摘要：本文通過分析國(guó)內(nèi)、外石油化工抗爆控制室暖通專業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和資料，再結(jié)合具體設(shè)計(jì)實(shí)例。主要介紹了石油化工行業(yè)內(nèi)抗爆控制室暖通專業(yè)主要設(shè)計(jì)內(nèi)容及要點(diǎn)，供暖通專業(yè)有這方面設(shè)計(jì)需求的設(shè)計(jì)人員參考。

關(guān)鍵字：抗爆控制室、新風(fēng)引入、防排煙風(fēng)機(jī)風(fēng)閥、抗爆閥、恒溫恒濕機(jī)組、新風(fēng)化學(xué)過濾器。

引言：抗爆控制室是石油化工行業(yè)內(nèi)經(jīng)常碰見的建筑物，此類控制室一般位于石油化工裝置附近非防爆區(qū)內(nèi)。控制室是否設(shè)置成抗爆建筑物且其抗爆等級(jí)劃分，是由工藝及安全專業(yè)根據(jù)石油化工裝置性質(zhì)以及平面布置等因素進(jìn)行安全綜合評(píng)估確定的。一旦確定設(shè)置成相應(yīng)抗爆要求的抗爆控制室，暖通專業(yè)相關(guān)的通風(fēng)、空調(diào)、防排煙等設(shè)計(jì)將與普通控制室暖通專業(yè)做法有明顯區(qū)別，其安全性要求將大大增加。

目前，由于抗爆控制室造價(jià)高，國(guó)內(nèi)外在抗爆控制室的布置上有很大不同。國(guó)內(nèi)主要將操作室、機(jī)柜間、UPS間等儀表控制間放在控制室內(nèi)，主要為了保護(hù)儀表設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)操作人員而設(shè)置，其他實(shí)驗(yàn)室、辦公區(qū)人員則集中到辦公樓、化驗(yàn)樓內(nèi)。而歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的管理水平較高，人員少，工廠的所有管理人員均可在抗爆控制室內(nèi)上班，所以他們的抗爆控制室除了必需的儀表控制間以外還有辦公區(qū)、休息區(qū)、實(shí)驗(yàn)區(qū)等輔助用房。當(dāng)然，隨著中國(guó)國(guó)力的增強(qiáng)、管理水平的提升，以及以人文本的生產(chǎn)管理方式正一步步推進(jìn)，安全生產(chǎn)問題也越來越受到重視?？贡刂剖覂?nèi)功能將更加集中和完善，其通風(fēng)、空調(diào)、防排煙等設(shè)計(jì)要求也更加高，以確保平時(shí)以及發(fā)生爆炸、火災(zāi)等危險(xiǎn)事故時(shí)，控制室均能正常運(yùn)作，為操作人員和控制設(shè)備提供相應(yīng)的環(huán)境保護(hù)，以便發(fā)生災(zāi)害時(shí)，能夠采取應(yīng)對(duì)措施，抑制災(zāi)害的蔓延，避免發(fā)生次生災(zāi)害。

抗爆控制室暖通專業(yè)的最主要的設(shè)計(jì)要點(diǎn)主要包括：1、空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)；2、新風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)；3、新風(fēng)、排風(fēng)、空調(diào)冷媒管道進(jìn)出在建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的開洞抗爆形式；4、抗爆閥的選擇；5、抗爆控制室消防排煙設(shè)計(jì)。

一、空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

抗爆控制室內(nèi)各房間根據(jù)房間功能可劃分為重要房間和一般性房間，重要房間包括控制室、機(jī)柜間、工程師站、UPS室、電信室房間；一般性房間包括接班室、資料室、辦公室、會(huì)議室等房間?？贡刂剖业闹匾块g、一般房間的空調(diào)系統(tǒng)宜分開設(shè)置，有利于節(jié)省投資。

重要房間對(duì)空氣溫度、濕度、潔凈度以及空氣品質(zhì)要求較高，一般要求恒溫恒濕，且重要房間的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的供電可靠性應(yīng)與生產(chǎn)裝置一致?？刂剖沂侨珡S的“神經(jīng)中樞”，應(yīng)保證在任何情況下都能正常運(yùn)行，對(duì)于抗爆控制室來說更是如此。若自控專業(yè)無特殊條件要求可參考下表計(jì)算參數(shù)設(shè)計(jì)。

