古興磊 何剛

中國石化達州天然氣凈化有限公司天然氣凈化廠

中國石化普光氣田天然氣凈化廠中控室暖通系統(tǒng)自2009年投用以來，已運行8年。由于設備類房間和人員類房間的熱負荷存在巨大差異，致使兩類房間對空調(diào)送風溫度的要求存在較大不同,現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)較難同時滿足負荷需求[1]。中控室機柜間(設備類房間)進行了擴容，設備散熱量增加，原有空調(diào)系統(tǒng)的設計制冷量已遠不能滿足現(xiàn)有的環(huán)境溫度要求，設備類房間的溫度偏高[2]。

廠區(qū)室外空氣中硫含量高，經(jīng)過幾年的運行，空調(diào)室外機制冷劑出現(xiàn)管線腐蝕、泄漏現(xiàn)象，空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)常需要停機維護[3]?？照{(diào)室外機制冷劑管線主體材料為銅/銅合金，H2S氣體分子和銅發(fā)生直接或間接化學反應，主要化學反應如式(Ⅰ)～式(Ⅲ)所示(實際反應更為復雜)。

(Ⅰ)

(Ⅱ)

(Ⅲ)

應用腐蝕分析技術(shù)對中控室區(qū)域的大氣腐蝕性進行評估，根據(jù)掛片的腐蝕結(jié)果判斷：空調(diào)室外機制冷劑管線是受空氣中的微量酸性腐蝕氣體組分(H2S和SO2)影響產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象并損壞；中控室區(qū)域空氣中含有微量的H2S和SO2。腐蝕掛片測試結(jié)果見表1。

表1 腐蝕掛片測試結(jié)果Table1 Corrosioncoupontestresults采樣位置ISA等級腐蝕速率/(μm·a-1)腐蝕厚度/埃空調(diào)出風口G30．663796人機操作室G20．211245機柜間G20．251415中控室門口(內(nèi))G20．181102中控室室外G20．181289

綜上所述，由于廠區(qū)室外空氣中含有一定量的H2S和SO2，空調(diào)設備腐蝕嚴重，且現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)存在一定缺陷，不能同時滿足人員與設備對環(huán)境變化的要求，迫切需要對現(xiàn)有中央空調(diào)系統(tǒng)進行技術(shù)優(yōu)化。

1 技術(shù)優(yōu)化

此次技術(shù)優(yōu)化擬對中控室內(nèi)部的設備類和人員類房間分別設置獨立的空調(diào)風道系統(tǒng)，實現(xiàn)供冷“人機分離”；更換6臺恒溫恒濕機組，新增機組將加大制冷能力；選用高效的化學新風凈化機組，去除空氣中微量有毒有害氣體，保證進入室內(nèi)的新風達到標準要求。

中控室外圍房間多為辦公室和會議室，此次技術(shù)優(yōu)化將對其使用的多聯(lián)空調(diào)機組進行更換。根據(jù)GB 50016-2014《建筑設計防火規(guī)范》關(guān)于防止建筑火災豎向或水平蔓延的相關(guān)要求，中控室將增設3套消防排煙系統(tǒng)，以滿足中控室內(nèi)部工作人員及設備安全運行的需求。

2 恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)化

空調(diào)機房內(nèi)原有6臺恒溫恒濕空調(diào)機，在中控室機柜間設備擴容和發(fā)熱量增大的現(xiàn)狀下，原有空調(diào)制冷量已無法滿足機柜間設備的正常運行；由于空調(diào)設備老化和制冷劑管線腐蝕嚴重，空調(diào)的室內(nèi)機和室外機均存在制冷劑泄漏問題。此次技術(shù)優(yōu)化將更換原有6臺恒溫恒濕機組，新增加的機組將加大制冷能力，其制冷能力分別為142 kW和100 kW；增加空調(diào)機組加濕功能，加濕器采用電極加濕形式，滿足各房間內(nèi)對濕度的要求；空調(diào)機組室外機冷凝器翅片采用高防腐性有機親水鋁箔，機組面板和其他裸露部位采用粉末靜電噴涂，以抵御廠區(qū)內(nèi)含硫環(huán)境中空氣的腐蝕；空調(diào)機組具備自動調(diào)節(jié)能力，能根據(jù)設定的室內(nèi)溫度和室內(nèi)機的運行狀況，自動調(diào)節(jié)壓縮機的運行，保障機組在冬季能正常制冷。

由于中控大廳吊頂拆除后，吊頂恢復的工作量大，在施工時間內(nèi)難以完成，為實現(xiàn)空調(diào)制冷“人機分離”，采用以下獨立風道系統(tǒng)：新建AC-1恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)(電儀機柜間)的風道，機組設置在中控室西邊辦公房間內(nèi)；AC-2恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)(人員類房間)的風道，利用原有風道，機組設置在空調(diào)機房內(nèi)；新建AC-3恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)(通訊機柜間)的風道，機組設置在空調(diào)機房內(nèi)。

