暴長瑋

(中石化寧波工程有限公司，浙江 寧波 315103)

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抗爆控制室空調通風控制系統(tǒng)淺析

暴長瑋

(中石化寧波工程有限公司，浙江 寧波 315103)

抗爆控制室空調功能要求多，空調通風系統(tǒng)復雜，對空調通風系統(tǒng)的控制尤為重要。針對3個不同系統(tǒng)工況簡要描述了典型的石油化工抗爆控制室空調通風控制系統(tǒng)，結合工程實際提出了關于抗爆控制室空調通風控制系統(tǒng)工程設計中的幾點建議。

抗爆控制室空調系統(tǒng)通風系統(tǒng) 事故系統(tǒng)控制系統(tǒng)

在現(xiàn)代石油化工廠設計中，抗爆控制室對空調通風系統(tǒng)的要求越來越高，抗爆控制室內房間類型多，空調功能要求也多種多樣，空調通風系統(tǒng)復雜，并且控制室內現(xiàn)場操作、維護人員相對減少，因而對抗爆控制室內的空調通風系統(tǒng)集中控制顯得尤為重要。

抗爆控制室內房間可分為重要房間和輔助房間，將重要房間和輔助房間的空調系統(tǒng)分開設置，有利于節(jié)省投資和溫度、濕度調節(jié)。

輔助房間可以采用靈活方便調節(jié)的舒適性空調，如交接班室、資料室、辦公室、會議室等。由于輔助房間布置分散，并且人員要求不同，所以空調控制系統(tǒng)采用分散就地控制，每個房間設置獨立的操作系統(tǒng)，獨立控制房間溫度、濕度。

重要房間對空氣溫度、濕度、潔凈度以及空氣品質較高，如操作室、機柜間、工程師站等，一般采用恒溫恒濕的工藝性空調，在全年運行中都要求室內達到恒溫、恒濕，采用集中控制，并且分為多種設計工況，空調通風系統(tǒng)復雜，也是本文的研究重點。以下控制室空調控制系統(tǒng)僅研究重要房間的空調通風控制系統(tǒng)。

1　空調DDC自動控制系統(tǒng)簡介

控制室空調控制系統(tǒng)一般采用DDC(direct digital controller)自動控制系統(tǒng)，它是一項構造簡單操作容易的控制設備，可借助接口轉接設備隨負荷變化進行系統(tǒng)控制，如空調風機變頻自動風量調整及密閉閥、防火閥等各閥門之間的切換等，可以讓空調系統(tǒng)更有效率地運轉，不僅降低了大量能耗和人力，而且還可使系統(tǒng)在設計要求的工況下穩(wěn)定運行，從而延長設備的使用壽命以及達到自控工藝系統(tǒng)對環(huán)境的要求和節(jié)能目的。

DDC須與其他組件，如變頻器、溫度傳感器、濕度傳感器、焓差控制器、壓力傳感器、兩通閥等整合搭配才能發(fā)揮功效。這些組件的輸入、輸出以模擬信號0～10V(DC)或低電流4～20mA送至DDC控制器。經(jīng)DDC內置軟件作判別后反饋來控制上述各組件，以達到調節(jié)空調系統(tǒng)的目的。DDC自動控制系統(tǒng)起到了對周邊設備的監(jiān)測及控制功能。

空調系統(tǒng)常用的控制元件，例如風閥開關、水閥開關、繼電器等的操作，無論這些閥體的控制器是氣動式還是電動式，無論這些閥體的作用為調整大小還是僅為開關動作，均可通過DDC控制系統(tǒng)自動操作。

