要化驗的原油和生產(chǎn)水等，屬于Ⅱ類危險物質(zhì)，這些危險物質(zhì)在化驗室儲存量小。

2.2 化驗室化驗設(shè)備操作

化驗設(shè)備操作時均在人員監(jiān)控下進行，操作具有間隔時間長、非連續(xù)等特點，通過充分通風(fēng)的方式可以把釋放的危險物質(zhì)排放到室外。

2.3 化驗室危險區(qū)劃分

考慮以上因素，且在滿足以下措施的情況下，將化驗室劃分為非危險區(qū)：

（1）化驗室HVAC設(shè)備、燈具、探頭、插座、開關(guān)須為防爆設(shè)備，防爆級別須滿足一級2區(qū)的要求。

（2）化驗室通風(fēng)次數(shù)、通風(fēng)量須滿足規(guī)范要求。

（3）化驗室必須配備滅火器、防火毯。

（4）操作維修手冊中應(yīng)明確：在化驗實驗開始前打開通風(fēng)櫥風(fēng)機，至少通風(fēng)5分鐘；試驗結(jié)束不可立即關(guān)閉通風(fēng)櫥風(fēng)機，至少通風(fēng)5分鐘。

如圖1所示，化驗室劃為非危險區(qū)，化驗室外為CLASS I ZONE 2GROUP IIA危險區(qū)：

圖1 化驗室危險區(qū)劃分圖

3 化驗室通風(fēng)方案

在2.1中明確了化驗室通風(fēng)次數(shù)、通風(fēng)量需要滿足規(guī)范要求。

適用于海上平臺化驗室HVAC設(shè)計的規(guī)范包括《海上平臺暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計方法》和《海上固定平臺安全規(guī)則》。

3.1 《海上平臺暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計方法》該設(shè)計規(guī)范6.2室內(nèi)外壓差控制中規(guī)定：

封閉的安全處所的氣壓應(yīng)高于相鄰的危險處所的氣壓，即正壓通風(fēng)。封閉的安全處所應(yīng)采用正壓通風(fēng)，如需要空調(diào)的電氣間、儀表間等。

封閉的危險處所的氣壓應(yīng)低于與之相鄰但危險程度較小的處所的氣壓，即負壓通風(fēng)。封閉的危險處所應(yīng)采用負壓通風(fēng)，如電池間、化驗室等。

3.2 《海上固定平臺安全規(guī)則》7.7.1.1要求：應(yīng)按所選用規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)要求進行通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計。其摘要如下：

7.7.1.3通風(fēng)系統(tǒng)的進氣口應(yīng)位于安全區(qū)。7.7.2.6安全處所和危險處所以及危險程度不同的處所之間，除操作上的原因外，不應(yīng)設(shè)出入口或其他開口。如設(shè)置這類出入口，在與該危險處所相連的處所和通道，應(yīng)視為與其等同的危險處所，但符合下列條件者除外：

(a)設(shè)置可開啟的自閉式氣密門，門開啟時通風(fēng)空氣是從危險程度較低處流向較高處；

(b)通風(fēng)設(shè)備失壓時，在人員值班地點能發(fā)出報警；

(c)通風(fēng)設(shè)備設(shè)置二套，其中一套為備用；

(d)I類危險處所同安全處所之間設(shè)置兩道自閉式氣密門。

3.3 規(guī)范解讀

如化驗室外為非危險區(qū)，應(yīng)按照封閉的危險處所的氣壓應(yīng)小于與之相鄰但危險程度較小的處所的氣壓，即負壓通風(fēng)。此時化驗室可以設(shè)置自然進風(fēng)、機械排風(fēng)的方式對通風(fēng)柜進行排風(fēng)，風(fēng)機一用一備。通風(fēng)柜局部通風(fēng)將化驗產(chǎn)生的危險氣體排出，通風(fēng)柜的局部負壓對整個化驗室處所來說使得化驗室封閉處所同時為負壓。

