浅谈石油化工抗爆控制室暖通空调设计

浅谈石油化工抗爆控制室暖通空调设计

朱晓敏1 ,翟文恒2

1.青岛新奥燃气有限公司  山东青岛  266555

2.青岛新奥清洁能源有限公司  山东青岛  266555

摘要：油化工企业的抗爆控制室内安装了大量的设备，抗爆控制室内对安全性的要求非常高，采取暖通设计的方法来调节室内的温度、通风效果。石油化工抗爆控制室内暖通空调设计非常关键，抗爆控制室属于一类控制中心，暖通空调直接关系到抗爆控制室的使用效果，做好暖通空调设计工作才能保证控制室的安全与稳定。抗爆控制室内暖通空调的设计内容比较多，包括新风系统、排风系统等，本文主要探讨石油化工抗爆控制室内暖通空调的相关设计。

关键词：石油化工；抗爆控制室；暖通空调

1空调系统组成

1.1恒温恒湿空调机组

恒温恒湿空调机组为直接蒸发式风冷空调机，对温度、湿度和洁净度都有严格控制的全空气空调机。机组自带电加热器、电加湿器，室内机设置于空调机房内，室外机放置室外地面或者屋面通风良好处，放置屋面时需做好屋面防雨水工作。因为操作室、机柜室等房间对温湿度的要求都比较高，需要随时对空气进行制冷、加热、加湿、除湿等处理，并实时监控系统的运行情况。一般的舒适性空调只能勉强满足温度要求，很难进行湿度控制，如果再配上除湿机的话，又很难达到自动控制温湿度的效果。但是恒温恒湿空调机组可以做到智能化控制，循环风量、风压亦能够满足需求，且结构紧凑、外形美观、安装简单、维护方便，而且最重要的是控制精度方面非常优秀，一般温度精度可达±2℃，湿度精度±5%，是专门为控制室、机房类建筑设计的。制热方式建议采用电加热器，不建议使用热水换热器制热，因为机柜室、UPS室等房间常年不间断工作，设备发热量非常大，因此室内冬季热负荷相对不大，而且夏季房间的温湿度控制也需要通过空调电加热进行再热来完成，电加热器的加热速度快、温度高，除湿效果好，然而热水制热是达不到此效果的，所以在控制室的空调制热方式上，采用电加热的方式效果较好。为保证控制室的全天运行模式，必须设置一台空调机组备用，当控制室有一台空调故障时，备用空调机组可以自行切换运行，时刻保证室内空气环境满足工艺要求。

1.2新风化学过滤机组

化学过滤机组是一种新颖高效的空气过滤器，其功能是对某些有毒有害、腐蚀性、刺激性的气体进行过滤。现如今，新风化学过滤机组已经逐步被应用到石油化工空气净化领域中。通常情况下，化学工厂都会排放大量的有毒气体，如H2S、SO2、Cl2等，传统的活性炭对这些有毒的气体几乎没有任何效果，如果工作时间长，不仅会对人体的身体产生伤害，还会对石油化工抗爆控制室的仪器产生腐蚀性。

因此，当新鲜的空气流入到空调的循环风中时，首先要利用化学滤器对其进行净化，然后利用化学滤液与有害的气体进行化学反应，从而达到净化空气的目的。GB50779—2012标准中对有害气体浓度、粉尘浓度作详细的说明，若上游行业对环境的要求不高，应按照本规程进行。化工过滤器的滤芯要定期进行替换，其更换时间要视单位的新风量以及工厂内的环境情况而定，一般为6～12个月。

1.3电动气密阀

电动气密阀（MD）是一种电动的单向阀门，不会因反向气流作用而开启，能有效地保证空间的密闭性，阀门使用电能作为动力来驱动阀门，控制阀门的开关。为防止装置区、罐区的有毒有害气体通过风管渗入室内，影响室内空气环境，电动气密阀应设置在通风管道靠近外墙的室内侧，带电常开，并与相应的系统风机和有毒气体报警联锁。当有毒有害气体报警响起的同时，关闭通风设备和电动气密阀，阻止建筑内外的空气流通，避免有毒有害气体进入建筑内部。报警解除后，开启通风设备和电动气密阀，恢复工作。

