储油洞库除湿技术研究

2014-09-27李红纯曹广军

中国储运 2014年9期

文/李军李红纯曹广军

油料洞库作为我军重要的战略油料储备场所，大部分建于20世纪六七十年代。在经历了多年的使用后，一些油罐、管线等设备已出现腐蚀，罐室贴壁层渗水严重，尤其在夏秋雨季。夏季洞内相对湿度可达90%以上，给洞库罐室的除湿工作带来了许多棘手问题，给油料洞库的管理和设备设施的维护保养带来了一定的安全隐患。

1.湿度对油库的影响及降湿方法

相对湿度与钢铁腐蚀比速度有直接的关系。洞内潮湿的空气，不仅会加剧油罐、管线、阀门等金属设备的腐蚀，还会使金属表面具有防腐作用的漆膜起泡、软化、脱落，扩大了金属的锈蚀面，而生成的锈皮又容易吸湿，进一步加速了对漆膜的破坏和金属设备的锈蚀。潮湿的空气通过各种渠道与油料接触，会加速油料的氧化变质，缩短储存期；与库内电气设备接触，会使其非金属部分霉烂、老化、分解，破坏电气设备的绝缘层，导致漏电、短路、跳火，直接影响电气设备的正常运行[1，2，3]。

如表1所示，随着相对湿度的增大，钢铁腐蚀比速度呈加快趋势。当相对湿度为100%时，钢铁腐蚀比速度达到最大。当相对湿度低于75%时，由空气湿度引起的钢铁腐蚀可忽略不计。

表1 钢铁腐蚀比速度与相对湿度的关系

常用于洞库的空气降湿方法有升温通风降湿、冷却除湿、液体吸湿剂除湿、固体吸湿剂除湿及这些方法的联合使用。每种方法都各有特点，应根据当地自然条件、工程特点、造价和运行费等进行综合技术经济比较后选用。用升温通风减湿方法，在一定范围内，空气含湿量不变，温度提高1℃，相对湿度可降低4%～5%，但加热后的空气容纳水汽的能力较原来的空气有所提高。而冷冻除湿是利用专门机器将空气温度降低至其露点温度以下时，空气中水分凝结，含湿量下降，并将干燥后的空气送入地下空间内，从而达到降低地下空间内空气湿度的目的。冷冻除湿机通常由制冷系统和送风系统组合而成，在以除湿为主的地下空间采用冷冻除湿机是一种比较有效的除湿方法[4，5]。

图1 某洞库工艺流程图

2.某洞库除湿技术探讨

2.1 某洞库基本情况

该洞库属于下坑道式洞库，仅有一条主坑道并由支坑道与罐室相连通，工艺流程图如图1所示。具体参数如下：主坑道宽2.35m，高3.40m，总长为386m。从入口到第一道门长度为15.4m，第一道门到第二道门长度为14.75m，第二道门到第三道门长度为5.2m。主坑道容积约为2855m3。支坑道宽2.45m，高3.40m，长8.4m，单个支坑道容积为62m3，洞库内油罐数量17个，支巷道总容积1056m3。油罐室参数：油罐周长47.9m，高度为12.63m，罐室周长52.6m，高度为13.38m，单个洞室容积为574m3，罐室总容积为9764m3。洞库总容积（不包括通风管道，进出油管道及一些相应设备所占的容积）为13676m3。

洞库通风系统工艺设备由通风机、通风管道、隔离蝶阀、排风口、防雨帽、配电系统及防雷防静电装置等组成。通风机为离心式，型号：B4～72～10D；流量：31521m3/h；风压：1321Pa；功率：18.5kW；配套电机功率：18.5kW；通风管直径500～310mm。材料镀锌板风管，管道阀门蝶阀安装在支坑道操作间内，负压通风方式，单根通风管道排风。平时洞库以机械通风为主，洞口自然通风为辅。

根据所提供的资料，洞库内的夏季温度16℃，湿度96%，冬季温度15℃，湿度95%。

2.2 某洞库所在地区气象情况

该油库地处黔中腹部，属亚热带季风湿润气候，年平均气温14.1℃，降雨量1305.7mm，平均相对湿度为82%。从2011.01.01到2013.12.01共1039天中，雨天656天，多云304天，阴48天，雪22天，晴9天。其中雨雪天678天，占总天数的65.3%。如图2所示。

