海洋平臺(tái)化驗(yàn)室通風(fēng)設(shè)計(jì)探討

（海洋石油工程股份有限公司， 天津 300451）

1 引言

在海洋石油平臺(tái)上，化驗(yàn)室主要用于對(duì)原油、輕烴、液化石油氣進(jìn)行取樣、分析、檢驗(yàn)，并對(duì)其基本組成、主要性質(zhì)及產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行取樣、分析、檢驗(yàn)及評(píng)定。在化驗(yàn)分析的過(guò)程中，會(huì)有原油加熱析出氣逸出。這些氣體將對(duì)化驗(yàn)室內(nèi)環(huán)境造成污染，同時(shí)對(duì)化驗(yàn)人員身體健康造成危害。

為確保實(shí)驗(yàn)人員安全，在化驗(yàn)室中設(shè)有通風(fēng)柜。為了防止由于通風(fēng)柜內(nèi)機(jī)械設(shè)備的擾動(dòng)、化學(xué)反應(yīng)或者熱源的熱壓等原因引起有害物逸出，必須對(duì)通風(fēng)柜進(jìn)行抽風(fēng)，使柜內(nèi)形成負(fù)壓。通風(fēng)系統(tǒng)的目的，是要控制通風(fēng)柜內(nèi)的有毒有害氣體不外逸，滿足房間換氣次數(shù)要求，維持正確的壓力，為實(shí)驗(yàn)人員提供一個(gè)安全、舒適的工作環(huán)境。

由于總體布局的要求，化驗(yàn)室可能布置在危險(xiǎn)區(qū)，也可能布置在非危險(xiǎn)區(qū)。本文結(jié)合規(guī)范對(duì)化驗(yàn)室的通風(fēng)要求，重點(diǎn)對(duì)兩種不同的布置所采取的通風(fēng)方法進(jìn)行探討。

2 化驗(yàn)室危險(xiǎn)區(qū)劃分

2.1 化驗(yàn)室危險(xiǎn)區(qū)劃分原則

化驗(yàn)室危險(xiǎn)源主要是需要化驗(yàn)的原油和生產(chǎn)水等，屬于Ⅱ類危險(xiǎn)物質(zhì)，這些危險(xiǎn)物質(zhì)在化驗(yàn)室儲(chǔ)存量小。

2.2 化驗(yàn)室化驗(yàn)設(shè)備操作

化驗(yàn)設(shè)備操作時(shí)均在人員監(jiān)控下進(jìn)行，操作具有間隔時(shí)間長(zhǎng)、非連續(xù)等特點(diǎn)，通過(guò)充分通風(fēng)的方式可以把釋放的危險(xiǎn)物質(zhì)排放到室外。

2.3 化驗(yàn)室危險(xiǎn)區(qū)劃分

考慮以上因素，且在滿足以下措施的情況下，將化驗(yàn)室劃分為非危險(xiǎn)區(qū)：

（1）化驗(yàn)室HVAC設(shè)備、燈具、探頭、插座、開(kāi)關(guān)須為防爆設(shè)備，防爆級(jí)別須滿足一級(jí)2區(qū)的要求。

（2）化驗(yàn)室通風(fēng)次數(shù)、通風(fēng)量須滿足規(guī)范要求。

（3）化驗(yàn)室必須配備滅火器、防火毯。

（4）操作維修手冊(cè)中應(yīng)明確：在化驗(yàn)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前打開(kāi)通風(fēng)櫥風(fēng)機(jī)，至少通風(fēng)5分鐘；試驗(yàn)結(jié)束不可立即關(guān)閉通風(fēng)櫥風(fēng)機(jī)，至少通風(fēng)5分鐘。

如圖1所示，化驗(yàn)室劃為非危險(xiǎn)區(qū)，化驗(yàn)室外為CLASS I ZONE 2GROUP IIA危險(xiǎn)區(qū)：

圖1 化驗(yàn)室危險(xiǎn)區(qū)劃分圖

3 化驗(yàn)室通風(fēng)方案

在2.1中明確了化驗(yàn)室通風(fēng)次數(shù)、通風(fēng)量需要滿足規(guī)范要求。

適用于海上平臺(tái)化驗(yàn)室HVAC設(shè)計(jì)的規(guī)范包括《海上平臺(tái)暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法》和《海上固定平臺(tái)安全規(guī)則》。

