某天然氣壓氣站壓縮機廠房的通風設計

毛 德 海

（中國石油工程建設公司華東設計分公司， 山東 青島 266071）

某天然氣壓氣站壓縮機廠房的通風設計

毛 德 海

（中國石油工程建設公司華東設計分公司， 山東 青島 266071）

隨著社會對清潔能源—天然氣的需求日趨旺盛，天然氣長輸工程項目的建設也越來越多。壓氣站作為其中的重要站場，站內的壓縮機廠房通風設計方案合理與否，對保障站場的安全生產至關重要。通過對壓縮機廠房送風方案分析比較，為其他類似項目的設計提供參考。

全面通風；集中送風；分散送風

中衛-貴陽聯絡線干線起自寧夏中衛，經甘肅、陜西、四川、重慶，止于貴州貴陽，設計輸氣能力150×108m3/a，干線全長1 613 km。天然氣主供川渝地區，并通過中緬天然氣管道貴陽-南寧段、西氣東輸二線廣東西干線進一步輸送至廣東市場，本工程干線設壓氣站6座，為沿線天然氣輸送加壓。某壓氣站內壓縮機廠房為單層門式剛架結構工業廠房，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，廠房為無外窗封閉式建筑，并由專業公司對壓縮機房做降噪處理。

1 通風設計

1.1 通風量計算

壓縮機廠房內安裝3臺18 MW變頻電機驅動離心式壓縮機組，壓縮介質天然氣的主要組分是甲烷、乙烷等，為甲類生產廠房［1］。為及時排除生產過程中泄露的或可能突然大量散發有爆炸危險的天然氣，使有爆炸危險氣體濃度不高于爆炸下限濃度的20%［2］，根據國家規范《采暖通風與空氣調節設計規范》GB 50019、《輸氣管道工程設計規范》GB50251等要求，結合本工程的實際情況，壓縮機廠房必須設置機械全面通風系統。

一般情況下，正常全面通風量按照消除廠房內余熱量計算（見公式 1）和爆炸性氣體的放散量及其爆炸下限計算（見公式2），取其中較大值。但實際工程中供貨商提供不出設備散熱量或者散熱量不大，工藝專業也很難準確提出爆炸性氣體最大放散量（W值），規范允許設計根據工程實際情況，按換氣次數確定全面通風量（見公式3），天然氣壓縮機廠房正常全面通風的換氣次數為8次/h，事故通風不應小于12次/h［3］。

式中：L—通風量,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—進入空氣的溫度,℃。

式中：L—通風量,m3/h；

W—危險場所內爆炸性氣體最大放散量,kg/h；

LEL—危險場所內爆炸性氣體的爆炸下限,mg/m3；

K—安全系數，數值最小取4，即將爆炸性氣體濃度稀釋至爆炸下限的25%；

T—環境溫度,K）。

式中：L—通風量,m3/h；

A—建筑面積,m2；

H—建筑高度,m；

R—換氣次數。

屋頂排風系統設計設置防爆屋頂風機機械排風，經計算正常排風量約為98 500 m3/h（H取6 m），事故排風量約為320 000 m3/h，排風機的風量、臺數按事故排風量計算，選用20臺排風量18 000 m3/h屋頂排風機，正常情況下6臺運行，通風機在壓縮機廠房內、外方便操作處設控制開關，并與壓縮機廠房內的可燃氣體報警裝置聯鎖，當報警裝置報警時聯動20臺通風機自動全部投用。因廠房為無外窗封閉式建筑，必須設置送風系統，下面本文就壓縮機廠房的2個送風方案的設計進行比較分析。

1.2 送風方案

方案1：設計選用2臺防爆柜式離心風機箱對廠房進行集中送風，送風通過地下結構風道送至廠房內，送風口采用地面百葉風口。防爆柜式離心風機箱布置在壓縮機廠房內，廠房內工藝管溝采用送風方式將可能聚集的可燃氣體吹出，通風平面圖見圖1，通風剖立面圖見圖2（平面圖為半幅，另一半對稱布置，圖中箭頭表示氣流方向）。

方案2：設計選用6臺防爆柜式離心風機箱對廠房進行機械送風，送風通過外墻送風口分散送至廠房內，防爆柜式離心風機箱布置在壓縮機廠房外，廠房內工藝管溝采用排風方式將可能聚集的可燃氣體排出，通風平面圖見圖 3，通風剖立面圖見圖 4（平面圖為半幅，另一半對稱布置，圖中箭頭表示氣流方向）。

圖1 通風平面圖Fig.1 Ventilation plan

圖2 通風剖面圖Fig.2 Ventilation sectional view

圖3 通風平面圖Fig.3 Ventilation plan

圖4 通風剖面圖Fig.4 Ventilation sectional view

1.3 補風方案比選

壓縮機廠房送風量按正常排風量的 80%～90%計取85 000 m3/h。方案1選用2臺送風量46 000 m3/h防爆柜式離心風機箱，電機功率18.5 kW，噪聲80 dBA；設備投資約9萬元，風機耗電量約37 kW。

方案2選用6臺送風量15 500 m3/h防爆柜式離心風機箱，電機功率3.0kW，噪聲66 dBA,管溝內選用10臺排風量1 000 m3/h防爆排風機，電機功率0.25 kW，轉速1 450 r/min，噪聲66 dBA；設備投資約11萬元，風機耗電量約20.5 kW。由于方案2送風氣流組織較方案1差，且風機數量較多，大小共計16臺，電氣控制設計較復雜，設備維護管理工作量較大，經過多次論證，業主最后同意采用方案1。

2 結 論

通風系統作為封閉式壓縮機廠房設計的重要安全措施，設計既要滿足安全生產的要求，還要充分考慮到運營、維護的成本，綜合各種因素確定最佳方案。

［1］中國成達工程公司. HG/T20673壓縮機廠房建筑設計規定[S]. 北京：中國計劃出版社，2005．

［2］油氣田及管道建設設計專業標準化委員GB50251.輸氣管道工程設計規范[S]. 北京：中國計劃出版社，2003．

［3］中華人民共和國建設部. GB 50019采暖通風與空氣調節設計規范[S]. 北京：中國計劃出版社，2003．

［4］陸耀慶主編.實用供熱空調設計手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，2008．

［5］化工暖通設計技術委員會. HG/T20698化工采暖通風與空氣調節設計規范[S]. 北京：中國計劃出版社，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，注冊公用設備工程師，1989年畢業于江蘇省揚州工學院供熱通風專業，研究方向：從事暖通設計工作。E-mail：maodehai@cnpccei.cn。