淺談沙漠地區天然氣壓縮機房通風設計

王傳偉

摘 要：根據相關規范的要求，通過工程實際，并結合沙漠地區的氣候特性，闡述了沙漠地區天然氣壓縮機房的通風設計原則，提出了廠房通風量的確定方法，確定了通風系統形式，對沙漠地區天然氣壓縮機房通風設計提出了自己的看法。

關鍵詞：沙漠地區；天然氣壓縮機房；防沙塵；通風設計

中圖分類號：TE624 文獻標志碼：A

0 概述

沙漠地區天然氣壓縮機房的通風設計，要結合沙漠地區惡劣的氣候特性，因地制宜地進行設計。本文就這方面問題，結合沙漠腹地某站場的天然氣壓縮機廠房的通風設計，作一些分析和討論，闡述了設計方法和經驗。

1 天然氣壓縮機房通風系統設計目的

天然氣壓縮機房的通風系統設計分為兩個目的：一是為保證工藝系統的正常運行、消除工藝設備余熱及室內有害氣體而進行的正常通風；二是天然氣屬于Ⅰ類易燃易爆氣體混合物，極易在常溫下引起燃燒和爆炸，所以要對突然放散或泄漏的有毒害及易燃易爆氣體進行事故通風。

2 天然氣壓縮機房通風計算

2.1 正常通風量的確定

例：某天然氣處理廠天然氣壓縮機房，占地面積1330m2，長=63m，寬=21m，高=10m。廠房結構為鋼結構雙層壓型彩鋼夾芯板廠房，墻體及屋面板材厚150mm，采用巖棉夾芯板，廠房為全密閉結構。

天然氣壓縮機廠房內設有4臺電驅壓縮機機組，運行方式為3運1備，正常運行時，散發熱量及有害氣體。

（1）根據《輸氣管道工程設計規范》10.3.3款第2條規定：對同時散發有害物質、有爆炸危險氣體和熱量的建筑物，全面通風量應按消除有害物質、氣體或與熱量所需最大空氣量計算。當建筑物內散發的有害物質、氣體和熱量不能確定時，全面通風的換氣次數應符合下列規定：廠房的換氣次數宜為8次/h，當房間高度不大于6m時，通風量應按房間實際高度計算，房間高度大于6m時，通風量應按6m高度計算。因此廠房正常通風量為：L1=63×21×6×8=63504 m3/h。

（2）正常運行時開啟3臺壓縮機，單臺壓縮機散熱量為120kW，所以廠房內總散熱量為120×3=360kW，根據《工業建筑供暖通風與空氣調節設計規范》（GB50019—2015）中附錄H，消除余熱通風量計算公式為：

式中：

L—消除余熱通風量，m3/h；

Q—散至室內的全部顯熱量，W；

α—單位換算系數，對于法定計量單位，取0.28；

C—空氣的定壓比熱容，1.01kJ/kg·℃；

ρ—空氣密度，1.28kg/ m3；

tp—排風溫度（根據工藝專業設備特殊要求，一般取40℃），℃；

twf—室外通風計算溫度，℃；

根據上述計算公式有：

夏季消除余熱通風量為：

冬季消除余熱通風量為：

（3）通風量選取

天然氣壓縮機廠房正常通風量應選取消除廠房內余熱和規范規定的最小通風量的較大值，通過上述計算，本工程天然氣壓縮機廠房正常通風量為：

（a）夏季正常通風量為：82876 m3/h；

（b）冬季正常通風量為：63504 m3/h。

2.2 事故通風量計算

天然氣壓縮機房事故排風系統設計要滿足《輸氣管道工程設計規范》10.3.4條規定：散發有爆炸危險氣體的壓縮機廠房除應按本規范第10.3.3條設計正常換氣外，還應另外設置保證每小時不小于房間內容積8次換氣量的事故排風設施。所以廠房事故通風量為：L2=L1+63×21×6×8=82876+ 105840=188716 m3/h。

2.3 送風量計算

根據《工業建筑供暖通風與空氣調節設計規范》（GB50019—2015）中6.4.8條規定：設置有事故排風的場所不具備自然進風條件時，應同時設置補風系統，補風量宜為排風量的80%。因此，機械進風系統送風量按正常排風量的80%計取，所以送風量為：L3=L1×80%= 82876×80%=66300 m3/h。

3 通風方式的選擇

壓縮機廠房主要散發天然氣和熱量，天然氣主要成分為甲烷，其相對密度小于0.75，視為比空氣輕，并且室內放散的顯熱全年均能夠形成穩定的上升氣流，所以通風方式應采用下部送風、上部排風的全面置換通風方式。

該壓縮機廠房處于我國西北部沙漠地區，該地區風沙較大，為了防止風沙進入廠房影響設備工作，該廠房設計為密閉結構。

通風方案：機械排風+機械進風系統

機械排風：在壓縮機房屋頂設置防爆防砂屋頂風機，滿足正常及事故排風要求。

機械進風：采用分散式送風方式，選用防爆柜式離心風機箱配自潔式空氣過濾器對廠房進行機械送風，風機箱布置在壓縮機廠房外，室外新鮮空氣經過濾后通過外墻送風口分散送至廠房內部。該方案的優點是風機風量大，空氣過濾器設有自動反吹系統，避免了過濾器的人工清洗，操作簡單方便，解決了壓縮機房防沙塵問題。缺點是，一次性投資較大，冬季機械送風量過大會導致壓縮機房內溫度過低，影響設備的運行。

4 設備選型

根據上述計算及分析，設備選型見表1。

5 防沙塵措施

本次設計天然氣壓縮機房為密閉房間，通過正壓通風系統連續地向室內送入足量的清潔空氣，使室內保持一定的正壓，防止高含塵空氣侵入室內。

天然氣壓縮機房進風口、排風口均要考慮設置防止風沙倒灌的防塵措施，例如裝設防塵網、控制蝶閥、密閉清掃孔等。

送風系統吸風口位置應布置在室外空氣較清潔的地方，遠離有害氣體的排出口，并應位于大風季節主導風向的上方。

6 自動控制

（1）12臺屋頂風機分成6組，每組1用1備，當某一組其中一臺事故時，另一臺可以自動啟動。

（2）所有屋頂風機與壓縮機廠房內部的可燃氣體報警器以及溫度報警器聯鎖控制，當廠房內可燃氣體報警器或溫度報警器報警時，所有風機自動啟動。

（3）自潔式空氣過濾器設壓差控制系統，當壓差達到350Pa時，自動啟動反吹系統。

結語

該壓縮機廠房自建成投產以來，通風系統運行良好。系統的正常運行及事故通風的啟、停均可做到自動控制，安全可靠適合風沙較大的西北地區。

參考文獻

[1]孫一堅.簡明通風設計手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，1997.

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

[3] GB50019—2015，工業建筑供暖通風與空氣調節設計規范[S].

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