3.1 《海上平臺(tái)暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法》該設(shè)計(jì)規(guī)范6.2室內(nèi)外壓差控制中規(guī)定：

封閉的安全處所的氣壓應(yīng)高于相鄰的危險(xiǎn)處所的氣壓，即正壓通風(fēng)。封閉的安全處所應(yīng)采用正壓通風(fēng)，如需要空調(diào)的電氣間、儀表間等。

封閉的危險(xiǎn)處所的氣壓應(yīng)低于與之相鄰但危險(xiǎn)程度較小的處所的氣壓，即負(fù)壓通風(fēng)。封閉的危險(xiǎn)處所應(yīng)采用負(fù)壓通風(fēng)，如電池間、化驗(yàn)室等。

3.2 《海上固定平臺(tái)安全規(guī)則》7.7.1.1要求：應(yīng)按所選用規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。其摘要如下：

7.7.1.3通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)氣口應(yīng)位于安全區(qū)。7.7.2.6安全處所和危險(xiǎn)處所以及危險(xiǎn)程度不同的處所之間，除操作上的原因外，不應(yīng)設(shè)出入口或其他開(kāi)口。如設(shè)置這類出入口，在與該危險(xiǎn)處所相連的處所和通道，應(yīng)視為與其等同的危險(xiǎn)處所，但符合下列條件者除外：

(a)設(shè)置可開(kāi)啟的自閉式氣密門，門開(kāi)啟時(shí)通風(fēng)空氣是從危險(xiǎn)程度較低處流向較高處；

(b)通風(fēng)設(shè)備失壓時(shí)，在人員值班地點(diǎn)能發(fā)出報(bào)警；

(c)通風(fēng)設(shè)備設(shè)置二套，其中一套為備用；

(d)I類危險(xiǎn)處所同安全處所之間設(shè)置兩道自閉式氣密門。

3.3 規(guī)范解讀

如化驗(yàn)室外為非危險(xiǎn)區(qū)，應(yīng)按照封閉的危險(xiǎn)處所的氣壓應(yīng)小于與之相鄰但危險(xiǎn)程度較小的處所的氣壓，即負(fù)壓通風(fēng)。此時(shí)化驗(yàn)室可以設(shè)置自然進(jìn)風(fēng)、機(jī)械排風(fēng)的方式對(duì)通風(fēng)柜進(jìn)行排風(fēng)，風(fēng)機(jī)一用一備。通風(fēng)柜局部通風(fēng)將化驗(yàn)產(chǎn)生的危險(xiǎn)氣體排出，通風(fēng)柜的局部負(fù)壓對(duì)整個(gè)化驗(yàn)室處所來(lái)說(shuō)使得化驗(yàn)室封閉處所同時(shí)為負(fù)壓。

如化驗(yàn)室外危險(xiǎn)程度高于化驗(yàn)室內(nèi)，如果僅僅照搬規(guī)范“封閉的危險(xiǎn)處所的氣壓應(yīng)低于與之相鄰但危險(xiǎn)程度較小的處所的氣壓，即負(fù)壓通風(fēng)。封閉的危險(xiǎn)處所應(yīng)采用負(fù)壓通風(fēng)，如電池間、化驗(yàn)室等”，僅對(duì)通風(fēng)柜進(jìn)行負(fù)壓通風(fēng)只能將通風(fēng)柜工作產(chǎn)生的危險(xiǎn)氣體排出，但整個(gè)房間相對(duì)于室外為負(fù)壓，又使得室外的危險(xiǎn)氣體進(jìn)入了化驗(yàn)室內(nèi)，不滿足《海上固定平臺(tái)安全規(guī)則》中7.7.2.6中(a)要求，因此對(duì)整個(gè)化驗(yàn)室采用負(fù)壓通風(fēng)不滿足規(guī)范要求。此時(shí)在對(duì)通風(fēng)柜進(jìn)行局部負(fù)壓通風(fēng)的同時(shí)，要保證化驗(yàn)室房間相對(duì)于室外為正壓的通風(fēng)方式?？梢圆捎脵C(jī)械送風(fēng)+機(jī)械排風(fēng)的通風(fēng)方式，風(fēng)機(jī)一用一備，使房間保持正壓，通風(fēng)柜局部負(fù)壓，既能排出通風(fēng)柜產(chǎn)生的危險(xiǎn)氣體，又能使室外的危險(xiǎn)氣體不進(jìn)入化驗(yàn)室內(nèi)。

