竇鑫祿

（中昊（大連）化工研究設(shè)計(jì)院有限公司，遼寧 大連 116023）

通風(fēng)工程在我國實(shí)現(xiàn)四個現(xiàn)代化的進(jìn)程中，一方面起著改善居住建筑和生產(chǎn)車間的居住條件，保護(hù)人民健康、提高勞動生產(chǎn)率的重要作用；另一方面在許多工業(yè)部門又是保證生產(chǎn)正常進(jìn)行，提高產(chǎn)品質(zhì)量所不可缺少的一個組成部分。在化工生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生大量的余熱、余濕以及余毒，如不加以控制，就會使室內(nèi)環(huán)境空氣受到污染和破壞，危害人類健康，影響生產(chǎn)過程的正常進(jìn)行。工業(yè)通風(fēng)就是為了控制工業(yè)污染物的產(chǎn)生和擴(kuò)散，以改善車間環(huán)境，保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

1 項(xiàng)目概況

現(xiàn)有某化工項(xiàng)目（項(xiàng)目所在地大連）催化劑裝置反應(yīng)釜安裝于工廠獨(dú)立的三層建筑內(nèi)。

建筑一層反應(yīng)釜間可能泄露介質(zhì)為合成烴的混合物，相對密度較大，設(shè)備表面溫度80℃，設(shè)備的總散熱面積為600m2，管道的表面溫度60℃，管道的總散熱面積為90m2。

建筑二層反應(yīng)釜間可能泄露介質(zhì)為合成烴的混合物，相對密度較大，設(shè)備表面溫度80℃，設(shè)備的總散熱面積為440m2，管道的表面溫度80℃，管道的總散熱面積為150m2。

建筑三層反應(yīng)釜間為胺冷卻器間，可能泄露介質(zhì)為三乙胺，相對密度較大，設(shè)備表面溫度60℃，設(shè)備的總散熱面積為50m2。

2 通風(fēng)的目的

本項(xiàng)目通風(fēng)主要是為清除建筑內(nèi)設(shè)備及管道產(chǎn)生的余熱和設(shè)備及管道連接處產(chǎn)生的余毒。

2.1 余熱

此項(xiàng)目建筑內(nèi)的散熱設(shè)備及管道相當(dāng)于恒壁溫模型，根據(jù)工藝可知，建筑面積為900m2／層，建筑層高H＝4.5m，設(shè)備允許最高環(huán)境溫度為t＝30℃，又自然對流換熱系數(shù)為h＝5～10W／m2·℃，本次取h＝8W／m2·℃，由對流換熱公式Q＝hA△t可知散熱設(shè)備及管道的散熱量為，Q一層＝45.6 kW，Q二層＝23.6kW，Q三層＝12kW。

2.2 余毒

建筑的一層和二層可能泄露介質(zhì)為合成烴的混合物，其主要成分為醇類、二甲醚以及烯烴，眾所周知有機(jī)烴類有難聞的氣味、相對密度較大，受熱易分解；三層可能泄露介質(zhì)為三乙胺，三乙胺有強(qiáng)烈氨臭，對呼吸道有強(qiáng)烈的刺激性。而且此項(xiàng)目的有機(jī)烴類均為易燃易爆物質(zhì)，十分危險(xiǎn)。

3 通風(fēng)量的確定

項(xiàng)目所在地為大連，由設(shè)計(jì)手冊可知，大連地區(qū)夏季通風(fēng)室外計(jì)算溫度為26.3℃，冬季通風(fēng)室外計(jì)算溫度為－9.8℃，又已知在標(biāo)態(tài)下的空氣定壓比熱容為1.004kJ／（kg·K），密度為1.29kg／m3，則消除余熱所需通風(fēng)量，夏季約為（詳細(xì)計(jì)算過程略）V一層＝34 500m3／h，V二層＝17 800m3／h，V三層＝9 100m3／h；冬季約為V一層＝3 200m3／h，V二層＝1 650m3／h，V三層＝90m3／h。為消除余毒所需的通風(fēng)量可根據(jù)《化工采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》HG／T 20698中對有機(jī)烴類換氣次數(shù)的規(guī)定，三乙胺換氣次數(shù)為14次／h，烯烴約為12次／h等，故換氣次數(shù)P一層＝12次／h，P二層＝12次／h，P三層＝14次／h，則為消除余毒所需通風(fēng)量約為V一層＝48 600 m3／h，V二層＝48 600m3／h，V三層＝56 700m3／h。綜上所述，反應(yīng)釜間一層、二層、三層的通風(fēng)量分別為V一層＝48 600m3／h，V二層＝48 600m3／h，V三層＝56 700m3／h，即滿足對烴類物質(zhì)換氣的要求，又可同時消除余熱。

