海洋平台化验室通风设计探讨

（海洋石油工程股份有限公司， 天津 300451）

1 引言

在海洋石油平台上，化验室主要用于对原油、轻烃、液化石油气进行取样、分析、检验，并对其基本组成、主要性质及产品质量进行取样、分析、检验及评定。在化验分析的过程中，会有原油加热析出气逸出。这些气体将对化验室内环境造成污染，同时对化验人员身体健康造成危害。

为确保实验人员安全，在化验室中设有通风柜。为了防止由于通风柜内机械设备的扰动、化学反应或者热源的热压等原因引起有害物逸出，必须对通风柜进行抽风，使柜内形成负压。通风系统的目的，是要控制通风柜内的有毒有害气体不外逸，满足房间换气次数要求，维持正确的压力，为实验人员提供一个安全、舒适的工作环境。

由于总体布局的要求，化验室可能布置在危险区，也可能布置在非危险区。本文结合规范对化验室的通风要求，重点对两种不同的布置所采取的通风方法进行探讨。

2 化验室危险区划分

2.1 化验室危险区划分原则

化验室危险源主要是需要化验的原油和生产水等，属于Ⅱ类危险物质，这些危险物质在化验室储存量小。

2.2 化验室化验设备操作

化验设备操作时均在人员监控下进行，操作具有间隔时间长、非连续等特点，通过充分通风的方式可以把释放的危险物质排放到室外。

2.3 化验室危险区划分

考虑以上因素，且在满足以下措施的情况下，将化验室划分为非危险区：

（1）化验室HVAC设备、灯具、探头、插座、开关须为防爆设备，防爆级别须满足一级2区的要求。

（2）化验室通风次数、通风量须满足规范要求。

（3）化验室必须配备灭火器、防火毯。

（4）操作维修手册中应明确：在化验实验开始前打开通风橱风机，至少通风5分钟；试验结束不可立即关闭通风橱风机，至少通风5分钟。

如图1所示，化验室划为非危险区，化验室外为CLASS I ZONE 2GROUP IIA危险区：

图1 化验室危险区划分图

3 化验室通风方案

在2.1中明确了化验室通风次数、通风量需要满足规范要求。

适用于海上平台化验室HVAC设计的规范包括《海上平台暖通空调系统设计方法》和《海上固定平台安全规则》。

3.1 《海上平台暖通空调系统设计方法》该设计规范6.2室内外压差控制中规定：

封闭的安全处所的气压应高于相邻的危险处所的气压，即正压通风。封闭的安全处所应采用正压通风，如需要空调的电气间、仪表间等。

封闭的危险处所的气压应低于与之相邻但危险程度较小的处所的气压，即负压通风。封闭的危险处所应采用负压通风，如电池间、化验室等。

3.2 《海上固定平台安全规则》7.7.1.1要求：应按所选用规范、标准要求进行通风系统设计。其摘要如下：

7.7.1.3通风系统的进气口应位于安全区。7.7.2.6安全处所和危险处所以及危险程度不同的处所之间，除操作上的原因外，不应设出入口或其他开口。如设置这类出入口，在与该危险处所相连的处所和通道，应视为与其等同的危险处所，但符合下列条件者除外：

(a)设置可开启的自闭式气密门，门开启时通风空气是从危险程度较低处流向较高处；

(b)通风设备失压时，在人员值班地点能发出报警；

(c)通风设备设置二套，其中一套为备用；

(d)I类危险处所同安全处所之间设置两道自闭式气密门。

3.3 规范解读

如化验室外为非危险区，应按照封闭的危险处所的气压应小于与之相邻但危险程度较小的处所的气压，即负压通风。此时化验室可以设置自然进风、机械排风的方式对通风柜进行排风，风机一用一备。通风柜局部通风将化验产生的危险气体排出，通风柜的局部负压对整个化验室处所来说使得化验室封闭处所同时为负压。

如化验室外危险程度高于化验室内，如果仅仅照搬规范“封闭的危险处所的气压应低于与之相邻但危险程度较小的处所的气压，即负压通风。封闭的危险处所应采用负压通风，如电池间、化验室等”，仅对通风柜进行负压通风只能将通风柜工作产生的危险气体排出，但整个房间相对于室外为负压，又使得室外的危险气体进入了化验室内，不满足《海上固定平台安全规则》中7.7.2.6中(a)要求，因此对整个化验室采用负压通风不满足规范要求。此时在对通风柜进行局部负压通风的同时，要保证化验室房间相对于室外为正压的通风方式。可以采用机械送风+机械排风的通风方式，风机一用一备，使房间保持正压，通风柜局部负压，既能排出通风柜产生的危险气体，又能使室外的危险气体不进入化验室内。

对于规范理解的关键在于化验室通风柜采取局部负压的通风方式，在规范中并没有明确出局部负压，所以不能盲目按照规范中某条意见直接进行设计，应结合规范中不同的要求进行总体考虑。

图2 化验室送风布置

图3 化验室排风布置

3.4 通风方案

送风机布置在非危险区，从非危险区引入室外新风，通风柜设置排风机进行局部排风。风机均为一用一备。设置压差传感器，当通风设备失压时，在人员值班地点能发出报警。

4 化验室通风量计算

化验室风机的通风量计算方法包括换气次数法、人员新风法等，同时还应考虑房间内余热、余湿及有害气体的影响。

本项目化验室排风机风量按照换气次数法和新鲜空气量计算选取，取其数值较大者；化验室送风机风量在排风机风量基础上选取。

一般应按每小时换气次数或每小时需要新鲜空气量来决定，有时还应根据排除房间余热、余湿或有害气体而定。通风量的选择应取下列几项中的最大值。

4.1 按每小时换气次数计算通风量

V=nv

式中：V-通风量，单位为立方米/小时(m3/h)；n -换气次数，单位为次/每小时(次/h)；化验室换次次数要求大于12次/h。v -通风房间容积，单位为立方米(m3)。

4.2 按室内每人需要的新鲜空气量计算通风量

Q=nq

式中：n -室内人数，人；q -新风最小需求量，m3/(人•h)，工作人员每人每小时需要新鲜空气量不应小于30m3/h。

4.3 送风机风量

送风机风量要保证不小于排风机风量，可以在排风管路上设置阀门，调节风量和风压，使房间维持正压。

5 结论

在化验室通风设计中，化验室外的危险区划分不同，其通风方式也不同。本文结合规范，对处于危险区和非危险区的化验室通风设计进行了探讨，目的在于提醒设计人员，要对规范条款进行仔细研究解读，避免由于对于规范理解的不透彻导致设计不能满足安全要求。