東營煉油廠實驗室規劃設計方案

摘要：煉油廠的工作流程是將從地層中開采出的原油經過蒸餾、催化、裂化、裂解、加氫精制等工藝過程，生產出柴油、汽油、煤油、潤滑油、石油焦、瀝青、乙烯等產品的過程，對煉油廠實驗...

煉油廠的工作流程是將從地層中開采出的原油經過蒸餾、催化、裂化、裂解、加氫精制等工藝過程，生產出柴油、汽油、煤油、潤滑油、石油焦、瀝青、乙烯等產品的過程，對煉油廠實驗室的改造設計需要考慮到安全、抽風效果、廢氣處理等幾個方面。

一、東營煉油廠實驗室目前問題分析：
洗油間是實驗分析鑒定必不可少的前處理場所，由于實驗所用試劑大部分具有一定的毒性，所有實驗處理過程必須在通風柜內進行，房間通風柜密集。目前通風柜已使用十年之久，通風設備老舊。通風柜上沒有安裝像面風速控制器等保證實驗操作人員安全的措施，對實驗操作人員存在一定的安全隱患。
油品分析室及洗油間實驗室的通風柜及送、排風系統均采用定風量系統。連接通風柜的排風閥門的開度不能隨著通風柜拉門的開度變化而調節，送、排風風機始終處于大風量運行狀態，風機無變頻控制，系統能耗大，通風系統自動化程度低。實驗中產生大量的廢氣，廢氣凈化處理設備已基本飽和，部分有毒氣體未達標后直接排入大氣，低空排風。排放氣體濃度不滿足《大氣污染物綜合排放標準》B16297一1996的規定。對公共環境造成污染，不符合HSE要求。
二、新建實驗室的必要性
1、安全、舒適、節能的需要
實驗室通風系統在保證實驗順利進行的同時，首要原則保證實驗人員的安全性，同時維持室內壞境安全舒適，減少能耗。目前，實驗室通風柜選型、送、排風系統設計和控制方面趨于成熟。通風柜及送、排風系統的安全性、節能性要求提高。通風柜采用自適應變風量型，送排風系統采用變風量VAV系統。送、排風機根據通風柜的開度，調節風機變頻達到節能的目的。廢氣根據《大氣污染物綜合排放標準》B16297一1996的規定，經處理達標后高空排放。為了保證實驗室安全、舒適、竹能的需要，對以上實驗間按照需求進行規范化的通風系統設計，以保證滿足室內室外環境的要求，確保實驗項目的正常開展。
2、消除安全隱患
實施該項目可以解決目前存在的安全隱患問題，項目建設可以統一規劃相關實驗室的通風換氣、實驗廢氣處理、實驗廢水、廢液排放等問題，滿足I{SE要求。確保安全生產、低碳綠色生產。

油品分析室實驗室設計

三、東營煉油廠實驗室的設計方案及要求
1、暖通部分
1.1實驗室通風統設計總則：
（1）因洗油間實驗中會產生大量的苯、甲苯等易質毒有害氣體，洗油間所有實驗均在通風柜內進行。洗油間通風系統由送風系統、排風系統及廢氣處理系統組成。

（2）通風系統考慮安全與節能統一，通風柜采用自適應變風量系統。排風系統采用變頻管道恒壓控制方式。通風控制系統由通風柜面風速控制系統、管道靜壓控制系統、房間壓差控制系統三部分組成。
（3）洗油間保持負壓，新風最為排風量的80％。新風從遠離通風柜的地方引入，空氣流動路徑遠離通風柜，防L上氣流對通風柜的面風速產生擾動。為避免氣流擾動對通風柜面風速的影響，在通風柜1.5米范圍外設置散流器。
（4）房間最小換氣次數一一實驗室換氣次數不小于10次／小時。
（5）為實驗室提供安全的工作環境，并滿足一定的舒適性要求。
（6）在滿足安全性的同時，最大限度節約能耗。
1.2排風系統設計
實驗室通風系統包括房間全面通風系統和局部通風系統。
（1）全面通風：為了及時有效的排出通風柜等可能揮發到室內的氣體，室內全面
通風換氣次數為10次／時。室內全面通風風量計算見卜表4一1:
表4一1全面通風
序號   房間名稱   房間體積(m3)   全面通風
換氣次數   全面通風排氣量(m3/h)
l   洗油間   11.7x10.8x3.9   10次／h   4928
（2）局部通風：采用通風柜甲苯排風，通風柜需防腐防爆，洗油間家具平面布置圖見附圖。通風柜采用面風速控制。通風柜尺寸、臺數、補風量等參數計算見下表：
表4一2通風柜
序號   通風柜規格   臺數   通風柜的排風量（m3/h）   室內排風量（m3/h）   通風柜最大風量同時使用系數   補風量 (m3/h)
1步入式聯體通風柜6000x950x2350   1 300-1800m3/h共四組   5100-30600   0.3   4928-10080
2臺式通風柜1500x950x2350   4 300-1800m3/h
3雙面臺式通風柜4500xl500x2350   2 300-1800m3/h共三組
4單面臺式通風柜4500x1500x2350   1 300-1800m3/h共三組
注：通過柜采用自適應變風量控制系統。通過實時測量通風柜視窗高度及排風量，保持通風柜視窗開啟處平均面風速控制在0.5±0.05m/s，通風柜門全閉時維持最小排風量。
（3）設計方案結論：從以上全面通風排風量和通風柜最小排風量比較可以看出，通風柜最小排風量＞室內全面通風排風量。因此各房間室內全面通風的排風可采用通風柜排風。
1.3實驗室排風機廢氣處理的設計方案：
實驗產生的廢氣由通風柜排風支管經排風管道匯集至屋面排風離心風機，為維持風機故障或檢修時不停止排風，排風機一用一備。排風機前安裝有機廢氣處理塔，處理達標后高空排放，廢氣排放口高于屋面5m，排風口上端安裝錐形風帽。排風機及有機廢氣處理塔安裝在四層屋面上。
洗油間產生的廢氣為有機廢氣，采用專用蜂窩活性炭模塊吸附工藝處理。有機廢氣吸附塔空塔氣流速不大于2.Om/s；有機溶劑蒸汽凈化率需達95％以上。