如化驗室外危險程度高于化驗室內(nèi)，如果僅僅照搬規(guī)范“封閉的危險處所的氣壓應(yīng)低于與之相鄰但危險程度較小的處所的氣壓，即負壓通風(fēng)。封閉的危險處所應(yīng)采用負壓通風(fēng)，如電池間、化驗室等”，僅對通風(fēng)柜進行負壓通風(fēng)只能將通風(fēng)柜工作產(chǎn)生的危險氣體排出，但整個房間相對于室外為負壓，又使得室外的危險氣體進入了化驗室內(nèi)，不滿足《海上固定平臺安全規(guī)則》中7.7.2.6中(a)要求，因此對整個化驗室采用負壓通風(fēng)不滿足規(guī)范要求。此時在對通風(fēng)柜進行局部負壓通風(fēng)的同時，要保證化驗室房間相對于室外為正壓的通風(fēng)方式。可以采用機械送風(fēng)+機械排風(fēng)的通風(fēng)方式，風(fēng)機一用一備，使房間保持正壓，通風(fēng)柜局部負壓，既能排出通風(fēng)柜產(chǎn)生的危險氣體，又能使室外的危險氣體不進入化驗室內(nèi)。

對于規(guī)范理解的關(guān)鍵在于化驗室通風(fēng)柜采取局部負壓的通風(fēng)方式，在規(guī)范中并沒有明確出局部負壓，所以不能盲目按照規(guī)范中某條意見直接進行設(shè)計，應(yīng)結(jié)合規(guī)范中不同的要求進行總體考慮。

圖2 化驗室送風(fēng)布置

圖3 化驗室排風(fēng)布置

3.4 通風(fēng)方案

送風(fēng)機布置在非危險區(qū)，從非危險區(qū)引入室外新風(fēng)，通風(fēng)柜設(shè)置排風(fēng)機進行局部排風(fēng)。風(fēng)機均為一用一備。設(shè)置壓差傳感器，當(dāng)通風(fēng)設(shè)備失壓時，在人員值班地點能發(fā)出報警。

4 化驗室通風(fēng)量計算

化驗室風(fēng)機的通風(fēng)量計算方法包括換氣次數(shù)法、人員新風(fēng)法等，同時還應(yīng)考慮房間內(nèi)余熱、余濕及有害氣體的影響。

本項目化驗室排風(fēng)機風(fēng)量按照換氣次數(shù)法和新鮮空氣量計算選取，取其數(shù)值較大者；化驗室送風(fēng)機風(fēng)量在排風(fēng)機風(fēng)量基礎(chǔ)上選取。

一般應(yīng)按每小時換氣次數(shù)或每小時需要新鮮空氣量來決定，有時還應(yīng)根據(jù)排除房間余熱、余濕或有害氣體而定。通風(fēng)量的選擇應(yīng)取下列幾項中的最大值。

4.1 按每小時換氣次數(shù)計算通風(fēng)量

V=nv

式中：V-通風(fēng)量，單位為立方米/小時(m3/h)；n -換氣次數(shù)，單位為次/每小時(次/h)；化驗室換次次數(shù)要求大于12次/h。v -通風(fēng)房間容積，單位為立方米(m3)。

4.2 按室內(nèi)每人需要的新鮮空氣量計算通風(fēng)量

Q=nq

式中：n -室內(nèi)人數(shù)，人；q -新風(fēng)最小需求量，m3/(人?h)，工作人員每人每小時需要新鮮空氣量不應(yīng)小于30m3/h。

4.3 送風(fēng)機風(fēng)量

送風(fēng)機風(fēng)量要保證不小于排風(fēng)機風(fēng)量，可以在排風(fēng)管路上設(shè)置閥門，調(diào)節(jié)風(fēng)量和風(fēng)壓，使房間維持正壓。

5 結(jié)論

在化驗室通風(fēng)設(shè)計中，化驗室外的危險區(qū)劃分不同，其通風(fēng)方式也不同。本文結(jié)合規(guī)范，對處于危險區(qū)和非危險區(qū)的化驗室通風(fēng)設(shè)計進行了探討，目的在于提醒設(shè)計人員，要對規(guī)范條款進行仔細研究解讀，避免由于對于規(guī)范理解的不透徹導(dǎo)致設(shè)計不能滿足安全要求。