东营炼油厂实验室规划设计方案

摘要：炼油厂的工作流程是将从地层中开采出的原油经过蒸馏、催化、裂化、裂解、加氢精制等工艺过程，生产出柴油、汽油、煤油、润滑油、石油焦、沥青、乙烯等产品的过程，对炼油厂实验...

炼油厂的工作流程是将从地层中开采出的原油经过蒸馏、催化、裂化、裂解、加氢精制等工艺过程，生产出柴油、汽油、煤油、润滑油、石油焦、沥青、乙烯等产品的过程，对炼油厂实验室的改造设计需要考虑到安全、抽风效果、废气处理等几个方面。

一、东营炼油厂实验室目前问题分析：
洗油间是实验分析鉴定必不可少的前处理场所，由于实验所用试剂大部分具有一定的毒性，所有实验处理过程必须在通风柜内进行，房间通风柜密集。目前通风柜已使用十年之久，通风设备老旧。通风柜上没有安装像面风速控制器等保证实验操作人员安全的措施，对实验操作人员存在一定的安全隐患。
油品分析室及洗油间实验室的通风柜及送、排风系统均采用定风量系统。连接通风柜的排风阀门的开度不能随着通风柜拉门的开度变化而调节，送、排风风机始终处于大风量运行状态，风机无变频控制，系统能耗大，通风系统自动化程度低。实验中产生大量的废气，废气净化处理设备已基本饱和，部分有毒气体未达标后直接排入大气，低空排风。排放气体浓度不满足《大气污染物综合排放标准》B16297一1996的规定。对公共环境造成污染，不符合HSE要求。
二、新建实验室的必要性
1、安全、舒适、节能的需要
实验室通风系统在保证实验顺利进行的同时，首要原则保证实验人员的安全性，同时维持室内坏境安全舒适，减少能耗。目前，实验室通风柜选型、送、排风系统设计和控制方面趋于成熟。通风柜及送、排风系统的安全性、节能性要求提高。通风柜采用自适应变风量型，送排风系统采用变风量VAV系统。送、排风机根据通风柜的开度，调节风机变频达到节能的目的。废气根据《大气污染物综合排放标准》B16297一1996的规定，经处理达标后高空排放。为了保证实验室安全、舒适、竹能的需要，对以上实验间按照需求进行规范化的通风系统设计，以保证满足室内室外环境的要求，确保实验项目的正常开展。
2、消除安全隐患
实施该项目可以解决目前存在的安全隐患问题，项目建设可以统一规划相关实验室的通风换气、实验废气处理、实验废水、废液排放等问题，满足I{SE要求。确保安全生产、低碳绿色生产。

油品分析室实验室设计

三、东营炼油厂实验室的设计方案及要求
1、暖通部分
1.1实验室通风统设计总则：
（1）因洗油间实验中会产生大量的苯、甲苯等易质毒有害气体，洗油间所有实验均在通风柜内进行。洗油间通风系统由送风系统、排风系统及废气处理系统组成。