DDC自動控制系統(tǒng)采集的控制參數(shù)包括溫度、壓力、相對濕度、流量等?？刂瞥绦蚝驮O定值可輸入電腦內，并能夠進行修正，如此可以取代過去對硬件控制器的校正。DDC自動控制系統(tǒng)可將檢測到的溫度、壓力等控制參數(shù)，與設定值相比較，如果檢測值小于或大于設定值，系統(tǒng)將會輸出一系列的數(shù)字脈沖，這些脈沖則通過電氣轉換器或電動對電動轉換器轉變成控制裝置的調整信號。若空調的控制器件為氣動式，則需要另加1套氣動/電動信號轉換裝置，將轉換后的信號輸入控制系統(tǒng)。

2　抗爆控制室空調控制系統(tǒng)

在空調系統(tǒng)中DDC自動控制系統(tǒng)的主要功能是對設備進行實時控制和監(jiān)視，包括： 調整設備的最佳啟、?？刂坪凸?jié)能運行；監(jiān)測設備的運行狀態(tài)；事故報警及維修報警；空調系統(tǒng)的參數(shù)監(jiān)測和顯示；異常狀態(tài)報警；能量管理功能；事件記錄及顯示；火災報警聯(lián)鎖停機；系統(tǒng)運行狀態(tài)顯示功能、打印等。

操作室空調控制系統(tǒng)主要分為空調系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)3個系統(tǒng)。由于3個系統(tǒng)共用送風管道和排風管道，操作室3個系統(tǒng)之間的切換需要通風設備與各類閥門的切換來完成，控制系統(tǒng)較為復雜，其控制邏輯見表1所列。

表1　抗爆控制室典型空調控制邏輯

2.1空調系統(tǒng)工況

1) 空調系統(tǒng)工況是操作室最常用的工況。由于操作室需要保證室內各區(qū)域風量平衡，室內空氣氣流流通順暢，對房間內風量控制嚴格，所以空調系統(tǒng)工況參與聯(lián)鎖的設備和閥門最多。空調系統(tǒng)工況的控制首先是恒溫、恒濕空調機組的備用控制，恒溫、恒濕空調機組之間互為備用，運行空調機與備用機之間要完成故障自動切換、節(jié)能運行和啟動時間設定等。

2) 空調系統(tǒng)送風量控制，根據(jù)室外溫度變化以及室內房間冷熱負荷的變化，空調系統(tǒng)需要自動調節(jié)空調的冷熱負荷和風量。具體需要依據(jù)空調回風口的溫度、濕度檢測器，反饋信號至DDC空調控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)根據(jù)內部程序計算后，調節(jié)恒溫、恒濕空調機組的制冷量，并調節(jié)風管上的電動風量調節(jié)閥和風口處的對開多葉調節(jié)閥開啟角度，保證室內溫濕度和送風量的均衡。

空調送風的同時，還需要保持電動防火閥的開啟狀態(tài)，以保證空調系統(tǒng)的送風、回風系統(tǒng)順暢。

3) 新風控制。由于抗爆控制室為封閉建筑，為保證室內正壓和人員的新風量要求，必須設置新風系統(tǒng)。新風系統(tǒng)是由新風換氣機及管道附件組成的一套獨立空氣處理系統(tǒng)，新風換氣機將室外新鮮氣體經(jīng)過化學過濾，通過管道輸送到室內?？贡刂剖沂覂刃嘛L機組一般為化學過濾機組，對室外新風進行粗效、中效過濾和有毒有害氣體的吸附，過濾機組內部設置過濾器壓差裝置，一旦前后壓差超過設定值，將傳輸信號至空調DDC系統(tǒng)并發(fā)出警報，提示更換過濾器并關閉新風系統(tǒng)，以確保室內人員安全。

2.2通風系統(tǒng)工況

通風系統(tǒng)工況多用于控制室開始投用，排除室內裝修異味以及春秋過渡季的通風換氣。啟動通風系統(tǒng)后，由DDC系統(tǒng)自動打開新風化學過濾機組(大)、排煙風機以及送風管道、排風管道上的氣密閥、防火閥等，電動風量調節(jié)等處于開啟狀態(tài)，并檢測空調系統(tǒng)處于關閉狀態(tài)。

