光气楼通风设计

龙从勇，　徐　婷

（东洋工程（上海）有限公司，上海200122）



光气楼通风设计

龙从勇，徐婷

（东洋工程（上海）有限公司，上海200122）

摘要：介绍了某光气楼通风系统设计，分析了光气楼内压差要求及通风系统控制方式，可供类似的设计借鉴参考。

关键词：光气楼； 通风； 气密阀； 控制系统

0　引言

光气，又称碳酰氯，是一种化学反应活性较高，遇水后有强烈腐蚀性的高毒、不燃化合物。常温下为无色气体，对人体的健康危害主要表现在损害人体呼吸道。在染料、农药、制药等生产工艺中会产生该类物质[1]。

为防止事故时光气泄漏、扩散对人员的危害和环境污染，以及光气泄漏时的集中处理，光气楼主生产区须采取有效的通风措施。同时，为保证生产过程中设备检修时人员安全，光气楼人员操作间也须保证良好的通风条件。

1　工程概况

该工程为扩建项目，此设计单体共7层，高度34m，火灾危险类别：甲类。该设计单体主要由生产区的光气隔离舱和用作设备检修的净化隔离罩两部分组成。单体四周维护结构采用钢筋混凝土墙体，各楼层平台采用钢格栅板。

2　通风要求概述

光气隔离舱的作用是当作光气接触设备的二级防护，以保万一光气泄露不致溢出舱外，同时根据业主以前其他类似工程的项目经验和要求，光气隔离舱仅作为室外可能的气体冲击的另加防护，单体为构筑物，不同于一般的抗爆结构设施，暖通开洞不设置抗爆阀。为防止光气隔离舱气体外泄，光气隔离舱内维持2mbar的负压。

在光气隔离舱中分割出一个单独的隔离罩，将检修时可能沾有光气的设备、阀门及仪表移至这个隔离罩内，称作净化隔离罩。正常情况下，净化隔离罩与其他部分的检修口是开启的；在检修时，检修口关闭，光气隔离舱与净化隔离罩的压差50Pa。

暖通专业根据工艺介质和国家相关规范及工艺专业要求进行该单体的进、出风口及排风管道的设计[2，3]。其通风换气要求见表1。

表1　通风换气要求

3　光气隔离舱通风设计

根据《石油化工采暖通风与空气调节设计规范》（SH/T3004-2011）表B.1石油化工车间换气次数，光气换气次数为10次/h，同时考虑一定的余量，舱内通风换气量为100000m3/h。

为保证舱内通风效果，主光气隔离舱内共设置15个排风口、12个补风进风口；净化隔离罩共设置4个排风口、3个补风进风口。

光气隔离舱内主要工艺物料有光气、氯气、一氧化碳、氯化氢、氯苯、MDA（二苯基甲烷二胺）及MDI（二苯基甲烷二异氰酸酯），属于易燃、易爆物质或具有毒性。故在该工艺装置光气隔离舱内设置相应的探头，与暖通专业新风入口的气动型气密阀及工艺排风机连锁控制。通风系统的控制过程和指示均由DCS控制柜指示操作，其控制流程如图1所示。

气密阀的气动执行机构带定位器，可以作精确的连续调节。同时具备气密阀全开或全关状态的调试能力，并能显示主舱内的压差（中值）和净化隔离罩内的压差。每个气密阀在故障时关闭并输出信号至DCS。

3.1正常情况下

在正常生产情况下，即无光气泄漏和其他有毒有害气体超标的情况下，根据工艺介质和国家相关规范，光气隔离舱（含净化隔离罩）将维持10次/h的换气次数。其中：8次/h的通风换气通过工艺风机EF-01 （80000m3/h）直接排至大气，2次/h的换气通过工艺风机EF-02A/B（20000 m3/h，一用一备）排至光气自毁塔DT-01。正常情况下光气隔离舱和净化隔离罩之间的检修门打开。

取光气隔离舱室内外的压差信号（以三个测量值的中间值作为信号源输入值），在DCS控制柜上显示、输出信号以同步控制隔离舱内的12个气密阀。取净化隔离罩外一个压差信号，在DCS控制柜上显示、输出信号以同步控制隔离罩内的3个气密阀。

当光气隔离舱室内外的压差低于2mbar的时候，所有的气密阀（15个）都处于关闭状态。

当压差值达到或超过2mbar时，调节气密阀的开度进行自然补风，15个阀总补风量为100000m3/h，设定室内外压差值上限为4mbar，调节15个气密阀的开启角度以满足2~4mbar的压差下的补风量的要求。

