海洋石油平台电气房间新风系统设计

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石油和化工设备2018年第21卷

1-过滤器；2-风机；3-空气处理单元

图1

海洋石油平台电气房间新风系统设计

陈自刚，牛卫民，张勇青，魏占彪，高建虎

（海洋石油工程股份有限公司， 天津 300451）

[摘 要] 本文根据海洋石油平台所处高盐、高湿的特殊环境，对海洋平台的电气房间设计一套正压型新风系统，并对该系统新风量确定方法、新风过滤器性能参数及新风除湿方式进行分析与选型，可为类似海洋环境电气房间设计提供参考。[关键词] 海洋平台；新风系统；正压型；新风过滤器；除湿

作者简介：陈自刚（1987—），男，云南曲靖人，本科，工程

师。在海洋石油工程股份有限公司从事机械设计工作。

海洋石油平台电气房间处所是高盐、高湿环境，室外新风若直接送入电气房间容易对电气设备造成腐蚀，缩短设备使用寿命，加大了因设备腐蚀造成平台用电、控制设备出现故障的风险；电气房间属于安全区域，生产区的危险气体有可能逸散到房间，一旦发生，很容易造成严重的安全事故；电气间经常有人停留或工作，人员吸入氧气呼出二氧化碳，为保证人员的身心健康，必须保证足够的新风量以满足卫生条件要求。针对上述问题，正压型新风系统的设计与研究对保证海洋石油平台安全稳定运行尤为重要。1 新风系统方案描述

室外新风由新风口进入系统，先经过滤器除去空气中的雾滴及杂质，然后被风机送入房间的空气处理单元除湿，使空气含湿量保持在某一设定值，再由空气处理单元风机送入房间。具体流程如图1所示。

2 新风系统设计选型2.1 新风量的计算方法

目前海上平台电气房间新风量的计算方法主要有房间换气次数法、人员新风需求量法和维持

房间正压法三种。

(1)换气次数法Q =A•V

Q —按换气次数计算新风量 ，m 3/h ；A —房间换气次数；通常取2~3次/小时；V —房间体积，m 3；(2)人员新风需求量法Q =n•ν

Q —满足房间人员需求的新风量，m 3/h ；n —人员数量；

ν—人员每小时所需新风量，m 3/h ，可取30m 3

(3)维持房间正压法

维持房间正压所需新风量可以看成是对应压力下门窗缝隙的漏风量，这样可采用缝隙法计算公式来估算房间漏风量（新风量）。

缝隙法计算公式如下：Q =a•Σ(q•L)

Q —维持房间所需压差（50Pa ）的风量，m 3/h ；

a —根据维护结构气密性确定的安全系数，可取1.1~1.2；

q —当房间为某一压差值时其维护结构单位长度缝隙的渗漏风量，m 3/h•m ；

L —维护结构的缝隙长度，m

。

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表1 维护结构单位长度缝隙的渗漏风[6]

陈自刚等 海洋石油平台电气房间新风系统设计

门窗形式

漏风量

压差(pa)m3/(hgm)非密闭门密闭门

单层固定密闭

钢窗

单层开启式密

闭钢窗

传递窗壁板

405213 2.3107.5 1.7 455515 2.510.58 1.9 506016 2.611.59 2.0

以南海某平台主开关间为例，条件参数如

下：

室外环境干球温度33℃，相对湿度90%，焓

值108kJ/kg；室内环境干球温度26℃，相对湿度

50%，焓值53kJ/kg；房间尺寸（长×宽×高）

25m×15m×4m；房间工作人员数量为4人，房间

开两道双门，门洞尺寸2.1m×2.1m，门缝总长度

为21m。计算结果见表2。

换气次数法人员新风需求

量法

正压法

新风量 m3/h3000120410

新风负荷 kW55 2.27.5

电气设备散热量 kW30

表2 三种方法计算结果

由此可见，当采用换气次数所得风量作为房间新风量时，新风负荷远大于设备散热负荷，空调设备的尺寸、运行负荷、投资成本都将增加。因此在满足新风需求量的情况下可尽量减小新风量，以便让系统更经济地运行，通过计算可知，海洋石油平台电气设备间（空调提供冷负荷）的新风量采用房间正压法计算所得风量比较合理。

2.2 新风滤器参数选择

为了除去空气中的杂质，在新风系统中设置过滤器。在系统设计选型过程中，过滤器的效率、过滤器的面速及过滤器的阻力等参数，对系统设计有很大影响。其中面速反应过滤器的通过能力和安装面积；面速越低越可获得较高的过滤效率，但是面速越低阻力越大。

过滤器的阻力包括滤料阻力和结构阻力，对已定结构和滤材的过滤器，阻力取决于通风量的大小，过滤器的阻力随风量的增加是接近线性的，一般把达到初始阻力一定倍数时的阻力定为终阻力。过滤器风速与效率、阻力关系见表3。

性能指标　性能类别迎面风速m/s 额定风量下的效率(E)/%

额定风量下的初阻

力(Δp i)/pa

额定风量下的终阻

力(Δp f)/pa

亚高效 1.0

粒径≥0.5μm 99.9＞E≥95≤120240

高中效 1.595＞E≥70≤100200

中效1

2.070＞E≥60

≤80160

中效260＞E≥40中效340＞E≥20

粗效1

2.5粒径≥2.0μm

E≥50

≤50100

粗效250＞E≥20

粗效3标准人工尘计重效

率E≥50

粗效450＞E≥10

表3 过滤器额定风量下的效率和阻力[5]

通过表3可知在风量一定的情况下，过滤器的效率越高，过滤器的阻力和尺寸越大，所对应的风机功率随之增大。

风机有效功率公式：

Q —风机风量，m3/h；

H —风机全压，Pa；

N —风机有效功率，kW；

由于系统风速较低，系统动压较静压可忽略，近似取过滤器阻力作为风机全压，通过上面的公式可以看出亚高效、高中效过滤器较中效过滤器风机需要额外多输出约20%的功率，中效过滤