毛 德 海

（中國(guó)石油工程建設(shè)公司華東設(shè)計(jì)分公司， 山東 青島 266071）

某天然氣壓氣站壓縮機(jī)廠房的通風(fēng)設(shè)計(jì)

毛 德 海

（中國(guó)石油工程建設(shè)公司華東設(shè)計(jì)分公司， 山東 青島 266071）

隨著社會(huì)對(duì)清潔能源—天然氣的需求日趨旺盛，天然氣長(zhǎng)輸工程項(xiàng)目的建設(shè)也越來(lái)越多。壓氣站作為其中的重要站場(chǎng)，站內(nèi)的壓縮機(jī)廠房通風(fēng)設(shè)計(jì)方案合理與否，對(duì)保障站場(chǎng)的安全生產(chǎn)至關(guān)重要。通過(guò)對(duì)壓縮機(jī)廠房送風(fēng)方案分析比較，為其他類似項(xiàng)目的設(shè)計(jì)提供參考。

全面通風(fēng)；集中送風(fēng)；分散送風(fēng)

中衛(wèi)-貴陽(yáng)聯(lián)絡(luò)線干線起自寧夏中衛(wèi)，經(jīng)甘肅、陜西、四川、重慶，止于貴州貴陽(yáng)，設(shè)計(jì)輸氣能力150×108m3/a，干線全長(zhǎng)1 613 km。天然氣主供川渝地區(qū)，并通過(guò)中緬天然氣管道貴陽(yáng)-南寧段、西氣東輸二線廣東西干線進(jìn)一步輸送至廣東市場(chǎng)，本工程干線設(shè)壓氣站6座，為沿線天然氣輸送加壓。某壓氣站內(nèi)壓縮機(jī)廠房為單層門式剛架結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房，建筑面積2 123.9 m2，高度13.7 m，墻身及屋面為雙層壓型彩鋼夾芯板，150 mm巖棉保溫層，為滿足防噪音要求，廠房為無(wú)外窗封閉式建筑，并由專業(yè)公司對(duì)壓縮機(jī)房做降噪處理。

1 通風(fēng)設(shè)計(jì)

1.1 通風(fēng)量計(jì)算

壓縮機(jī)廠房?jī)?nèi)安裝3臺(tái)18 MW變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)離心式壓縮機(jī)組，壓縮介質(zhì)天然氣的主要組分是甲烷、乙烷等，為甲類生產(chǎn)廠房［1］。為及時(shí)排除生產(chǎn)過(guò)程中泄露的或可能突然大量散發(fā)有爆炸危險(xiǎn)的天然氣，使有爆炸危險(xiǎn)氣體濃度不高于爆炸下限濃度的20%［2］，根據(jù)國(guó)家規(guī)范《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50019、《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50251等要求，結(jié)合本工程的實(shí)際情況，壓縮機(jī)廠房必須設(shè)置機(jī)械全面通風(fēng)系統(tǒng)。

一般情況下，正常全面通風(fēng)量按照消除廠房?jī)?nèi)余熱量計(jì)算（見公式 1）和爆炸性氣體的放散量及其爆炸下限計(jì)算（見公式2），取其中較大值。但實(shí)際工程中供貨商提供不出設(shè)備散熱量或者散熱量不大，工藝專業(yè)也很難準(zhǔn)確提出爆炸性氣體最大放散量（W值），規(guī)范允許設(shè)計(jì)根據(jù)工程實(shí)際情況，按換氣次數(shù)確定全面通風(fēng)量（見公式3），天然氣壓縮機(jī)廠房正常全面通風(fēng)的換氣次數(shù)為8次/h，事故通風(fēng)不應(yīng)小于12次/h［3］。

式中：L—通風(fēng)量,m3/h；

Q—余熱量,kW；

c—空氣的比熱,kJ/(kg·K）；

ρ—空氣密度,kg / m3；

tp—排除空氣的溫度,℃；

tj—進(jìn)入空氣的溫度,℃。

式中：L—通風(fēng)量,m3/h；

W—危險(xiǎn)場(chǎng)所內(nèi)爆炸性氣體最大放散量,kg/h；

LEL—危險(xiǎn)場(chǎng)所內(nèi)爆炸性氣體的爆炸下限,mg/m3；

K—安全系數(shù)，數(shù)值最小取4，即將爆炸性氣體濃度稀釋至爆炸下限的25%；

T—環(huán)境溫度,K）。

式中：L—通風(fēng)量,m3/h；

A—建筑面積,m2；

H—建筑高度,m；

R—換氣次數(shù)。

屋頂排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)置防爆屋頂風(fēng)機(jī)機(jī)械排風(fēng)，經(jīng)計(jì)算正常排風(fēng)量約為98 500 m3/h（H取6 m），事故排風(fēng)量約為320 000 m3/h，排風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、臺(tái)數(shù)按事故排風(fēng)量計(jì)算，選用20臺(tái)排風(fēng)量18 000 m3/h屋頂排風(fēng)機(jī)，正常情況下6臺(tái)運(yùn)行，通風(fēng)機(jī)在壓縮機(jī)廠房?jī)?nèi)、外方便操作處設(shè)控制開關(guān)，并與壓縮機(jī)廠房?jī)?nèi)的可燃?xì)怏w報(bào)警裝置聯(lián)鎖，當(dāng)報(bào)警裝置報(bào)警時(shí)聯(lián)動(dòng)20臺(tái)通風(fēng)機(jī)自動(dòng)全部投用。因廠房為無(wú)外窗封閉式建筑，必須設(shè)置送風(fēng)系統(tǒng)，下面本文就壓縮機(jī)廠房的2個(gè)送風(fēng)方案的設(shè)計(jì)進(jìn)行比較分析。

