浅谈沙漠地区天然气压缩机房通风设计

王传伟

摘 要：根据相关规范的要求，通过工程实际，并结合沙漠地区的气候特性，阐述了沙漠地区天然气压缩机房的通风设计原则，提出了厂房通风量的确定方法，确定了通风系统形式，对沙漠地区天然气压缩机房通风设计提出了自己的看法。

关键词：沙漠地区；天然气压缩机房；防沙尘；通风设计

中图分类号：TE624 文献标志码：A

0 概述

沙漠地区天然气压缩机房的通风设计，要结合沙漠地区恶劣的气候特性，因地制宜地进行设计。本文就这方面问题，结合沙漠腹地某站场的天然气压缩机厂房的通风设计，作一些分析和讨论，阐述了设计方法和经验。

1 天然气压缩机房通风系统设计目的

天然气压缩机房的通风系统设计分为两个目的：一是为保证工艺系统的正常运行、消除工艺设备余热及室内有害气体而进行的正常通风；二是天然氣属于Ⅰ类易燃易爆气体混合物，极易在常温下引起燃烧和爆炸，所以要对突然放散或泄漏的有毒害及易燃易爆气体进行事故通风。

2 天然气压缩机房通风计算

2.1 正常通风量的确定

例：某天然气处理厂天然气压缩机房，占地面积1330m2，长=63m，宽=21m，高=10m。厂房结构为钢结构双层压型彩钢夹芯板厂房，墙体及屋面板材厚150mm，采用岩棉夹芯板，厂房为全密闭结构。

天然气压缩机厂房内设有4台电驱压缩机机组，运行方式为3运1备，正常运行时，散发热量及有害气体。

（1）根据《输气管道工程设计规范》10.3.3款第2条规定：对同时散发有害物质、有爆炸危险气体和热量的建筑物，全面通风量应按消除有害物质、气体或与热量所需最大空气量计算。当建筑物内散发的有害物质、气体和热量不能确定时，全面通风的换气次数应符合下列规定：厂房的换气次数宜为8次/h，当房间高度不大于6m时，通风量应按房间实际高度计算，房间高度大于6m时，通风量应按6m高度计算。因此厂房正常通风量为：L1=63×21×6×8=63504 m3/h。

（2）正常运行时开启3台压缩机，单台压缩机散热量为120kW，所以厂房内总散热量为120×3=360kW，根据《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50019—2015）中附录H，消除余热通风量计算公式为：

式中：

L—消除余热通风量，m3/h；

Q—散至室内的全部显热量，W；

α—单位换算系数，对于法定计量单位，取0.28；

C—空气的定压比热容，1.01kJ/kg·℃；

ρ—空气密度，1.28kg/ m3；

tp—排风温度（根据工艺专业设备特殊要求，一般取40℃），℃；

twf—室外通风计算温度，℃；

根据上述计算公式有：

夏季消除余热通风量为：

冬季消除余热通风量为：

（3）通风量选取

天然气压缩机厂房正常通风量应选取消除厂房内余热和规范规定的最小通风量的较大值，通过上述计算，本工程天然气压缩机厂房正常通风量为：

（a）夏季正常通风量为：82876 m3/h；

（b）冬季正常通风量为：63504 m3/h。

2.2 事故通风量计算

天然气压缩机房事故排风系统设计要满足《输气管道工程设计规范》10.3.4条规定：散发有爆炸危险气体的压缩机厂房除应按本规范第10.3.3条设计正常换气外，还应另外设置保证每小时不小于房间内容积8次换气量的事故排风设施。所以厂房事故通风量为：L2=L1+63×21×6×8=82876+ 105840=188716 m3/h。

2.3 送风量计算

根据《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50019—2015）中6.4.8条规定：设置有事故排风的场所不具备自然进风条件时，应同时设置补风系统，补风量宜为排风量的80%。因此，机械进风系统送风量按正常排风量的80%计取，所以送风量为：L3=L1×80%= 82876×80%=66300 m3/h。

3 通风方式的选择

压缩机厂房主要散发天然气和热量，天然气主要成分为甲烷，其相对密度小于0.75，视为比空气轻，并且室内放散的显热全年均能够形成稳定的上升气流，所以通风方式应采用下部送风、上部排风的全面置换通风方式。

该压缩机厂房处于我国西北部沙漠地区，该地区风沙较大，为了防止风沙进入厂房影响设备工作，该厂房设计为密闭结构。

通风方案：机械排风+机械进风系统

机械排风：在压缩机房屋顶设置防爆防砂屋顶风机，满足正常及事故排风要求。

机械进风：采用分散式送风方式，选用防爆柜式离心风机箱配自洁式空气过滤器对厂房进行机械送风，风机箱布置在压缩机厂房外，室外新鲜空气经过滤后通过外墙送风口分散送至厂房内部。该方案的优点是风机风量大，空气过滤器设有自动反吹系统，避免了过滤器的人工清洗，操作简单方便，解决了压缩机房防沙尘问题。缺点是，一次性投资较大，冬季机械送风量过大会导致压缩机房内温度过低，影响设备的运行。

4 设备选型

根据上述计算及分析，设备选型见表1。

5 防沙尘措施

本次设计天然气压缩机房为密闭房间，通过正压通风系统连续地向室内送入足量的清洁空气，使室内保持一定的正压，防止高含尘空气侵入室内。

天然气压缩机房进风口、排风口均要考虑设置防止风沙倒灌的防尘措施，例如装设防尘网、控制蝶阀、密闭清扫孔等。

送风系统吸风口位置应布置在室外空气较清洁的地方，远离有害气体的排出口，并应位于大风季节主导风向的上方。

6 自动控制

（1）12台屋顶风机分成6组，每组1用1备，当某一组其中一台事故时，另一台可以自动启动。

（2）所有屋顶风机与压缩机厂房内部的可燃气体报警器以及温度报警器联锁控制，当厂房内可燃气体报警器或温度报警器报警时，所有风机自动启动。

（3）自洁式空气过滤器设压差控制系统，当压差达到350Pa时，自动启动反吹系统。

结语

该压缩机厂房自建成投产以来，通风系统运行良好。系统的正常运行及事故通风的启、停均可做到自动控制，安全可靠适合风沙较大的西北地区。

参考文献

[1]孙一坚.简明通风设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1997.

[2]陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[3] GB50019—2015，工业建筑供暖通风与空气调节设计规范[S].

[4] GB50251—2015，输气管道工程设计规范[S].