表1.1 重要房間的室內(nèi)空氣計(jì)算參數(shù)

注：1 重要房間的含塵濃度應(yīng)小于0.2mg/m3；

2 重要房間的H2S的濃度應(yīng)小于0.015 mg/m3；SO2的濃度應(yīng)小于0.15 mg/m3；

3 重要房間的溫度變化率應(yīng)小于5℃/h; 相對(duì)濕度變化率應(yīng)小于6%/h。

根據(jù)機(jī)柜室、控制室等重要房間的重要性，重要房間空調(diào)系統(tǒng)的空調(diào)機(jī)應(yīng)設(shè)置一臺(tái)備用，運(yùn)行空調(diào)機(jī)與備用空調(diào)機(jī)之間宜設(shè)置故障自動(dòng)切換、定時(shí)自動(dòng)切換?？刂剖乙话悴辉O(shè)專門的人員負(fù)責(zé)空調(diào)設(shè)備的運(yùn)行管理，設(shè)置故障自動(dòng)切換可增加空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，設(shè)置定時(shí)自動(dòng)切換是為了均衡所有空調(diào)機(jī)的運(yùn)行時(shí)間，延長(zhǎng)空調(diào)機(jī)的使用壽命。另外，考慮到以后部分非重要房間變?yōu)橹匾块g的可能性，空調(diào)機(jī)總的制冷量應(yīng)留有15%~20%的裕量。

一般房間對(duì)空氣的上述要求較低，屬于舒適性空調(diào)。可參照《工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50019-2015和《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50736-2012的有關(guān)規(guī)定。

二、新風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)《石油化工控制室抗爆設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50779-2012規(guī)定，空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)量，應(yīng)取下列兩項(xiàng)中的最大值：1 按工作人員計(jì)算，每人50m3/h；2 總送風(fēng)量的10％。人均計(jì)算的新風(fēng)量相對(duì)于《工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50019-2015和《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50736-2012中的相關(guān)要求更大，主要是因?yàn)榭贡刂剖覠o外窗，空氣無法通過外窗縫隙對(duì)流，全靠新風(fēng)保證新鮮空氣量。

新風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置化學(xué)過濾器，主要除去H2S和SO2兩種氣體，為了保護(hù)化學(xué)過濾器和減少重要房間的含塵濃度，化學(xué)過濾器前后還需設(shè)置物理過濾器，其中化學(xué)過濾器前采用G4粗效過濾器,化學(xué)過濾器后采用G4粗效過濾器+F8級(jí)中效過濾器可滿足要求。

當(dāng)石油化工生產(chǎn)裝置設(shè)有可燃、有毒氣體探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)時(shí)，新風(fēng)引入口應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的可燃、有毒氣體探測(cè)報(bào)警器，且進(jìn)風(fēng)管上應(yīng)設(shè)置密閉性能良好的電動(dòng)密閉閥，在可燃、有毒氣體探測(cè)器報(bào)警的同時(shí)，關(guān)閉密閉閥及新風(fēng)機(jī)。

三、新風(fēng)、排風(fēng)、空調(diào)冷媒管道或水管進(jìn)出在建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的開洞抗爆形式

1、國(guó)外新風(fēng)、排風(fēng)進(jìn)出的做法：

上圖為殼牌公司做法，即設(shè)置專門的進(jìn)排風(fēng)小室，并在進(jìn)排風(fēng)小室與外界交接處并加裝相應(yīng)的抗爆閥，以確保安全。

2、為了適應(yīng)中國(guó)國(guó)情，降低結(jié)構(gòu)專業(yè)的設(shè)計(jì)減少難度，國(guó)內(nèi)抗爆控制室對(duì)新風(fēng)的引入、排風(fēng)引出提供了三種方法。

第一種：設(shè)置專門的進(jìn)、排風(fēng)小室。具體參考可國(guó)外做法。

第二種：將抗爆閥安裝在外墻上，有內(nèi)嵌式和外掛式兩種安裝形式，抗爆控制室外墻多為加厚混凝土外墻，內(nèi)嵌式外墻留空要求高，要求預(yù)埋件位置準(zhǔn)確，需要與土建專業(yè)密切配合，外掛式安裝簡(jiǎn)單、方便、可靠性強(qiáng)，但外立面比較難看。目前國(guó)內(nèi)外墻上設(shè)置抗爆閥多為外掛式。

