楊 樹

● （海洋石油工程股份有限公司，天津 300451）

平臺蓄電池間的空調(diào)環(huán)境設(shè)計

楊 樹

● （海洋石油工程股份有限公司，天津 300451）

以往海上平臺蓄電池的通風(fēng)設(shè)計，通常是采用風(fēng)機排風(fēng)的設(shè)計方案。根據(jù)蓄電池的選型，對于平臺蓄電池間的室內(nèi)溫度、濕度提出了具體要求，為滿足設(shè)計目標(biāo)，對蓄電池間進行了新的空調(diào)環(huán)境設(shè)計。說明了設(shè)計流程，并比較了新設(shè)計與以往設(shè)計的特點。

蓄電池間；全新風(fēng)空調(diào)；恒溫；除濕

0 引言

蓄電池室通風(fēng)設(shè)計的目的是排除和稀釋蓄電池充放電時所產(chǎn)生的熱量和易爆氣體。以往海洋石油平臺設(shè)計項目中蓄電池間采用通風(fēng)方式降溫，設(shè)計通風(fēng)量，滿足房間內(nèi)35℃的要求[1-2]。在《海上平臺暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計方法》（Q/HS3008-2002）中，設(shè)計方法說明如下：總充電功率小于和等于2kW的蓄電池間，應(yīng)采用自然通風(fēng)，其出口管應(yīng)通至露天甲板；總功率大于2kW的應(yīng)采用機械通風(fēng)，即機械排風(fēng)、自然進風(fēng)[3]。進風(fēng)口應(yīng)設(shè)于低處（安全區(qū)），排風(fēng)口則應(yīng)盡量設(shè)于高處。

機械通風(fēng)的蓄電池換氣次數(shù)一般應(yīng)選每小時30次，還應(yīng)按充電時散發(fā)的熱量計算通風(fēng)量，然后將兩者進行比較取最大值。選電池排風(fēng)應(yīng)采用可靠的防爆離心風(fēng)機，風(fēng)機一般應(yīng)選擇兩臺，互為備用。

在某項目中，考慮到選用的蓄電池為鉛酸電池，為提高蓄電池的工作穩(wěn)定性和使用壽命，尤其是消除蓄電池充放電的記憶效應(yīng)影響,最終敲定了電池間空調(diào)制冷的方案。

1 設(shè)計流程

1.1 房間溫度、換氣次數(shù)的確定

溫度確定：以往蓄電池間設(shè)計為 35℃，靠風(fēng)機通風(fēng)降溫，此項目處于南海區(qū)域，全年溫度為6℃～36℃（業(yè)主提供數(shù)值），但參考周邊平臺設(shè)計數(shù)據(jù)，溫度范圍大約為15℃～36℃，35℃的房間溫度還可依靠通風(fēng)換熱滿足。但對于此項目，蓄電池使用鉛酸電池，適宜的工作溫度為25℃左右，全年環(huán)境溫度多數(shù)處于此溫度之上，通風(fēng)很難滿足要求，故提出空調(diào)送風(fēng)方案，以保證全年蓄電池間溫度恒定在(25±2)℃，不受外部環(huán)境影響。

新風(fēng)量（換氣次數(shù)）確定：新風(fēng)量對空調(diào)負荷影響很大，為減小空調(diào)制冷功率及機組尺寸，參照《海上平臺暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計方法》中要求換氣次數(shù)為30 次/h，與項目文件《HSE原理》中關(guān)于ZONE 1等級封閉空間換氣次數(shù)為20次/h，相比較后選擇20次/h。

1.2 熱負荷計算

對于空調(diào)房間的熱負荷主要來自房間圍壁傳熱負荷、新風(fēng)熱負荷、室內(nèi)設(shè)備/人員散熱負荷。其總熱負荷的計算值為三項之和。為降低能耗采取的措施：新風(fēng)空調(diào)的能耗主要來自于新風(fēng)制冷負荷，如何減少新風(fēng)量成為節(jié)能重點，考慮到蓄電池間內(nèi)電池實際占用空間小的特點，增加了蓄電池間內(nèi)舾裝壁板和頂板，減少氣流空間，使得新風(fēng)量明顯減少，同時增加了房間的保溫效果。