1.2 送風(fēng)方案

方案1：設(shè)計(jì)選用2臺(tái)防爆柜式離心風(fēng)機(jī)箱對(duì)廠房進(jìn)行集中送風(fēng)，送風(fēng)通過(guò)地下結(jié)構(gòu)風(fēng)道送至廠房?jī)?nèi)，送風(fēng)口采用地面百葉風(fēng)口。防爆柜式離心風(fēng)機(jī)箱布置在壓縮機(jī)廠房?jī)?nèi)，廠房?jī)?nèi)工藝管溝采用送風(fēng)方式將可能聚集的可燃?xì)怏w吹出，通風(fēng)平面圖見圖1，通風(fēng)剖立面圖見圖2（平面圖為半幅，另一半對(duì)稱布置，圖中箭頭表示氣流方向）。

方案2：設(shè)計(jì)選用6臺(tái)防爆柜式離心風(fēng)機(jī)箱對(duì)廠房進(jìn)行機(jī)械送風(fēng)，送風(fēng)通過(guò)外墻送風(fēng)口分散送至廠房?jī)?nèi)，防爆柜式離心風(fēng)機(jī)箱布置在壓縮機(jī)廠房外，廠房?jī)?nèi)工藝管溝采用排風(fēng)方式將可能聚集的可燃?xì)怏w排出，通風(fēng)平面圖見圖 3，通風(fēng)剖立面圖見圖 4（平面圖為半幅，另一半對(duì)稱布置，圖中箭頭表示氣流方向）。

圖1 通風(fēng)平面圖Fig.1 Ventilation plan

圖2 通風(fēng)剖面圖Fig.2 Ventilation sectional view

圖3 通風(fēng)平面圖Fig.3 Ventilation plan

圖4 通風(fēng)剖面圖Fig.4 Ventilation sectional view

1.3 補(bǔ)風(fēng)方案比選

壓縮機(jī)廠房送風(fēng)量按正常排風(fēng)量的 80%～90%計(jì)取85 000 m3/h。方案1選用2臺(tái)送風(fēng)量46 000 m3/h防爆柜式離心風(fēng)機(jī)箱，電機(jī)功率18.5 kW，噪聲80 dBA；設(shè)備投資約9萬(wàn)元，風(fēng)機(jī)耗電量約37 kW。

方案2選用6臺(tái)送風(fēng)量15 500 m3/h防爆柜式離心風(fēng)機(jī)箱，電機(jī)功率3.0kW，噪聲66 dBA,管溝內(nèi)選用10臺(tái)排風(fēng)量1 000 m3/h防爆排風(fēng)機(jī)，電機(jī)功率0.25 kW，轉(zhuǎn)速1 450 r/min，噪聲66 dBA；設(shè)備投資約11萬(wàn)元，風(fēng)機(jī)耗電量約20.5 kW。由于方案2送風(fēng)氣流組織較方案1差，且風(fēng)機(jī)數(shù)量較多，大小共計(jì)16臺(tái)，電氣控制設(shè)計(jì)較復(fù)雜，設(shè)備維護(hù)管理工作量較大，經(jīng)過(guò)多次論證，業(yè)主最后同意采用方案1。

2 結(jié) 論

通風(fēng)系統(tǒng)作為封閉式壓縮機(jī)廠房設(shè)計(jì)的重要安全措施，設(shè)計(jì)既要滿足安全生產(chǎn)的要求，還要充分考慮到運(yùn)營(yíng)、維護(hù)的成本，綜合各種因素確定最佳方案。

［1］中國(guó)成達(dá)工程公司. HG/T20673壓縮機(jī)廠房建筑設(shè)計(jì)規(guī)定[S]. 北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2005．

［2］油氣田及管道建設(shè)設(shè)計(jì)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化委員GB50251.輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. 北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2003．

［3］中華人民共和國(guó)建設(shè)部. GB 50019采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. 北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2003．

［4］陸耀慶主編.實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008．

［5］化工暖通設(shè)計(jì)技術(shù)委員會(huì). HG/T20698化工采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. 北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2010.

Ventilation Design of Compressor Room in a Natural Gas Compressor Station

MAO De-hai
（China Petroleum Engineering & Construction Corp. East China Design Branch, Shandong Qingdao 266071, China）

As the society increasingly strong demand for clean energy-natural gas, the construction of long distance gas projects is also increasing. The compressor station is one of the important stations, whether ventilation design of compressor room in the station is reasonable or not is essential to protect the production safety of the station. In this paper, air supply programs of the compressor room were analyzed and compared, which could provide some references for design of other similar projects.

General ventilation; Centralized air supply; Dispersed air supply

TE 624

A

1671-0460（2014）11-2393-02

2014-05-09

毛德海（1968-），男，山東青島人，注冊(cè)公用設(shè)備工程師，1989年畢業(yè)于江蘇省揚(yáng)州工學(xué)院供熱通風(fēng)專業(yè)，研究方向：從事暖通設(shè)計(jì)工作。E-mail：maodehai@cnpccei.cn。