蘇釗(中海油石化工程有限公司，山東 濟南 250001)

0 引言

隨著石油化工行業(yè)的飛速發(fā)展，抗爆控制室作為石化行業(yè)的重要組成部分，控制室設備開始受到更多關注，其運行質(zhì)量直接影響到全廠的正常運行和安全生產(chǎn)，因此暖通專業(yè)的設計方案也非常關鍵。石油化工裝置、罐區(qū)在生產(chǎn)運行過程中可能會出現(xiàn)有毒、有害、有爆炸危險的氣體泄漏，這些氣體會直接影響到操作人員的身體健康，當氣體泄漏達到一定濃度時，還有可能導致廠區(qū)發(fā)生爆炸.所以,為了保證控制室的設備正常運行，保證所有工作人員的身體健康，控制室密閉性十分關鍵，故控制室通常設計為無窗鋼筋混凝土墻體的全封閉式結構，當廠區(qū)內(nèi)發(fā)生意外爆炸時，它能夠抵擋來自爆炸產(chǎn)生的沖擊波，避免造成巨大傷害及損失。密閉性高必然導致對暖通專業(yè)的設計提出了更高的要求。

1 空調(diào)設計方案

根據(jù)規(guī)范GB 50779—2012[1]和SH 3004—2011[2]，將控制室內(nèi)的房間分成對空氣參數(shù)要求較高重要房間和對空氣參數(shù)要求普通的一般房間，其中操作室、機柜間、等功能型房間作為重要房間；值班室、交接班室等普通房間作為一般房間。

通常，由于室內(nèi)溫度、濕度的要求各不相同，重要房間與其他房間的空調(diào)系統(tǒng)最好分開設置，重要房間采用風冷恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)，一般房間使用VRV多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)，這樣更方便重要房間空氣參數(shù)控制，還可以減少能耗。但是當辦公室、值班室等一般房間的面積較小或者在整個建筑面積的占比較小時，分兩個系統(tǒng)會增加初投資，還增加施工難度。運行費用相差無幾時，共用一個空調(diào)系統(tǒng)比較合適。由于不同房間的發(fā)熱量不同，當共用一個系統(tǒng)時，面對各個房間不同空氣參數(shù)，首先要滿足重要房間的要求，這樣可能會導致發(fā)熱量較小的一般房間過冷，可以在這些房間內(nèi)設暖風機，以滿足工作人員的舒適性要求。

2 空調(diào)系統(tǒng)組成

為了保障控制室恒溫恒濕，并防止空調(diào)系統(tǒng)漏水對設備造成損害，控制室應采用全空氣系統(tǒng)的空調(diào)。全空氣系統(tǒng)是完全由空氣來承擔室內(nèi)冷負荷的系統(tǒng)，能有較強的除濕能力和空氣過濾能力。全空氣空調(diào)系統(tǒng)的流程是：新鮮空氣通過化學過濾機組處理后和空調(diào)回風在回風靜壓箱中混合，然后進入恒溫恒濕空調(diào)機組，經(jīng)過溫濕度處理后進入送風靜壓箱，然后通過風管送入各個房間。為保證室內(nèi)微正壓，另設一臺管道式排風機作為平時排風用，排風風量小于新風風量，多余風量由走道滲透到室外。新風量不低于總風量的10%，項目設計中宜取10%～20%。