（2）通风系统考虑安全与节能统一，通风柜采用自适应变风量系统。排风系统采用变频管道恒压控制方式。通风控制系统由通风柜面风速控制系统、管道静压控制系统、房间压差控制系统三部分组成。
（3）洗油间保持负压，新风最为排风量的80％。新风从远离通风柜的地方引入，空气流动路径远离通风柜，防L上气流对通风柜的面风速产生扰动。为避免气流扰动对通风柜面风速的影响，在通风柜1.5米范围外设置散流器。
（4）房间最小换气次数一一实验室换气次数不小于10次／小时。
（5）为实验室提供安全的工作环境，并满足一定的舒适性要求。
（6）在满足安全性的同时，最大限度节约能耗。
1.2排风系统设计
实验室通风系统包括房间全面通风系统和局部通风系统。
（1）全面通风：为了及时有效的排出通风柜等可能挥发到室内的气体，室内全面
通风换气次数为10次／时。室内全面通风风量计算见卜表4一1:
表4一1全面通风
序号   房间名称   房间体积(m3)   全面通风
换气次数   全面通风排气量(m3/h)
l   洗油间   11.7x10.8x3.9   10次／h   4928
（2）局部通风：采用通风柜甲苯排风，通风柜需防腐防爆，洗油间家具平面布置图见附图。通风柜采用面风速控制。通风柜尺寸、台数、补风量等参数计算见下表：
表4一2通风柜
序号   通风柜规格   台数   通风柜的排风量（m3/h）   室内排风量（m3/h）   通风柜最大风量同时使用系数   补风量 (m3/h)
1步入式联体通风柜6000x950x2350   1 300-1800m3/h共四组   5100-30600   0.3   4928-10080
2台式通风柜1500x950x2350   4 300-1800m3/h
3双面台式通风柜4500xl500x2350   2 300-1800m3/h共三组
4单面台式通风柜4500x1500x2350   1 300-1800m3/h共三组
注：通过柜采用自适应变风量控制系统。通过实时测量通风柜视窗高度及排风量，保持通风柜视窗开启处平均面风速控制在0.5±0.05m/s，通风柜门全闭时维持最小排风量。
（3）设计方案结论：从以上全面通风排风量和通风柜最小排风量比较可以看出，通风柜最小排风量＞室内全面通风排风量。因此各房间室内全面通风的排风可采用通风柜排风。
1.3实验室排风机废气处理的设计方案：
实验产生的废气由通风柜排风支管经排风管道汇集至屋面排风离心风机，为维持风机故障或检修时不停止排风，排风机一用一备。排风机前安装有机废气处理塔，处理达标后高空排放，废气排放口高于屋面5m，排风口上端安装锥形风帽。排风机及有机废气处理塔安装在四层屋面上。
洗油间产生的废气为有机废气，采用专用蜂窝活性炭模块吸附工艺处理。有机废气吸附塔空塔气流速不大于2.Om/s；有机溶剂蒸汽净化率需达95％以上。