4 方案分析

由于本項(xiàng)目建筑內(nèi)設(shè)備的散熱量較大，設(shè)備的管道連接處有可能泄漏有毒有害、易燃易爆的氣體，全面采用自然通風(fēng)的方式將無法滿足生產(chǎn)工藝要求，故通風(fēng)方案選擇機(jī)械通風(fēng)和自然通風(fēng)相結(jié)合的通風(fēng)方式。且室內(nèi)散熱量較大，根據(jù)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50019中的規(guī)定，當(dāng)放散氣體的密度比室內(nèi)空氣輕，或雖比室內(nèi)空氣重但建筑內(nèi)放散的顯熱全年均能形成穩(wěn)定的上升氣流時，宜從房間上部區(qū)域排出。但是，如果在房間上部設(shè)置通風(fēng)機(jī)，對于三層建筑來說，當(dāng)?shù)讓咏ㄖM(jìn)行排風(fēng)時，排出的熱氣流有可能通過門窗縫隙進(jìn)入上層建筑造成二次污染，尤其是在夏季這種情況發(fā)生的概率將會增大，故此種方案不可取。

由工藝可知，反應(yīng)釜設(shè)備的年工作小時為8 000h，三層建筑內(nèi)釋放的有毒有害、易燃易爆的氣體組成成分相似，混合后各介質(zhì)不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不會有爆炸的可能，所以將二層和三層建筑的鋼筋混凝土樓板改為鋼格柵結(jié)構(gòu)，利用顯熱形成穩(wěn)定的上升氣流將放散介質(zhì)帶入頂層建筑，在三層建筑的頂部設(shè)置屋頂式通風(fēng)機(jī)，又由于危險(xiǎn)源為管道設(shè)備的連接處，設(shè)備的老化及連接處的腐蝕可能會突然放散大量有害氣體或有爆炸危險(xiǎn)性的氣體，根據(jù)規(guī)范要求應(yīng)設(shè)置事故通風(fēng)，由工藝要求，事故通風(fēng)的風(fēng)量為正常通風(fēng)的1.5倍，并且所有通風(fēng)機(jī)要求防爆。

5 方案總結(jié)

本項(xiàng)目建筑中間樓層采用鋼格柵，利用顯熱形成穩(wěn)定的上升氣流將放散介質(zhì)帶入頂層，頂層設(shè)屋頂式通風(fēng)機(jī)，通風(fēng)機(jī)總風(fēng)量為V總＝165 000m3／h（附加后的風(fēng)量），事故通風(fēng)為V事故＝247 500m3／h，故安裝六臺屋頂式風(fēng)機(jī)（防爆等級為dⅡBT4），其中四臺為正常通風(fēng)用風(fēng)機(jī)，事故狀態(tài)下作為事故風(fēng)機(jī)使用，另外兩臺風(fēng)機(jī)可作為正常通風(fēng)風(fēng)機(jī)的備用風(fēng)機(jī)，事故狀態(tài)下為事故風(fēng)機(jī)。另由于本項(xiàng)目排風(fēng)量較大，故應(yīng)設(shè)置補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，分別設(shè)置在一、二層建筑的下部區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)風(fēng)，補(bǔ)風(fēng)風(fēng)量分別為通風(fēng)風(fēng)量的40%，總補(bǔ)風(fēng)量為正常通風(fēng)風(fēng)量的80%，事故通風(fēng)不設(shè)補(bǔ)風(fēng)。事故通風(fēng)風(fēng)機(jī)應(yīng)與可燃?xì)怏w檢測系統(tǒng)聯(lián)鎖啟動，手動停止，并且事故通風(fēng)的通風(fēng)機(jī)，應(yīng)分別在室內(nèi)、室外便于操作的地點(diǎn)設(shè)置電器開關(guān)。

［1］ 采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50019－2003［S］

［2］ 化工采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范 HG／T 20698－2009［S］

［3］ 孫一堅(jiān)、沈恒根.工業(yè)通風(fēng)［M］.北京：中國建筑出版社，2010