凈化廠機柜間、首站機柜間、集輸機柜間、UPS室、配電間組成AC-1恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)，室內(nèi)參數(shù)的設置以凈化廠機柜間為基準；中控大廳、工程師站、打印室、調(diào)度室組成AC-2恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)，室內(nèi)參數(shù)設置以中控大廳為基準；通訊機柜間獨立組成AC-3恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)，室內(nèi)參數(shù)設置以通訊機柜間為基準。技術(shù)優(yōu)化后的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)概況如圖1所示。

3 多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)化

中控室外圍房間多為辦公室和會議室，原有制冷系統(tǒng)采用多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)，實現(xiàn)房間內(nèi)溫度控制。多聯(lián)空調(diào)室外機和制冷劑管線安裝在室外，長期暴露在廠區(qū)高腐蝕工況下，制冷劑管線、壓縮機和控制器等部件出現(xiàn)嚴重腐蝕現(xiàn)象，其中制冷劑管線已多處修補，存在制冷劑泄漏隱患。原有多聯(lián)機空調(diào)的生產(chǎn)廠家已不再生產(chǎn)此型號空調(diào)，空調(diào)備件無法采購。

此次技術(shù)優(yōu)化，將對多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)進行升級，更換室內(nèi)機21臺、室外機3套、制冷劑管線6根，以滿足中控室外圍房間對于溫度的需求，其系統(tǒng)概況見圖2。

4 化學新風凈化機組技術(shù)優(yōu)化

中控室空調(diào)機房內(nèi)原有4臺化學新風凈化機組，只能過濾空氣中固體顆粒，無法消除空氣中含有的微量H2S、SO2等有害氣體。化學新風凈化機組已經(jīng)運行近8年，設備的凈化效率已經(jīng)衰減，室外新風經(jīng)過濾機處理后，進入恒溫恒濕空調(diào)機組和多聯(lián)空調(diào)機組系統(tǒng)，造成空調(diào)機組室內(nèi)機的換熱盤管腐蝕，換熱盤管產(chǎn)生泄漏現(xiàn)象。

此次技術(shù)優(yōu)化將升級原有4臺化學新風凈化機組。選用高效的化學新風凈化機組，主要由粗效過濾段(前置過濾段)、風機進風段、化學過濾段、中效過濾段(后置過濾段)4部分組成?；瘜W新風凈化機組通過3級過濾，去除空氣中微量有毒有害氣體，以保證進入室內(nèi)的新風達到標準要求。

粗效過濾段采用G4等級板式過濾器，并配置壓差傳感器，過濾空氣中的大顆粒塵埃等物質(zhì)。化學過濾段采用高效化學催化模塊，并配置兩級凈化?；瘜W催化模塊孔隙率200 CPI，內(nèi)壁厚度450 μm，密度0.40 g/cm3；內(nèi)部含有金屬催化劑，除常規(guī)的物理化學吸附外，還可以催化氧化含有污染物的氣體，保證H2S吸附能力>40%和吸附效率>98%。

5 防火排煙系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)化

根據(jù)GB 50016-2014的要求，中控室將增加3套防排煙系統(tǒng)。第1套為控制室大廳排煙和補風系統(tǒng),第2套為走廊排煙系統(tǒng),第3套是凈化廠生產(chǎn)調(diào)度室排煙系統(tǒng)。第1套防火排煙系統(tǒng)由1臺排煙風機、1臺補風風機、2個防火排煙口、4個補風風口組成；第2套防火排煙系統(tǒng)由1臺排煙風機和4個防火排煙口組成，補風采用自然補風；第3套防火排煙系統(tǒng)由1臺排煙風機和1個防火排煙口組成，補風采用自然補風。當有火災情況發(fā)生或接收到中控臺發(fā)出的火災信號時，排煙口打開，并連鎖開啟排煙風機進行排煙，同時補風機運行，對室內(nèi)進行補風。防火排煙系統(tǒng)見圖3。

第1套防火排煙系統(tǒng)，當防火排煙口接收到消防火災報警系統(tǒng)發(fā)出的火災信號或者手動開啟時，反饋信號至消防控制盤，消防控制盤輸出信號，連鎖啟動排煙風機和補風風機，開啟電源，使其運行；火災信號解除后，排煙風機和補風風機停止運行。當煙氣溫度超過280 ℃時，防火排煙閥自行關(guān)閉，并反饋信號至消防控制盤，連鎖關(guān)閉排煙風機及補風風機，切斷電源，使其停止運行。

第2套和第3套防火排煙系統(tǒng)，當防火排煙口接收到消防火災報警系統(tǒng)發(fā)出的火災信號或者手動開啟時，反饋信號至消防控制盤，消防控制盤輸出信號，連鎖啟動排煙風機，開啟電源，使其運行；火災信號解除后，排煙風機停止運行。當煙氣溫度超過280 ℃時，防火排煙閥自行關(guān)閉，并反饋信號至消防控制盤，連鎖關(guān)閉排煙風機，切斷電源，使其停止運行。