2.1 恒溫恒濕空調(diào)機組

恒溫恒濕空調(diào)機組為直接蒸發(fā)式風冷空調(diào)機，對溫度、濕度和潔凈度都有嚴格控制的全空氣空調(diào)機。機組自帶電加熱器、電加濕器，室內(nèi)機設置于空調(diào)機房內(nèi)，室外機放置室外地面或者屋面通風良好處，放置屋面時需做好屋面防雨水工作。因為操作室、機柜室等房間對溫濕度的要求都比較高，需要隨時對空氣進行制冷、加熱、加濕、除濕等處理，并實時監(jiān)控系統(tǒng)的運行情況。一般的舒適性空調(diào)只能勉強滿足溫度要求，很難進行濕度控制，如果再配上除濕機的話,又很難達到自動控制溫濕度的效果。但是恒溫恒濕空調(diào)機組可以做到智能化控制，循環(huán)風量、風壓亦能夠滿足需求，且結構緊湊、外形美觀、安裝簡單、維護方便，而且最重要的是控制精度方面非常優(yōu)秀，一般溫度精度可達±2 ℃，濕度精度±5%，是專門為控制室、機房類建筑設計的。制熱方式建議采用電加熱器，不建議使用熱水換熱器制熱，因為機柜室、UPS室等房間常年不間斷工作，設備發(fā)熱量非常大，因此室內(nèi)冬季熱負荷相對不大，而且夏季房間的溫濕度控制也需要通過空調(diào)電加熱進行再熱來完成，電加熱器的加熱速度快、溫度高，除濕效果好，然而熱水制熱是達不到此效果的，所以在控制室的空調(diào)制熱方式上，采用電加熱的方式效果較好。

為保證控制室的全天運行模式，必須設置一臺空調(diào)機組備用，當控制室有一臺空調(diào)故障時，備用空調(diào)機組可以自行切換運行，時刻保證室內(nèi)空氣環(huán)境滿足工藝要求。

2.2 新風化學過濾機組

化學過濾機組是創(chuàng)新、高效的空氣過濾產(chǎn)品，主要作用在于過濾一些物理過濾不能處理的有毒、有害、有腐蝕性、有刺激性氣味的氣體，是一種新型的空氣凈化設備，近些年開始逐漸廣泛運用于石化行業(yè)。石油化工生產(chǎn)廠區(qū)往往散發(fā)有害氣體，包括H2S，SO2，Cl2等氣體，常規(guī)的活性碳物理吸附基本不會對這些氣體產(chǎn)生作用，人員長期在這種環(huán)境下工作，會嚴重影響健康，而且造成對控制室精密設備的腐蝕。所以在新風進入空調(diào)循環(huán)風系統(tǒng)之前，先使用化學過濾機組進行過濾，通過機組的化學濾料可以與有害氣體發(fā)生化學反應，將有毒有害氣體進行處理，濃度降低到一定程度，保證室內(nèi)的空氣質(zhì)量。有毒有害氣體濃度、含塵濃度在規(guī)范GB 50779—2012[1]中有明確規(guī)定，設計過程中如果上游專業(yè)的設計條件沒有更嚴格的要求，則按此規(guī)范執(zhí)行。

化學過濾機組的濾料是需要更換的，更換的周期要根據(jù)機組新風處理量和廠區(qū)具體的空氣質(zhì)量來確定，一般為6～12個月不等。

2.3 電動氣密閥

電動氣密閥(MD)是一種電動的單向閥門，不會因反向氣流作用而開啟，能有效的保證空間的密閉性，閥門使用電能作為動力來驅動閥門，控制閥門的開關。為防止裝置區(qū)、罐區(qū)的有毒有害氣體通過風管滲入室內(nèi)，影響室內(nèi)空氣環(huán)境，電動氣密閥應設置在通風管道靠近外墻的室內(nèi)側，帶電常開，并與相應的系統(tǒng)風機和有毒氣體報警聯(lián)鎖。當有毒有害氣體報警響起的同時，關閉通風設備和電動氣密閥，阻止建筑內(nèi)外的空氣流通，避免有毒有害氣體進入建筑內(nèi)部。報警解除后，開啟通風設備和電動氣密閥，恢復工作。

2.4 抗爆閥

無論是新風的進入，還是室內(nèi)空氣的排出，都會在建筑外墻上打開安裝風管的洞口，這些洞口的出現(xiàn)會嚴重影響建筑整體的抗爆能力，所以就需要使用抗爆閥來封住這些洞口，保證建筑物的抗爆結構不被破壞。當爆炸的沖擊波到達時，瞬間過大的壓力會使抗爆閥在極短的時間內(nèi)自動關閉，來抵擋爆炸沖擊波對建筑內(nèi)部的損害。當建筑外部壓力恢復正常，抗爆閥自動開啟。

