龍從勇，　徐　婷

（東洋工程（上海）有限公司，上海200122）

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光氣樓通風設計

龍從勇，徐婷

（東洋工程（上海）有限公司，上海200122）

摘要：介紹了某光氣樓通風系統(tǒng)設計，分析了光氣樓內壓差要求及通風系統(tǒng)控制方式，可供類似的設計借鑒參考。

關鍵詞：光氣樓； 通風； 氣密閥； 控制系統(tǒng)

0　引言

光氣，又稱碳酰氯，是一種化學反應活性較高，遇水后有強烈腐蝕性的高毒、不燃化合物。常溫下為無色氣體，對人體的健康危害主要表現(xiàn)在損害人體呼吸道。在染料、農藥、制藥等生產工藝中會產生該類物質[1]。

為防止事故時光氣泄漏、擴散對人員的危害和環(huán)境污染，以及光氣泄漏時的集中處理，光氣樓主生產區(qū)須采取有效的通風措施。同時，為保證生產過程中設備檢修時人員安全，光氣樓人員操作間也須保證良好的通風條件。

1　工程概況

該工程為擴建項目，此設計單體共7層，高度34m，火災危險類別：甲類。該設計單體主要由生產區(qū)的光氣隔離艙和用作設備檢修的凈化隔離罩兩部分組成。單體四周維護結構采用鋼筋混凝土墻體，各樓層平臺采用鋼格柵板。

2　通風要求概述

光氣隔離艙的作用是當作光氣接觸設備的二級防護，以保萬一光氣泄露不致溢出艙外，同時根據(jù)業(yè)主以前其他類似工程的項目經驗和要求，光氣隔離艙僅作為室外可能的氣體沖擊的另加防護，單體為構筑物，不同于一般的抗爆結構設施，暖通開洞不設置抗爆閥。為防止光氣隔離艙氣體外泄，光氣隔離艙內維持2mbar的負壓。

在光氣隔離艙中分割出一個單獨的隔離罩，將檢修時可能沾有光氣的設備、閥門及儀表移至這個隔離罩內，稱作凈化隔離罩。正常情況下，凈化隔離罩與其他部分的檢修口是開啟的；在檢修時，檢修口關閉，光氣隔離艙與凈化隔離罩的壓差50Pa。

暖通專業(yè)根據(jù)工藝介質和國家相關規(guī)范及工藝專業(yè)要求進行該單體的進、出風口及排風管道的設計[2，3]。其通風換氣要求見表1。

表1　通風換氣要求

3　光氣隔離艙通風設計

根據(jù)《石油化工采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》（SH/T3004-2011）表B.1石油化工車間換氣次數(shù)，光氣換氣次數(shù)為10次/h，同時考慮一定的余量，艙內通風換氣量為100000m3/h。

為保證艙內通風效果，主光氣隔離艙內共設置15個排風口、12個補風進風口；凈化隔離罩共設置4個排風口、3個補風進風口。

光氣隔離艙內主要工藝物料有光氣、氯氣、一氧化碳、氯化氫、氯苯、MDA（二苯基甲烷二胺）及MDI（二苯基甲烷二異氰酸酯），屬于易燃、易爆物質或具有毒性。故在該工藝裝置光氣隔離艙內設置相應的探頭，與暖通專業(yè)新風入口的氣動型氣密閥及工藝排風機連鎖控制。通風系統(tǒng)的控制過程和指示均由DCS控制柜指示操作，其控制流程如圖1所示。

氣密閥的氣動執(zhí)行機構帶定位器，可以作精確的連續(xù)調節(jié)。同時具備氣密閥全開或全關狀態(tài)的調試能力，并能顯示主艙內的壓差（中值）和凈化隔離罩內的壓差。每個氣密閥在故障時關閉并輸出信號至DCS。

3.1正常情況下

在正常生產情況下，即無光氣泄漏和其他有毒有害氣體超標的情況下，根據(jù)工藝介質和國家相關規(guī)范，光氣隔離艙（含凈化隔離罩）將維持10次/h的換氣次數(shù)。其中：8次/h的通風換氣通過工藝風機EF-01 （80000m3/h）直接排至大氣，2次/h的換氣通過工藝風機EF-02A/B（20000 m3/h，一用一備）排至光氣自毀塔DT-01。正常情況下光氣隔離艙和凈化隔離罩之間的檢修門打開。

取光氣隔離艙室內外的壓差信號（以三個測量值的中間值作為信號源輸入值），在DCS控制柜上顯示、輸出信號以同步控制隔離艙內的12個氣密閥。取凈化隔離罩外一個壓差信號，在DCS控制柜上顯示、輸出信號以同步控制隔離罩內的3個氣密閥。

當光氣隔離艙室內外的壓差低于2mbar的時候，所有的氣密閥（15個）都處于關閉狀態(tài)。

當壓差值達到或超過2mbar時，調節(jié)氣密閥的開度進行自然補風，15個閥總補風量為100000m3/h，設定室內外壓差值上限為4mbar，調節(jié)15個氣密閥的開啟角度以滿足2~4mbar的壓差下的補風量的要求。