消防控制盤能夠顯示所有防火排煙口、排煙風機、補風風機的開關(guān)(啟/停)狀態(tài)。

6 暖通系統(tǒng)火災報警連鎖控制技術(shù)優(yōu)化

暖通系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)化后，其火災報警連鎖控制邏輯也相應更改，如下所述：

(1) 中控室風管穿越防火墻處共設置10個70 ℃防火閥，防火閥平時呈常開狀態(tài)，火災時溫度達到70 ℃自動熔斷關(guān)閉，或火災報警確認后，消防控制盤發(fā)出動作信號使其關(guān)閉。

(2) 當防火閥關(guān)閉時，反饋信號到消防控制盤，消防控制盤輸出信號至所有空調(diào)系統(tǒng)設備——恒溫恒濕空調(diào)機組(AC-1、AC-2、AC-3)和化學新風凈化機組(XF-1)，切斷電源，將其關(guān)閉。同時，消防控制盤連鎖關(guān)閉離心通風機，切斷電源，停止向中心控制室提供風量。

(3) 消防控制盤應能顯示所有防火閥、恒溫恒濕空調(diào)機組、化學新風凈化機組和離心通風機的開關(guān)(啟/停)狀態(tài)。火災報警解除后，手動開啟設備運行。

(4) 恒溫恒濕空調(diào)機組(AC-1、AC-2、AC-3)的綜合報警信號反饋到消防控制盤，當其故障時，發(fā)出聲光報警，便于及時發(fā)現(xiàn)和維修。

7 應用評價

暖通系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)化后，中控室室內(nèi)設備運行負荷達到最高時，恒溫恒濕空調(diào)機組、化學凈化機組、多聯(lián)機機組運行穩(wěn)定、參數(shù)正常。中控室內(nèi)溫度和濕度見表2,滿足設計參數(shù)。

表2 中控室內(nèi)溫度和濕度Table2 Temperatureandhumidityinthecentralcontrolroom房間名稱冬季夏季溫度/℃相對濕度/%溫度/℃相對濕度/%配電間24372337UPS室22382438機柜室、中控大廳22372237辦公室、會議室22382438

依托凈化廠工作場所職業(yè)病危害因素監(jiān)測評價項目，對中控室室內(nèi)空氣質(zhì)量進行檢測。H2S測定方法按照GBZ/T 160.33-2004《工作場所空氣中硫化物的測定方法》規(guī)定的硝酸銀比色法進行實驗室測定。SO2測定方法按照GBZ/T 160.33-2004規(guī)定的甲醛緩沖液-鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法進行實驗室測定。中控室室內(nèi)空氣中H2S和SO2質(zhì)量濃度見表3，滿足設計要求。

表3 中控室內(nèi)空氣中H2S和SO2的質(zhì)量濃度Table3 H2SandSO2concentrationintheairinthecentralcontrolroommg/m3房間類型H2SSO2監(jiān)測結(jié)果接觸限值監(jiān)測結(jié)果接觸限值設備類房間<0．5310<0．610人員類房間<0．5310<0．610 注：1．GBZ/T160．33-2004要求，H2S最低檢出質(zhì)量濃度為0．53mg/m3(以采集7．5L空氣樣品計)，本次H2S質(zhì)量濃度監(jiān)測結(jié)果<0．53mg/m3，表示工作場所空氣中H2S質(zhì)量濃度低于最低檢出限值。2．GBZ/T160．33-2004要求，SO2最低檢出質(zhì)量濃度為0．6mg/m3(以采集7．5L空氣樣品計)，本次SO2質(zhì)量濃度監(jiān)測結(jié)果<0．6mg/m3，表示工作場所空氣中SO2質(zhì)量濃度低于最低檢出限值。

中控室增設3套防火排煙系統(tǒng)，該系統(tǒng)聯(lián)鎖測試正常，滿足GB 50016-2014的相關(guān)要求。

綜上所述，中控室暖通系統(tǒng)運行參數(shù)達到設計要求，滿足中控室工作人員及設備對空氣質(zhì)量的需求。

8 結(jié) 語

中控室暖通系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)化,滿足了設備和人員對溫度和濕度的不同需求。更換6臺恒溫恒濕機組和3套多聯(lián)空調(diào)機組、選用高效化學新風凈化機組、設備類和人員類房間分別設置獨立的風道系統(tǒng)、增設3套消防排煙系統(tǒng)。這些工作不僅解決了暖通系統(tǒng)存在的弊端，保障了中控室內(nèi)部工作人員和設備的安全運行，還對高腐蝕環(huán)境下大型廠區(qū)暖通系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)化有著重要借鑒意義，具有經(jīng)濟和社會雙重效益。

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

[2] 唐中華. 暖通空調(diào)[M]. 成都: 電子科技大學出版社, 2009: 60-76.

[3] 侯永利. 建筑工程關(guān)鍵技術(shù)解讀暖通空調(diào)工程[M]. 北京: 中國電力出版社, 2014: 202-214.