2.3事故系統(tǒng)工況

事故系統(tǒng)工況指用于特殊情況，一般為外部有毒有害氣體超標和內部發(fā)生火災。當外部有毒有害氣體濃度超標時，設置于新風入口處的有毒有害氣體檢測器將超標信號送至空調DDC系統(tǒng)并發(fā)出警報，由DDC系統(tǒng)聯(lián)鎖關閉所有入口的氣密閥和新風化學過濾機組(大)，確保只開啟恒溫、恒濕空調機組以及送回風管道上的閥門，控制室內進行空氣內部循環(huán)，保證控制室室內人員安全。

內部發(fā)生火災時，DDC系統(tǒng)首先會收到火災信號，然后聯(lián)鎖關閉所有設備和閥門，保證控制室內部火災不蔓延。一旦明火撲滅后，為搶救控制室內部機柜及重要數(shù)據(jù)，人工切換DDC系統(tǒng)備用電源系統(tǒng)，DDC系統(tǒng)啟動排煙系統(tǒng)工況，由DDC系統(tǒng)檢測空調系統(tǒng)處于關閉狀態(tài)，打開排煙風機以及排煙管道上的所有防火閥、氣密閥、電動風量調節(jié)閥，同時打開新風化學過濾機組(大)用于排煙補風系統(tǒng)，保證室內煙氣快速排除。

3　設計注意事項

現(xiàn)階段存在工程設計階段計算的空調制冷與實際送風風量不匹配的情況，送風量選擇過大，實際造成風機一直在低效率下工作，不能高效地開展工作，不僅增加了風機的故障率，還造成了投資的浪費。

目前常規(guī)做法是機柜間和操作室共用1套恒溫、恒濕空調系統(tǒng)，但因為2個房間的熱負荷相差太大，有時難以調節(jié)到各自的要求。如果機柜間和操作間各設計1套恒溫、恒濕空調系統(tǒng)，空調系統(tǒng)控制簡單，但投資增大。因為在工程設計階段，機柜間和操作室的發(fā)熱量相差很大，計算的發(fā)熱量一般大于實際發(fā)熱量，因而導致恒溫、恒濕空調機組設計時選型偏大，造成后期實際運行中機柜間和操作室室內溫度、濕度不易達到各自的設計要求。滿足了機柜間設計要求，就不易滿足操作間設計要求，反之亦然。

若項目投資條件允許，根據(jù)機柜間和操作室面積大小和發(fā)熱量情況，可以采用2套獨立的空調系統(tǒng)。不能盲目地都只考慮1套空調系統(tǒng)，否則將導致機柜間和操作室制冷量和風量不匹配，最終將出現(xiàn)機柜間和操作室冷熱不均的問題。

4　結束語

僅根據(jù)筆者自身經(jīng)驗，提出了石油化工抗爆控制室空調通風控制系統(tǒng)的一些看法和建議，并推薦在項目投資允許的條件下，盡量將機柜間和操作室的空調通風系統(tǒng)分開設置，供大家討論研究。

[1]張克崧，周呂軍，陸耀慶，等.GB 50019—2003采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范[S].北京： 中國計劃出版社，2003.

[2]暴長瑋，劉昆明，張鳳山，等.SH/T 3004—2011石油化工采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范[S].北京： 中國石化出版社，2011.

[3]劉武，路以寧，張俊，等.SH/T 3160—2009石油化工控制室抗爆設計規(guī)范[S].北京： 中國石化出版社，2009.

[4]陸耀慶.實用供熱空調設計手冊[M].2版.北京： 中國建筑工業(yè)出版社，2008.

暴長瑋(1964—)，男，1985年畢業(yè)于西北建筑工程學院供熱通風與空調制冷專業(yè)，獲學士學位，現(xiàn)就職于中石化寧波工程有限公司，任高級工程師，專業(yè)副總工程師。

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1007-7324(2016)04-0070-03

稿件收到日期： 2016-03-25。