3.2事故狀態(tài)（檢測到光氣或其他有毒有害氣體情況下，含濃度超標及火災情況）

在事故狀態(tài)下，即室內光氣等泄漏或火災信號時，儀表探頭將連鎖工藝風機EF-01（80000m3/h）、工藝風機EF-02A/B （20000m3/h，一用一備）和艙內所有進風氣密閥。此時，工藝風機EF-01（80000m3/h）停止運行，同時工藝風機EF-02A/B （20000m3/h，一用一備）保持繼續(xù)運行，艙內所有進風氣密閥立即全部連鎖關閉。所有進風口全部關閉后，艙內壓差升高如果超過設定上限值3mbar（初始設定值），則按比例開啟氣密閥，維持光氣隔離艙（含凈化隔離罩）的壓差滿足2mbar要求。

當DCS控制柜接收到光氣等泄漏報警或火災信號時（即事故狀態(tài)），輸出信號控制15個氣密閥立即關閉。

當壓差低于2mbar的時候，所有的氣密閥（15個）都處于關閉狀態(tài)。

當光氣隔離艙室內外的差壓達到或超過3mbar的時候，主隔離艙一層4個氣密閥和凈化隔離罩3個氣密閥按比例進行補風，其他氣密閥均保持關閉狀態(tài)，以滿足2~4mbar的壓差下的補風量的要求。當事故解除、收到信號后進入正常狀態(tài)運行模式。

3.3維修情況

當凈化隔離罩在使用時，先開啟為凈化隔離罩服務的工藝風機EF-03（1200m3/h），同時發(fā)出風機運行信號給DCS，再關閉光氣隔離艙與凈化隔離罩之間的檢修口，通過DCS輸出信號，確保凈化隔離罩室內外的差壓達到或超過2.5mbar。此時整個光氣隔離艙的總風量將增加為101200m3/h。

主光氣隔離艙內的12個氣密閥接受艙內外的壓差信號（取中間值）同步控制，當壓差低于2mbar的時候，12個氣密閥都處于關閉狀態(tài)；當光氣隔離艙室內外的差壓達到或超過2mbar的時候，12個氣密閥按比例開啟開始進行補風，總風量為100000m3/h。

凈化隔離罩內的三個氣密閥接受壓差信號值同步控制。當壓差低于2mbar的時候，3個氣密閥都處于關閉狀態(tài)；當凈化隔離罩室內外的差壓達到2.5mbar的時候，3個氣密閥開啟開始補風，總風量為1200m3/h。

4　進排風系統(tǒng)設計

主光氣隔離艙內共設置12個補風進風口，其中，一層4個，二層3個，三層2個，四層1個，六層2個；凈化隔離罩共設置3個補風進風口，其中，一層2個，二層1個。每個通風進風口均設置氣動氣密閥和防雨百葉，氣動氣密閥的氣動執(zhí)行機構氣源為儀表壓縮空氣，由儀表專業(yè)提供。氣源壓力不小于4.5bar。防雨百葉與墻內風管的連接采用同心異徑接頭。

主光氣隔離艙內共設置15個排風口（16＂），其中，一層8個，每個排風口排風量均為6550m3/h；二層3個，三層、四層各2個，每個排風口排風量均為6800m3/h。凈化隔離罩共設置4個排風口（4＂），其中，一層、二層各2個，每個排風口排風量均為300m3/h。為防止雜物進入，每個排風口均設置鋼絲網。進排風系統(tǒng)流程如圖2所示。

主光氣隔離艙內排風通過各分支管道匯總后，接入工藝總排風管道，并按照比例（8∶2）分配排風量，80%的排風通過工藝風機EF-01直接排至大氣，20%的排風通過工藝風機EF-02A/B（一用一備）排入光氣破壞系統(tǒng)，確保排出的氣體滿足環(huán)保要求。凈化隔離罩的排風通過其他各分支管匯總后，接入工藝排風總管道，并通過工藝風機EF-03排入光氣破壞系統(tǒng)。所有排風管道均沿外壁安裝，如圖3所示。

排風管道及管件均選用玻璃鋼風管，其材料滿足管道應力要求。

5　結語

光氣屬于高毒，對環(huán)境有危害和污染的化合物，其生產原料也具有易燃、易爆或具有毒性。因此，樓內通風系統(tǒng)的要求很高，既要在任何時候維持一定的負壓，又要考慮到室內氣流的均勻性。并要滿足在不同工況下通風系統(tǒng)的切換運行及控制要求。

由于光氣樓通風設計能參考的標準、規(guī)范等資料有限，在國內的設計案列也不多，故該設計也是一個摸索的過程，為今后同類型項目提供參考。

參考文獻：

[1]張建宇，雷糧林，汪影，等.光氣生產技術及光氣化產品開發(fā)進展[J].農藥，2004，43（6）：245~248.

[2]GB 19041，光氣及光氣化產品生產安全規(guī)程[S].

[3]SH/T 3004，石油化工采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范[S].

修回日期：2016-03-21

DOI：10.3969/J.ISSN.2095-3429.2016.02.020

中圖分類號：TU834

文獻標識碼：B

文章編號：2095-3429（2016）02-0087-04

作者簡介：龍從勇（1982-），男，湖北崇陽人，碩士，工程師，主要從事暖通空調設計工作。

收稿日期：2016-02-16

Air Ventilation System Design for Phosgene Building

LONG Cong-yong， XU Ting
（Toyo Engineering Corporation（China），Shanghai 200122，China）

Abstract：Present ventilation system design for phosgene building.Analyze the pressure differential requirement and control system method for air ventilation，available as a reference for similar design.

Key words：phosgene building； air ventilation； gas tight damper； control system