2.5 排煙系統(tǒng)

抗爆控制室為全封閉式建筑，一旦放生火災，為保證人員的快速疏散，避免室內(nèi)煙氣聚集，需要設置排煙系統(tǒng)。根據(jù)規(guī)范GB 50779—2012[1]的規(guī)定，單層的抗爆控制室，內(nèi)走道超過40 m，應設機械排煙；多層抗爆控制室，最遠點距最近疏散門超過20 m時，映射機械排煙。排煙風機應設有專用風機室，不可設在屋頂和走道；排煙風量過大時，需要設置補風風機，具體詳見規(guī)范GB 51251—2017[3]。

3 工程實例

本工程為惠州某化工廠某裝置抗爆機柜室，機柜室空調(diào)方式采用全空氣系統(tǒng)，上送風?？照{(diào)機設置在空調(diào)機房內(nèi)，用風管將處理過的空氣送往機柜室各個房間。為保證系統(tǒng)運行的可靠性，空調(diào)機組選用的是兩臺HF120NH型恒溫恒濕空調(diào)(一用一備)，機組制冷量119 kW，循環(huán)風量：22 000 m3/h，機外靜壓400 Pa。

機柜室設新風補充系統(tǒng)，新風量滿足室內(nèi)微正壓及人員需要。新風選用RDS24型化學過濾機組進行處理，機組新風量：2 400 m3/h，機外靜壓200 Pa?；瘜W過濾機組配置壓縮制冷段以減少空調(diào)機組的再熱量，達到節(jié)能的目的，機組制冷量40 kW，制熱量5 kW。機組出風口空氣品質(zhì)應滿足：H2S＜0.01 mg/m3；SO2＜0.1 mg/m3；Cl2＜0.01 mg/m3；塵埃＜0.2 mg/m3。

恒溫恒濕空調(diào)機自帶溫濕度控制器和傳感器，運行參數(shù)能夠自動顯示在機身的儀表盤上。機組設有主備用自動切換功能，當運行設備發(fā)生故障自動啟動備用設備?？照{(diào)系統(tǒng)設有綜合報警進DCS系統(tǒng)。

本工程設有新風補充設施。新風入口處可燃氣體探測儀報警時，關閉新風入口上的電動風閥, 化學過濾機組聯(lián)鎖停車以保證設備的安全。在新風處理功能上設置有害化學物質(zhì)吸附凈化設備，對室外新風進行處理。

當火災報警系統(tǒng)發(fā)出報警信號時，可由火災報警控制盤接收信號,并發(fā)出連鎖信號至電氣控制柜，令空調(diào)機連鎖停車。

機柜室設有火后排風機，用于火災過后排除燃燒產(chǎn)物?？照{(diào)機組的進、出風段安裝有消聲器及軟連接，以減小系統(tǒng)的噪聲對室內(nèi)的污染。通風機及空調(diào)設備裝有減振墊等。

4 結語

抗爆控制室內(nèi)的空氣環(huán)境要求相對較高，屬于工藝性空氣調(diào)節(jié)。正因為控制室的重要性，空調(diào)的供電保障也同裝置的等級一樣，室內(nèi)的空氣環(huán)境不僅影響到設備的運行，同時也直接關系到工作人員的身體健康。因此，恒溫恒濕空調(diào)以及化學過濾器的設置是有必要的。但是，部分項目由于業(yè)主資金投入方面的考慮，在操作過程中采用加濕器、普通柜式空調(diào)，雖然也能粗略達到室內(nèi)溫濕度的要求，但普通空調(diào)長時間使用后故障率較高，一旦發(fā)生故障，對于裝置的運行會造成極大的影響。