3.2事故状态（检测到光气或其他有毒有害气体情况下，含浓度超标及火灾情况）

在事故状态下，即室内光气等泄漏或火灾信号时，仪表探头将连锁工艺风机EF-01（80000m3/h）、工艺风机EF-02A/B （20000m3/h，一用一备）和舱内所有进风气密阀。此时，工艺风机EF-01（80000m3/h）停止运行，同时工艺风机EF-02A/B （20000m3/h，一用一备）保持继续运行，舱内所有进风气密阀立即全部连锁关闭。所有进风口全部关闭后，舱内压差升高如果超过设定上限值3mbar（初始设定值），则按比例开启气密阀，维持光气隔离舱（含净化隔离罩）的压差满足2mbar要求。

当DCS控制柜接收到光气等泄漏报警或火灾信号时（即事故状态），输出信号控制15个气密阀立即关闭。

当压差低于2mbar的时候，所有的气密阀（15个）都处于关闭状态。

当光气隔离舱室内外的差压达到或超过3mbar的时候，主隔离舱一层4个气密阀和净化隔离罩3个气密阀按比例进行补风，其他气密阀均保持关闭状态，以满足2~4mbar的压差下的补风量的要求。当事故解除、收到信号后进入正常状态运行模式。

3.3维修情况

当净化隔离罩在使用时，先开启为净化隔离罩服务的工艺风机EF-03（1200m3/h），同时发出风机运行信号给DCS，再关闭光气隔离舱与净化隔离罩之间的检修口，通过DCS输出信号，确保净化隔离罩室内外的差压达到或超过2.5mbar。此时整个光气隔离舱的总风量将增加为101200m3/h。

主光气隔离舱内的12个气密阀接受舱内外的压差信号（取中间值）同步控制，当压差低于2mbar的时候，12个气密阀都处于关闭状态；当光气隔离舱室内外的差压达到或超过2mbar的时候，12个气密阀按比例开启开始进行补风，总风量为100000m3/h。

净化隔离罩内的三个气密阀接受压差信号值同步控制。当压差低于2mbar的时候，3个气密阀都处于关闭状态；当净化隔离罩室内外的差压达到2.5mbar的时候，3个气密阀开启开始补风，总风量为1200m3/h。

4　进排风系统设计

主光气隔离舱内共设置12个补风进风口，其中，一层4个，二层3个，三层2个，四层1个，六层2个；净化隔离罩共设置3个补风进风口，其中，一层2个，二层1个。每个通风进风口均设置气动气密阀和防雨百叶，气动气密阀的气动执行机构气源为仪表压缩空气，由仪表专业提供。气源压力不小于4.5bar。防雨百叶与墙内风管的连接采用同心异径接头。

主光气隔离舱内共设置15个排风口（16＂），其中，一层8个，每个排风口排风量均为6550m3/h；二层3个，三层、四层各2个，每个排风口排风量均为6800m3/h。净化隔离罩共设置4个排风口（4＂），其中，一层、二层各2个，每个排风口排风量均为300m3/h。为防止杂物进入，每个排风口均设置钢丝网。进排风系统流程如图2所示。

主光气隔离舱内排风通过各分支管道汇总后，接入工艺总排风管道，并按照比例（8∶2）分配排风量，80%的排风通过工艺风机EF-01直接排至大气，20%的排风通过工艺风机EF-02A/B（一用一备）排入光气破坏系统，确保排出的气体满足环保要求。净化隔离罩的排风通过其他各分支管汇总后，接入工艺排风总管道，并通过工艺风机EF-03排入光气破坏系统。所有排风管道均沿外壁安装，如图3所示。

排风管道及管件均选用玻璃钢风管，其材料满足管道应力要求。

5　结语

光气属于高毒，对环境有危害和污染的化合物，其生产原料也具有易燃、易爆或具有毒性。因此，楼内通风系统的要求很高，既要在任何时候维持一定的负压，又要考虑到室内气流的均匀性。并要满足在不同工况下通风系统的切换运行及控制要求。

由于光气楼通风设计能参考的标准、规范等资料有限，在国内的设计案列也不多，故该设计也是一个摸索的过程，为今后同类型项目提供参考。

参考文献：

[1]张建宇，雷粮林，汪影，等.光气生产技术及光气化产品开发进展[J].农药，2004，43（6）：245~248.

[2]GB 19041，光气及光气化产品生产安全规程[S].

[3]SH/T 3004，石油化工采暖通风与空气调节设计规范[S].

修回日期：2016-03-21

DOI：10.3969/J.ISSN.2095-3429.2016.02.020

中图分类号：TU834

文献标识码：B

文章编号：2095-3429（2016）02-0087-04

作者简介：龙从勇（1982-），男，湖北崇阳人，硕士，工程师，主要从事暖通空调设计工作。

收稿日期：2016-02-16

Air Ventilation System Design for Phosgene Building

LONG Cong-yong， XU Ting
（Toyo Engineering Corporation（China），Shanghai 200122，China）

Abstract：Present ventilation system design for phosgene building.Analyze the pressure differential requirement and control system method for air ventilation，available as a reference for similar design.

Key words：phosgene building； air ventilation； gas tight damper； control system