對(duì)于規(guī)范理解的關(guān)鍵在于化驗(yàn)室通風(fēng)柜采取局部負(fù)壓的通風(fēng)方式，在規(guī)范中并沒(méi)有明確出局部負(fù)壓，所以不能盲目按照規(guī)范中某條意見(jiàn)直接進(jìn)行設(shè)計(jì)，應(yīng)結(jié)合規(guī)范中不同的要求進(jìn)行總體考慮。

圖2 化驗(yàn)室送風(fēng)布置

圖3 化驗(yàn)室排風(fēng)布置

3.4 通風(fēng)方案

送風(fēng)機(jī)布置在非危險(xiǎn)區(qū)，從非危險(xiǎn)區(qū)引入室外新風(fēng)，通風(fēng)柜設(shè)置排風(fēng)機(jī)進(jìn)行局部排風(fēng)。風(fēng)機(jī)均為一用一備。設(shè)置壓差傳感器，當(dāng)通風(fēng)設(shè)備失壓時(shí)，在人員值班地點(diǎn)能發(fā)出報(bào)警。

4 化驗(yàn)室通風(fēng)量計(jì)算

化驗(yàn)室風(fēng)機(jī)的通風(fēng)量計(jì)算方法包括換氣次數(shù)法、人員新風(fēng)法等，同時(shí)還應(yīng)考慮房間內(nèi)余熱、余濕及有害氣體的影響。

本項(xiàng)目化驗(yàn)室排風(fēng)機(jī)風(fēng)量按照換氣次數(shù)法和新鮮空氣量計(jì)算選取，取其數(shù)值較大者；化驗(yàn)室送風(fēng)機(jī)風(fēng)量在排風(fēng)機(jī)風(fēng)量基礎(chǔ)上選取。

一般應(yīng)按每小時(shí)換氣次數(shù)或每小時(shí)需要新鮮空氣量來(lái)決定，有時(shí)還應(yīng)根據(jù)排除房間余熱、余濕或有害氣體而定。通風(fēng)量的選擇應(yīng)取下列幾項(xiàng)中的最大值。

4.1 按每小時(shí)換氣次數(shù)計(jì)算通風(fēng)量

V=nv

式中：V-通風(fēng)量，單位為立方米/小時(shí)(m3/h)；n -換氣次數(shù)，單位為次/每小時(shí)(次/h)；化驗(yàn)室換次次數(shù)要求大于12次/h。v -通風(fēng)房間容積，單位為立方米(m3)。

4.2 按室內(nèi)每人需要的新鮮空氣量計(jì)算通風(fēng)量

Q=nq

式中：n -室內(nèi)人數(shù)，人；q -新風(fēng)最小需求量，m3/(人?h)，工作人員每人每小時(shí)需要新鮮空氣量不應(yīng)小于30m3/h。

4.3 送風(fēng)機(jī)風(fēng)量

送風(fēng)機(jī)風(fēng)量要保證不小于排風(fēng)機(jī)風(fēng)量，可以在排風(fēng)管路上設(shè)置閥門，調(diào)節(jié)風(fēng)量和風(fēng)壓，使房間維持正壓。

5 結(jié)論

在化驗(yàn)室通風(fēng)設(shè)計(jì)中，化驗(yàn)室外的危險(xiǎn)區(qū)劃分不同，其通風(fēng)方式也不同。本文結(jié)合規(guī)范，對(duì)處于危險(xiǎn)區(qū)和非危險(xiǎn)區(qū)的化驗(yàn)室通風(fēng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討，目的在于提醒設(shè)計(jì)人員，要對(duì)規(guī)范條款進(jìn)行仔細(xì)研究解讀，避免由于對(duì)于規(guī)范理解的不透徹導(dǎo)致設(shè)計(jì)不能滿足安全要求。