通風柜vav變風量控制原理圖.jpg

1.4送風系統設計方案
洗油間采用組合式空調器送風，包括初效過濾段、電加熱段、風機段。組合式空調器安裝在四層屋面上。夏季室外通風計算溫度30.2℃，冬季室外通風計算溫度-2.6℃。新風量按換氣次數10次計算，新風量為100801m3/h計算。夏季、過渡季節采用室外空氣補風，當室外空氣5℃時，開啟電加熱器。送風口采用方形散流器安裝在室內吊頂上。送風管上安裝變風量蝶閥，送風系統和排風系統連鎖。根據房間壓差控制變風量送蝶閥的開度。
洗油間通風及控制系統原理圖詳見附圖2。
1.5管材及保溫
排風管采用不銹鋼管。送風管采用鍍鋅鋼板，外包25mm厚的難燃橡塑保溫。
1.6節能與環保
(l）因洗油間一年24小時不間斷運行。送、排系統采用變風量VAV系統。通風柜采用用面風速調節系統。送、排風機采用定靜壓控制方法。在送、排風機主管道上設置管道靜壓傳感器和房間壓差控制器，變頻器根據靜壓傳感器的信號調節風機轉速。
(2）洗油間的廢氣處理達標后高空排放，所有廢氣排放口高于屋面5m，廢氣排放滿足《大氣污染物綜合排放標準》二類二級排風標準。
(3）離心風機選用高效低噪型。
(4）組合式空調器、風機設備進日與風機連接處設柔性接管，組合式空調器出口、排風機進口接阻抗復合消聲器，消除噪聲。
(5）風機安裝減震彈簧，組合式空調器安裝減震墊。
(6）風管采用減震吊架。
(7）實驗室有毒有害的廢棄試劑及無法達到國家排放標準需要處理的廢液，單獨在實驗室內收集，由罐車定期清運，交專業公司統一處理。
1.8暖通部分主要設備材料見表4.3。
表4.3主要設備材料表
序號   名稱及型號   規格   單位   數量
1   步入式聯體通風柜   6000x950x2350   臺   1
2   臺式通風柜   1500x950x2350   臺   4
3   雙面臺式通風柜   4500xl500x2350   臺   2
4   單面臺式通風柜   4500x950x2350   臺   1
5   組合式空調器   風量：11600
機外余壓：500Pa   臺   1
6   防腐防爆變頻離心風機   風量：14500 m3/h
靜壓：1200Pa   臺   2
7   廢氣處理塔   風量：13100m3/h   臺   1
8   鍍鋅鋼板       m2   105
9   方形散流器送風   600x600   個   6
10   不銹鋼（304）排風管       m2   280
11   高溫臺   1500x900x400   組   3
12   通風柜用防爆配電柜       組   4
13   變風量送風蝶閥   1000x400含快速執行器   個   1
14   定風量送風蝶閥   250x120   個   1
15   排風電動密閉閥   1000x400   個   2
2、自控部分
2.1控制系統說明
(l）控制系統由通風柜VAV系統、風機管道靜壓控制系統、房間風量差控制系統組成。
(2）根據實驗室工藝要求，通風柜采用自適應變風量控制系統。通過實施測量通風柜視窗高度及排風量，保持通風柜視窗開啟處平均面風速穩定在0.5士0.05
m/s，響應時間小于1秒；有人、無人操作狀態下，面風速自動切換；通風柜門全關閉時維持最小排風量；通風柜視窗超限高報警。
(3）風機變頻控制系統
送、排風機聯動控制。系統啟動時先開啟排風機，送風機延遲啟動；系統關閉時先關閉送風機，排風機延遲關閉。
采用定靜壓控制方法，在排風機主管道上設置管道靜壓傳感器，變頻器根據靜壓傳感器的信號調節風機轉速，送風系統根據房間壓差控制變風量送蝶閥，通過控制主管道壓力損失1鄺處靜壓值，變頻器根據靜壓傳感器的信號調節風機轉速。