1.3 空調(diào)管系及風(fēng)口布置設(shè)計

空氣流通方面：因為蓄電池間屬于危險區(qū)，蓄電池會釋放如氫氣類可燃氣體，此房間的制冷空氣不能在房間內(nèi)循環(huán)使用，否則不能滿足稀釋房間可燃氣體的要求，所以采用全新風(fēng)的方式。

蓄電池間采用全新風(fēng)空調(diào)送風(fēng)，風(fēng)機排風(fēng)設(shè)計方案，布置，如圖1、2、3所示。

圖1 新風(fēng)空調(diào)蓄電池間排風(fēng)機布置

圖2 全新風(fēng)空調(diào)蓄電池間空調(diào)布置

圖3 全新風(fēng)空調(diào)蓄電池間側(cè)視圖

1.4 使用控制或設(shè)備選型

使用控制方面：可采用兩種模式，由于電池間屬于非安全區(qū)，空調(diào)新風(fēng)負荷計算關(guān)系能耗，一種是采用新風(fēng)空調(diào)連續(xù)供風(fēng)方案，要選擇適合新風(fēng)量；另一種是間歇供風(fēng)方式，也是在連續(xù)送風(fēng)的基礎(chǔ)上，減少新風(fēng)負荷，從而減少能耗，但需要可燃氣體的探測及判斷送風(fēng)邏輯的聯(lián)動。

設(shè)備選型方面：最初考慮采用防爆分體空調(diào)的方案，風(fēng)機從室外送風(fēng)，進房間后被室內(nèi)機制冷，最后排出室外。但遇到的問題是，蓄電池內(nèi)如放置室內(nèi)機，其電氣防爆等級為ExdII CT4，目前國內(nèi)廠家提供的產(chǎn)品不能滿足要求，故采用小型全新風(fēng)空調(diào)的方案，從室外引新風(fēng)近機組，處理后送入室內(nèi)，滿足房間恒溫、除濕的要求。

2 方案對比分析及使用情況

風(fēng)機通風(fēng)方案和全新風(fēng)空調(diào)方案對比分析結(jié)果如表1所示。項目投入運行后，平臺電池間的溫度、濕度都得到穩(wěn)定控制，提高了蓄電池運行穩(wěn)定性和人員在室內(nèi)操作的 舒適性，得到了良好的使用效果。

表1 風(fēng)機通風(fēng)方案和全新風(fēng)空調(diào)方案對比分析

3 結(jié)論

針對不同的技術(shù)要求，采取不同的設(shè)計方法，最終滿足了設(shè)計的通風(fēng)要求。在此項目中，對蓄電池間提出了控制溫濕度的要求，故采用全新風(fēng)空調(diào)送風(fēng)及風(fēng)機排風(fēng)的方案，并做了優(yōu)化設(shè)計工作，取得了預(yù)期效果。

[1]海上平臺暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計方法[M]. 北京: 中國海洋石油總公司, 2003.

[2]陳可越. 船舶設(shè)計實用手冊[M]. 北京: 中國交通科技出版社, 2007.

[3]海上固定平臺安全規(guī)則[M]. 北京: 國家經(jīng)貿(mào)委,2000.

Air Conditioning Environment Design for Platform Battery Room

YANG Shu
(Offshore Oil Engineering Co., Ltd., Engineering Company, Tianjin 300451, China)

For offshore platform battery room ventilation design, a fan ventilating plan was adopted, after choosing battery type,for the requirement of clear temperature and humidity for the battery room, a new design for battery room was designed, and the design flow was described, then the features between new design and normal design were compared.

battery room; total fresh air conditioning unit; constant temperature; humidify

TH246

A

楊樹（1980-），男，碩士，工程師，研究方向為海洋機械設(shè)備選型設(shè)計。