1.4排烟系统

石油化工抗爆控制室是一个完全密闭的大楼，当发生火灾时，为了便于人员迅速撤离，防止烟雾在房间里积聚，将需要安装一个高效的排烟系统。按GB50779—2012标准，在室内通道以上40m以上的单级防爆控制室内，需要设置有机械排气装置；多层抗爆控制室内，与离安全出口最大距离20m以上的位置对应的机械排烟。通风设备应有专门的通风间，不得设置在房顶或过道上；当烟气流量较大时，应安装通风系统，其详细内容请参阅GB51251—2017标准。

1.5抗爆阀

无论是新风的进入，还是室内空气的排出，都会在建筑外墙上打开安装风管的洞口，这些洞口的出现会严重影响建筑整体的抗爆能力，所以就需要使用抗爆阀来封住这些洞口，保证建筑物的抗爆结构不被破坏。当爆炸的冲击波到达时，瞬间过大的压力会使抗爆阀在极短的时间内自动关闭，来抵挡爆炸冲击波对建筑内部的损害。当建筑外部压力恢复正常，抗爆阀自动开启。

2石油化工抗爆控制室暖通空调的运行设计

第一，暖通空调系统中部分设备运行时遵循一用一备的原则，比如新风机组、恒温恒湿机组等。这些设备都要设定自动交换的时间，要求设备自动切换，保证使用、备用设备都能处于可靠的运行状态。其次，暖通空调系统中的恒温恒湿机组运行时，按照抗爆控制室内的环境状态，设计了回风参数，同时根据回风参数设定送风状态，确保控制室内的温度、湿度能达到设计要求。再次，暖通空调系统运行时，所有位置安装的电动风阀门都要是打开的状态，由集控中心来监督阀门的运行状态，以及设备的运行状态。最后，暖通空调系统运行中要求除了抗爆控制室的电池室以外，所有房间都应该处于正压的状态中，维持室内正常的压力值。

第二，暖通空调在抗爆控制室内难免会遇到设备故障的问题，设备发生故障以后就会直接影响其参数设定，比如湿度超出预设值、排风量过低等。这时暖通空调系统中的集控中心运行时就要捕捉到异常信号，并且将异常报警信号迅速地传递到DCS系统中，由系统调控运行设备，直到设备恢复到正常的运行状态。

第三，抗爆控制室内发生火灾时，集控中心会接收来自火灾报警传感器的信号，立即关闭暖通空调的设备、防火阀，待火灾结束以后，集控中心会重新开启设备与防火阀。集控中心的运行起到总控和调节的作用，其主要就是接收报警仪器传来的异常信号，针对异常信号给出调节方案，保证控制室内的环境安全。

第四，抗爆控制室暖通空调系统运行与控制中，新风口位置检测到异常气体以后，比如易爆炸气体、有毒气体等。气体浓度检测仪会检测室内气体的实际浓度，当浓度超出一级警报界线时，仪器就会发出一级警报，把警报信号传输到集控中心，集控中心系统会向排风孔、新风入口处的电动气密阀发送关闭的信号；同时还会利用指令来关闭排风机、新风化学过滤机组，此时暖通空调系统会以无新风、内循环的方式运转，让抗爆控制室内的湿度、温度能符合要求。气体浓度检测仪如果检测到异常气体浓度达到二级标准，此时集控中心就会关闭暖通空调系统中的所有设备，以此来保证室内安全。

结语：

总而言之，石油化工抗爆控制室内的空气要求比较高，因此，需要在恒温恒湿的条件下，将需要安装一个化学滤清器，同时还需要设计一套暖通空调系统，主要内容有：新风排风系统，排烟系统，电动气密阀，温度湿度恒定系统等。经过实际运行证明，本暖通系统安全可靠，能够很好地适应石油化工抗爆控制室应用要求，同时也能够有效地替换室内存在安全风险的气体，进而更好地确保石油化工生产工艺的整体安全性。

参考文献

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[2]刘珂,张俊.国内外石油化工抗爆控制室暖通空调设计标准比较[J].暖通空调,2020,50(5):71-74,33.

[3]宋爽.某石油化工装置抗爆控制室暖通空调系统设计[J].化学工程与装备,2018(2):272-273.