2.2控制原理說明
2.2.1通風柜面風速控制系統工作原理
(l）通風柜必須保持當通風柜調節窗在任何位置均保持通風柜調節門開口面風速為0.5m/s，以保證實驗工作人員的安全。
(2）控制方式：
面風速控制系統持續的監測通風柜的時間排風量，根據視窗高度計算出視窗開啟面積的平均面風速，當排風管道壓力變化或視窗高度發生變化時，系統在小于1S的時間內做出反應，及時調整風閥開度保持視窗開口面積的平均面風速穩定。系統裝有人體感應器，當通風柜前有操作人員工作時面風速控制在某一設定值（0.5m/s)，當通風柜前無人操作時，系統自動轉換到另一設定值（0.3m/s),最大限度的節省運行費用。
當通風柜門關閉后，風量閥要維持通風柜的最小排風量。
通風柜門位過高時聲光報警。
由于故障使面風速過高或過低時聲光報警。
當出現異常情況時，開啟緊急排放模式控制，系統將排風閥開到最大，以最大風量排風，不受面風速控制。
(3）通風柜變風量控制原理圖
2.2.2房間控制說明
送風系統依據實驗室通風柜排風設備的實際排風量進行自動調節，保持送排風一定差值從而控制房間的氣流流向，保持房間微負壓。
當通風柜排風量增大時，房間風量控制器探測到排風的變化，增大新風量（加大送風管電動蝶閥開度）來恒定壓差：當通風柜的排風量減少時，房問風量控制器將減少新風量（減小送風管電動蝶閥開度）來恒定壓差，直到新風減少到設置的最低新風量，若通風柜的排風量繼續減少，控制系統將新風量停留在最低送風量，同時增大輔助排風風量以保持室內最小換氣。
房間設置一鍵式緊急排風按鍵，當發生意外時可按下緊急排風鍵，排風系統風
閥開至最大，同時送風系統關閉。房間設置門位開關，當房門開啟5秒內（可設定）鎖定送風閥不受壓差控制作用，超過30秒（可設定）時顯示房間門位警示，提示用戶關閉房門。
2.2.3風機變頻控制設計說明
(1）控制原理：
采用定靜壓控制方法，根據風機功率特性，當風量增大或減小時，風機管道靜壓相應減小或增大，因此在風機排風主管道上設置管道靜壓傳感器，通過控制器和變頻器調節風機轉速，維持管道靜壓，從而使系統中蝶閥的前后壓差保持在正常的工作范圍，當系統風量減少時同時可達到變頻節能的目的。
(2）控制方式：
控制器收到一個來自BMS的指令或一個干接點信號輸入后，從預定的最低頻率開始啟動，連續不斷地增加輸出信號直到風機地運行速度能滿足系統對靜壓的要求。控制器探測到靜壓變化之后，立即改變風機轉速維持風道到靜壓的設定點。
(3）控制要求及功能：
控制器采集管道靜壓信號等通過通訊上傳至上位機進行實時監測。
2.2.4主要工程量
序號   名稱   技術規格   數量   單位
1   通風柜控制器       8   套
2   變風量排風防腐蝶閥       17   套
3   視窗位移傳感器       23   只
4   管道流量傳感器       17   套
5   變頻控制柜   800x450x1800
包括3組變頻器和PLC控制系統   1   套
6   房間余風量控制柜   700x400x800
包括DDC控制系統和10”觸摸屏    1   套
7   送風流量傳感器       1   套
8   壓差傳感器       2   套
4、節能與計量
1、節能措施
1.1對冬季電加熱送風管選擇性能可靠，濘熱系數低的保抓材料保侃，減少能量損失，提高熱源的利用率，使熱損失降低到1％以內。
1.2送、排系統采用變風量VAV系統，根據實驗需要的送排風量改變風機轉速達到節能的目的。
2計量
2.1對電加熱器通過設置的電表進行計量。
2.2對實驗室排風離心風機通過設置的電表進行計量。