图3至图5列出了某油库所在地区6月至9月一些天内24小时的温度及湿度情况。

2013年10月份20天温湿度统计情况。

图2 近两年（2011～2013）气象统计图

图3 温、湿度变化关系图（日期：2013～06～05）

图4 温、湿度变化关系图（日期：2013～08～09）

图5 温、湿度变化关系图（日期：2013～09～02）

为便于观察、分析，以某两天为例，其温度、湿度随时刻的变化关系用图8表示。

从图6、图7、图8中可以看出，在每日的8时至20时，湿度较高，温度较低，一般在14时至15时，温度达到一天中的最大值，而湿度达到最小值。从统计结果看，湿度大多数时间内都高于75%，甚至达到95%以上。

通过对两年的天气情况进行分析发现，仅通过通风难以满足洞库的湿度要求，必须进行除湿处理。

2.3 除湿量的计算

除湿系统的重要工作是计算湿负荷设计，只有了解湿负荷的大小及来源，才能有效地将其除去。洞库内湿气的来源主要包括以下几部分：一是从门窗空洞缝隙、洞库内墙裂纹、地板及被覆顶渗透，二是人的呼吸与流汗产生，三是补充的新风带入。由于洞库不是人员作业的主要场所，因此由人的因素所产生的水汽可忽略不计。

如果洞库湿度过大是由洞库本身渗漏所造成的，则需对洞库进行防渗处理，最大限度地减少由洞库本身结构所产生的湿度增加量。虽然天气影响是人力所不能改变的，但可以顺应天气的变化规律加以利用。

根据文献资料[6]，含水量与空气温度的关系可用下列公式计算：

表2和表3分别给出了温度13至20℃范围和温度21至28℃范围内，不同相对湿度下的每千克干空气的含湿量计算结果。

表2 温度13至20℃范围内，不同相对湿度对应的含湿量计算表

图6 温、湿度变化关系图（2013年10月份20天温湿度统计）

图7 温、湿度随时刻变化关系图（20天）

图8 温、湿度随时刻变化关系图（2天）

表3 温度21至28℃范围内，不同相对湿度对应的含湿量计算表

图9和图10分别给出了温度为13至20℃和温度为21至28℃时，将不同相对湿度下的空气处理至温度16℃、相对湿度为70%状态时所需要的除湿量。

根据图9图10所示的计算结果，结合洞库的总体参数，可计算将洞库不同状态下的空气处理至洞库要求状态(16℃，相对湿度70%～75%)时的总除湿量。洞库内总容积为13676m3，计算时取保险系数为1.1，则除湿容积为15043.6m3。将不同温度、不同相对湿度下的空气处理到空气温度16℃、相对湿度70%时的除湿总量计算结果如表4所示。

图11、图12分别表示将13～20℃和将21～28℃不同湿度下的空气处理至温度16℃，相对湿度为70%时需要的除湿量。

将室外空气处理至温度16℃，相对湿度70%时，从图11、图12中可以得出如下结论：（1）当温度低于16℃，空气相对湿度低于80%时不需要除湿，仅通过通风即可达到洞库温湿度要求；（2）当温度高于16℃，必须通过除湿才能满足要求。

表4 温度13至20℃，不同相对湿度的空气所需除湿总量计算表

图9 将13-20℃不同湿度下的空气处理至温度16℃，相对湿度为70%时除湿量

图10 将21-28℃不同湿度下的空气处理至温度16℃，相对湿度为70%时每立方米除湿量

图11 将13-20℃不同湿度下的空气处理至温度16℃，相对湿度为70%时需要的除湿量

图12 将21-28℃不同湿度下的空气处理至温度16℃，相对湿度为70%时需要的除湿量

图13、图14分别表示将13～20℃和将21～28℃不同湿度下的空气处理至温度16℃，相对湿度为75%时需要的除湿量。

将室外空气处理至温度16℃，相对湿度75%时，从图13、图14中可以得出如下结论：（1）当温度低于16℃，空气相对湿度低于85%，不需要除湿，仅通过通风即可达到洞库温湿度要求；（2）当温度高于16℃，必须通过除湿才能满足要求。

在符合通风降湿条件的情况下，利用库内外空气对流，将库外干燥新鲜空气引入洞内，排除洞内的潮湿空气和油料蒸汽，达到降低洞库湿度的目的。

2.4 除湿机的选择

应根据系统要求的温湿度、所需的总除湿量、除湿机技术经济指标的先进性、设备使用灵活性、维修保养的方便性、设备来源及现场安装条件等因素，通过综合考虑确定合适的除湿机。从除湿量、通风量、换气次数、运行时间上综合考虑。据上述计算结果，可选择除湿机的参数如下：除湿量不低于50kg/h，风量不低于6000m3/h。