某化工厂车间内MCC室的空调改造设计

2015-08-22梁彦星

天津化工 2015年3期

关键词：气流组织排风气流

梁彦星

(德希尼布天辰化学工程（天津）有限公司，天津300000)

某化工厂车间内MCC室的空调改造设计

梁彦星

(德希尼布天辰化学工程（天津）有限公司，天津300000)

本文通过对MCC室空调系统的改造实践，介绍了处理该类问题的一种尝试，改造原有的通风降温模式为空调降温模式，同时优化气流组织形式，针对化工环境中的防爆要求，设置了余压调控措施，改造设计中还考虑了节能运行的要求。期望为今后类似的项目提供一种借鉴。

MCC室；气流组织；整流柜；余压

该改造项目是无锡一家生产电子线路板清洗液的精细化工厂，工厂2007年投产，MCC室位于车间的一端，为整个生产车间防爆区域的一部分，MCC室面积为90m3，高度为3.6m，内部布置了10台整流柜，每台整流柜的发热量为14kW[1]。

1 存在的问题

原设计采用通风方式对MCC室降温，配两台送风机，每台额定送风量为2.8万m3/h，MCC室总的换气次数达172次/h。按照无锡地区室外夏季的通风计算温度为31.2℃[1]，MCC室内最高温度40℃的设计条件[2]，根据公式Q=mc◿t，计算所需通风量为5.3万m3/h。理论计算证明原设计的5.6万m3/h每小时的理论设计风量是满足要求的。但安装后由于管道安装不合理及室内设备布置的过分拥挤，实际运行五年多来，使用效果一直不能满足要求。夏天运行时，MCC室内温度经常超过45℃，设备控制柜内的实测温度更是高达到了70℃，电气控制系统频繁跳闸，严重影响了工厂的正常生产，改造工作迫在眉睫。

2 问题分析

分析MCC室室内过热的原因主要有：1）设备布置过于密集，设备运行散发的大量余热积聚在狭小的空间内，不能及时排出；2）原通风设计气流组织不合理，气流短路，不能有效及时的对室内进行降温；3）整流柜安装方式不规范，柜体直接安装在地面槽型钢基础上，没有留出足够的柜底的通风空间，致使柜内热气流不能有效排出。

3 改造方案

鉴于采用通风降温实际使用效果不好的现状,并且172次/h的换气次数，实际的运行也是不节能的，所以改造时决定采用采用空调降温，放弃通风降温的方法。关于空调设备的选择，因为MCC室内均为电气设备，只有热负荷，无湿负荷产生，故热湿比线可以视为ε＝∞，计算焓湿如图1。

图1

图1 中空调室外状态点干球温度34.8℃，相对湿度33%，处理空气到送风状态点：干球温度21℃，相对湿度95%，直接送入室内，最终室内的状态点为，干球温度35℃，相对湿度42%，总的送风量为2.8万m3/h。选用三台风冷冷风型空调机组，每台机组冷负荷58kW,风量10500m3/h。

4 气流组织

鉴于MCC内的设备已不允许做任何调整，但又要解决气流组织的问题，决定分别在整流柜内外两个环境中采取改进措施，针对柜内温度过高的问题，采取了在整流柜顶部开排风口，同时在柜子中下部的围护面开凿通风孔的方法加强柜内的气流循环，每个整流柜的排风量为300m3/h,该部分热空气经独立的排风机直接排至车间外，这样房间内的冷空气通过柜子下部新开出的通风孔进入柜内，通过柜顶的排风口排出，气流由下及上，与柜内热气流一致，柜内热量能及时被排出；针对整个MCC室内温度过高的问题，改造原有的气流组织方法，具体措施：空调送风管直接通过MCC室屋面引入，送风口设在MCC室最里面靠近原来散热状况最差的整流柜附近（见图2中左立墙边送风口），同时在MCC对面的墙壁上，利用原来墙壁上的两个送风口中的一个作为空调回风的回风口（见图2中右边立墙），这样空调的送/回风口分别位于MCC室的两端，冷空气流过室内整流柜，横贯整个室内空间，气流组织效果好，不会形成气流短路。

图2 空调通风剖面图

5 室内正压的维持

MCC室位于车间防爆区内，要求室内外维持30Pa的正压，采取的措施是在MCC室的外墙上设余压阀一个，排气量600m3/h。室内正压的维持是通过调节空调机组的新风阀和回风阀来实现的，室内的瞬时超压则通过余压阀泄压。当过渡季节及冬季全新风运行时，则通过调节新风阀和排风阀来实现室内正压的维持。

6 节能运行

在室外温度低于20℃的季节内，空调机组是不需要开启的，因此在设备选型时就考虑了选用能够满足空调送风机具有单独运行模式的机组。在室外温度低于20℃的季节，空调机组的压缩机停止工作，只开启送风机，利用改造前的送风口作排风口（即图2中序号6），实现全新风运行。系统改造图见图2，图中排风管6在空调机组制冷运行时为关闭状态，节能运行时开启，同时空调回风管5关闭。