封闭式液压站通风设计

韩建国

（宁波钢铁有限公司 浙江宁波315800）

1 前言

液压站是热轧产线辅助动力源之一，一般就近布置在执行元件（液压缸、液压马达等）附近；厂房设计时，设计人员兼顾生产车间设备运行、吊装、备件放置等多种需求，常将液压站布置在产线正下方，既不影响产线的正常运行，又可以满足液压站近距离布置的需求，确保液压执行元件的响应时间。

宁钢热轧厂加热炉液压站布置在出炉辊道正下方（标高－7.800m），为封闭式地下厂房。站内空气闷热，夏季液压站室内达55℃。当室温过高时，设备维护人员只能采取临时措施，即打开液压站冷却器的备用冷却水管（2用1备），导致冷却器冷却水管全部投入状态，不利于设备稳定运行，且效果不明显。为确保液压站设备稳定运行，降低站内温度，提高空气质量，改善职工工作环境，增设液压站厂房通风系统。

2 通风设计

车间的通风除尘系统愈来愈引起重视。车间粉尘、设备散热等给工作环境和空气质量带来新的问题。综合考虑新增设备的占地面积、投资、应用效果等，确定采用引入自然风、加强排风（排出站内余热及异味废气）的方式，达到加热炉液压站降温、通风的效果。

2.1 设计参数

1）液压站厂房

液压站厂房顶部局部布置有电缆夹层，故高度略有不同，具体尺寸如下：

液压站长度：60m

液压站宽度：9m

液压站高度：7.2m（净空处，长度40米区域）／5m（长度20米区域）

2）液压站设备参数

液压泵电机功率：132kW

液压泵总数量：15台（12用3备）

循环泵电机功率：15kW

循环泵总数量：6台（3用3备）

油箱规格：Φ2000mm×4000mm

油箱数量：3个

3）液压站现有通风设备

液压站厂房顶部现有轴流风机2台，分别布置在液压站顶部，沿长度方向两侧布置，风量均为19515m3／h。

2.2 通风量确定

地下液压站通风系统的目的是引入自然风、排出余热，达到稳定设备运行，改善职工工作环境的目的。

按照下式计算所需通风量［1］：

式中：G— 通风换气量，m3／h；

∑Q—站内电机、油箱、管道产生的发热量总和，kW；

C— 空气比热，1.01kJ／kg；

ρ— 空气密度，kg／m3；

ηq—气流效率（与空气出风口的布置有关，出风口布置均匀的换气场合，一般取0.475）；

T—自然风温度，℃；

T0—液压站内温度，℃。

主泵、循环泵电机发热量按照下式确定：

式中：Q1—站内电机运行过程中的发热功率，kW；

η—电机的效率；

P—电机功率，kW。

液压站油箱、管道散热量按照下式计算：

式中：Q2—发热功率，W；

k— 导热系数，w／（m·k）

A—导热面积，m2；

Δt—油温与室内温差，k；

Δ—导热体厚度，m。

按照液压站内、外温差不超过5℃计算，根据上述参数：

G＝59350m3／h

根据前述尺寸，液压站总容积3096m3，折合每小时换气次数19.17次，符合《采暖通风与空气调节设计规范》中对于油泵房每小时换气次数（≥10次）的规定。

3 设备布置及使用效果

3.1 通风工艺流程

考虑冶金车间粉尘多的特点，在通风系统入口设置过滤器，用于清洁进入液压站厂房的自然风，通风系统工艺流程如下：

3.2 风机选型

通风系统采用离心风机，根据动能转换为势能的原理，利用高速旋转的叶轮将气体加速，然后减速、改变流向，使动能转换成势能（压力）。在单级离心风机中，气体从轴向进入叶轮，气体流经叶轮时改变成径向，然后进入扩压器。在扩压器中，气体改变了流动方向造成减速，这种减速作用将动能转换成压力能。压力增高主要发生在叶轮中，其次发生在扩压过程。

输送过程中，离心风机克服过滤网的风压损失及管道壁力风压损失，将外部自然风引入液压站厂房内。

根据59350m3／h的通风需求，电机功率计算如下：

式中：N—电机功率，kW；

P—风机全压，Pa；

η—风机全压效率，一般≥0.7。

冬季时，液压站不必全风量投用；因此，在满足使用要求的前提上，从节约设备运行成本的角度出发，共配置2台风机，功率30kW，风量为30000m3／h。

通风系统采用两台并行风机，当室外平均气温≤10℃时，考虑只运行1台风机，每月可节约电费万余元。

3.3 过滤网箱

在风机入口设置过滤网箱，过滤网棉安装在箱体上，本设计将风机入口过滤网安装在过滤网箱入口，既可以拦截灰尘，又可以降低风机入口气流导致的噪音，降低风机噪音对车间的影响。

风机及过滤网箱设备布置如图1所示。

图1 风机及过滤网箱布置图

3.4 管道设计

风管采用镀锌手工板管制作，外部自然风在风机的作用下，经送风管道引至液压站厂房；兼顾液压站检修空间需求，送风管道布置在液压站顶部（位于轧线操作侧），沿长度方向均匀布置14个出风口。室内余热通过原有2台轴流排风机、新增2台轴流排风机排至主轧车间。

为提高换气效率，避免送风管道的新鲜空气被排风管道直接排出，通风管道按照“下送上排”、“侧送上排”的气流组织方案，将送风管道风口设置在靠西侧墙下部以及侧面，共计14个送风口、排风口设置在液压站厂房顶部中间位置，结合现场2台利旧轴流风机，形成换气效率较高的布置形式。液压站顶部进风、排风管道布置如图2所示。

图2 液压站内风管布置图

3.5 防火设计

根据《建筑设计防火规范》，液压站送风管道、排风管道分别设置防火阀，防火阀控制接入消防系统，当接收到相关信号后，防火阀靠电动执行结构关闭送风、排风管道，同时离心风机、轴流风机停止运行。

3.6 使用效果

通风系统投用6个月后，选择夏季测温考核，测温当日送风口温度为32℃。

测温时，选取液压站内沿长度方向入口、中部、角落三处取温度，实测温度分别为33.3℃、33.8℃、37℃，站内平均温度35℃，远低于设备投用前55℃的夏季高温，使用效果良好，室内空气流动明显，站内通风口气流稳定，体感舒适，满足了液压站通风、降温、改善空气质量的需求。

4 结论

本文所述封闭式液压站采用离心风机、轴流风机强制排风的通风系统，该系统投资少、施工简单、维护方便，与投入大功率空调相比，更符合国家降本增效、绿色生产的可持续发展理念，具有在液压站或类似封闭厂房推广的价值。