第三種：將抗爆閥安裝在屋頂上，抗爆閥安裝在屋面上，可靠性比安裝在外墻上高，因?yàn)槲菝嬉话悴皇侵骺贡瑖o(hù)結(jié)構(gòu)，抗爆閥設(shè)置在屋面上需考慮防水，如下圖所示，設(shè)置相應(yīng)進(jìn)風(fēng)風(fēng)帽。

 
3、空調(diào)室內(nèi)外機(jī)冷媒管道或空調(diào)水管進(jìn)出

空調(diào)室內(nèi)外機(jī)冷媒管道或空調(diào)水管進(jìn)出應(yīng)盡量采用埋地或地下管溝的形式進(jìn)出抗爆控制室內(nèi)外墻體，避免在地面以上外墻開孔進(jìn)出管道。下圖為空調(diào)冷媒管道進(jìn)出口做法示意，可供參考。

四、抗爆閥的選擇

  抗爆閥的選擇，《石油化工控制室抗爆設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50779-2012上的要求有主要以下兩點(diǎn)：

1、新風(fēng)的引入口及排風(fēng)系統(tǒng)的排出口均應(yīng)加裝與建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)同等抗爆等級(jí)的抗爆閥。

2、抗爆閥應(yīng)確保在建筑物外發(fā)生爆炸時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，當(dāng)外部空氣壓力恢復(fù)正常時(shí)自動(dòng)復(fù)位。

對(duì)于第一點(diǎn)，抗爆閥的抗爆力應(yīng)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中該墻面的爆炸荷載取值一致，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意詢問結(jié)構(gòu)專業(yè)在該墻面的爆炸荷載，并選擇相應(yīng)等級(jí)抗爆力的抗爆閥，第二點(diǎn)為抗爆閥的功能，設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)風(fēng)量、阻力、投資等各種因素綜合確定，并明確廠家自帶自動(dòng)復(fù)位功能。

抗爆閥其他性能如材質(zhì)、設(shè)計(jì)壽命、最小關(guān)閉壓力等參數(shù)可根據(jù)不同項(xiàng)目需求進(jìn)行選擇。

五、抗爆控制室消防排煙設(shè)計(jì)

抗爆控制室建筑比較特殊，既不屬于可燃物較多的生產(chǎn)廠房，又不屬于人員較多的公共建筑。根據(jù)《石油化工生產(chǎn)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》SH/T3017-2013將控制室、電子計(jì)算機(jī)房的火災(zāi)危險(xiǎn)性等級(jí)劃分為丁類。因此，除了內(nèi)走道可能需要設(shè)置機(jī)械排煙外，各個(gè)房間一般不需設(shè)置機(jī)械排煙。

抗爆控制室的消防排煙設(shè)計(jì)可按照《石油化工控制室抗爆設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50779-2012及《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50016-2014進(jìn)行設(shè)計(jì)。需要注意的是，抗爆控制室均無外窗，為封閉房間，根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50016-2014，應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的機(jī)械補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)。

六、設(shè)計(jì)實(shí)例：

本工程為山西省某煤氣液化裝置抗爆控制室設(shè)計(jì)， 控制室建筑面積450m2生產(chǎn)類別丁類，單層混凝土框架結(jié)構(gòu)，業(yè)主為降低成本只保留了操作室、機(jī)柜間、UPS室、消防控制室等重要房間及空調(diào)機(jī)房，其余一般性輔助用房均未設(shè)置。

該控制室重要房間空調(diào)要求恒溫恒濕，空調(diào)機(jī)組形式采用風(fēng)冷恒溫恒濕空調(diào)機(jī)(一用一備)，可自動(dòng)切換和定時(shí)切換。新風(fēng)系統(tǒng)經(jīng)化學(xué)過濾器處理后送入房間內(nèi)。內(nèi)走道設(shè)有消防排煙系統(tǒng)和機(jī)械補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)。所有新風(fēng)、排風(fēng)、排煙、補(bǔ)風(fēng)進(jìn)出均在外墻上加裝抗爆閥?？照{(diào)冷媒管道及加濕水管道通過設(shè)置地溝進(jìn)出。并在管道安裝完畢后按相應(yīng)抗爆等級(jí)要求封堵。

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