通风柜vav变风量控制原理图.jpg

1.4送风系统设计方案
洗油间采用组合式空调器送风，包括初效过滤段、电加热段、风机段。组合式空调器安装在四层屋面上。夏季室外通风计算温度30.2℃，冬季室外通风计算温度-2.6℃。新风量按换气次数10次计算，新风量为100801m3/h计算。夏季、过渡季节采用室外空气补风，当室外空气5℃时，开启电加热器。送风口采用方形散流器安装在室内吊顶上。送风管上安装变风量蝶阀，送风系统和排风系统连锁。根据房间压差控制变风量送蝶阀的开度。
洗油间通风及控制系统原理图详见附图2。
1.5管材及保温
排风管采用不锈钢管。送风管采用镀锌钢板，外包25mm厚的难燃橡塑保温。
1.6节能与环保
(l）因洗油间一年24小时不间断运行。送、排系统采用变风量VAV系统。通风柜采用用面风速调节系统。送、排风机采用定静压控制方法。在送、排风机主管道上设置管道静压传感器和房间压差控制器，变频器根据静压传感器的信号调节风机转速。
(2）洗油间的废气处理达标后高空排放，所有废气排放口高于屋面5m，废气排放满足《大气污染物综合排放标准》二类二级排风标准。
(3）离心风机选用高效低噪型。
(4）组合式空调器、风机设备进日与风机连接处设柔性接管，组合式空调器出口、排风机进口接阻抗复合消声器，消除噪声。
(5）风机安装减震弹簧，组合式空调器安装减震垫。
(6）风管采用减震吊架。
(7）实验室有毒有害的废弃试剂及无法达到国家排放标准需要处理的废液，单独在实验室内收集，由罐车定期清运，交专业公司统一处理。
1.8暖通部分主要设备材料见表4.3。
表4.3主要设备材料表
序号   名称及型号   规格   单位   数量
1   步入式联体通风柜   6000x950x2350   台   1
2   台式通风柜   1500x950x2350   台   4
3   双面台式通风柜   4500xl500x2350   台   2
4   单面台式通风柜   4500x950x2350   台   1
5   组合式空调器   风量：11600
机外余压：500Pa   台   1
6   防腐防爆变频离心风机   风量：14500 m3/h
静压：1200Pa   台   2
7   废气处理塔   风量：13100m3/h   台   1
8   镀锌钢板       m2   105
9   方形散流器送风   600x600   个   6
10   不锈钢（304）排风管       m2   280
11   高温台   1500x900x400   组   3
12   通风柜用防爆配电柜       组   4
13   变风量送风蝶阀   1000x400含快速执行器   个   1
14   定风量送风蝶阀   250x120   个   1
15   排风电动密闭阀   1000x400   个   2
2、自控部分
2.1控制系统说明
(l）控制系统由通风柜VAV系统、风机管道静压控制系统、房间风量差控制系统组成。
(2）根据实验室工艺要求，通风柜采用自适应变风量控制系统。通过实施测量通风柜视窗高度及排风量，保持通风柜视窗开启处平均面风速稳定在0.5士0.05
m/s，响应时间小于1秒；有人、无人操作状态下，面风速自动切换；通风柜门全关闭时维持最小排风量；通风柜视窗超限高报警。
(3）风机变频控制系统
送、排风机联动控制。系统启动时先开启排风机，送风机延迟启动；系统关闭时先关闭送风机，排风机延迟关闭。
采用定静压控制方法，在排风机主管道上设置管道静压传感器，变频器根据静压传感器的信号调节风机转速，送风系统根据房间压差控制变风量送蝶阀，通过控制主管道压力损失1邝处静压值，变频器根据静压传感器的信号调节风机转速。
2.2控制原理说明
2.2.1通风柜面风速控制系统工作原理
(l）通风柜必须保持当通风柜调节窗在任何位置均保持通风柜调节门开口面风速为0.5m/s，以保证实验工作人员的安全。
(2）控制方式：
面风速控制系统持续的监测通风柜的时间排风量，根据视窗高度计算出视窗开启面积的平均面风速，当排风管道压力变化或视窗高度发生变化时，系统在小于1S的时间内做出反应，及时调整风阀开度保持视窗开口面积的平均面风速稳定。系统装有人体感应器，当通风柜前有操作人员工作时面风速控制在某一设定值（0.5m/s)，当通风柜前无人操作时，系统自动转换到另一设定值（0.3m/s),最大限度的节省运行费用。
当通风柜门关闭后，风量阀要维持通风柜的最小排风量。
通风柜门位过高时声光报警。
由于故障使面风速过高或过低时声光报警。
当出现异常情况时，开启紧急排放模式控制，系统将排风阀开到最大，以最大风量排风，不受面风速控制。
(3）通风柜变风量控制原理图
2.2.2房间控制说明
送风系统依据实验室通风柜排风设备的实际排风量进行自动调节，保持送排风一定差值从而控制房间的气流流向，保持房间微负压。
当通风柜排风量增大时，房间风量控制器探测到排风的变化，增大新风量（加大送风管电动蝶阀开度）来恒定压差：当通风柜的排风量减少时，房问风量控制器将减少新风量（减小送风管电动蝶阀开度）来恒定压差，直到新风减少到设置的最低新风量，若通风柜的排风量继续减少，控制系统将新风量停留在最低送风量，同时增大辅助排风风量以保持室内最小换气。
房间设置一键式紧急排风按键，当发生意外时可按下紧急排风键，排风系统风
阀开至最大，同时送风系统关闭。房间设置门位开关，当房门开启5秒内（可设定）锁定送风阀不受压差控制作用，超过30秒（可设定）时显示房间门位警示，提示用户关闭房门。
2.2.3风机变频控制设计说明
(1）控制原理：
采用定静压控制方法，根据风机功率特性，当风量增大或减小时，风机管道静压相应减小或增大，因此在风机排风主管道上设置管道静压传感器，通过控制器和变频器调节风机转速，维持管道静压，从而使系统中蝶阀的前后压差保持在正常的工作范围，当系统风量减少时同时可达到变频节能的目的。
(2）控制方式：
控制器收到一个来自BMS的指令或一个干接点信号输入后，从预定的最低频率开始启动，连续不断地增加输出信号直到风机地运行速度能满足系统对静压的要求。控制器探测到静压变化之后，立即改变风机转速维持风道到静压的设定点。
(3）控制要求及功能：
控制器采集管道静压信号等通过通讯上传至上位机进行实时监测。
2.2.4主要工程量
序号   名称   技术规格   数量   单位
1   通风柜控制器       8   套
2   变风量排风防腐蝶阀       17   套
3   视窗位移传感器       23   只
4   管道流量传感器       17   套
5   变频控制柜   800x450x1800
包括3组变频器和PLC控制系统   1   套
6   房间余风量控制柜   700x400x800
包括DDC控制系统和10”触摸屏    1   套
7   送风流量传感器       1   套
8   压差传感器       2   套
4、节能与计量
1、节能措施
1.1对冬季电加热送风管选择性能可靠，泞热系数低的保抓材料保侃，减少能量损失，提高热源的利用率，使热损失降低到1％以内。
1.2送、排系统采用变风量VAV系统，根据实验需要的送排风量改变风机转速达到节能的目的。
2计量
2.1对电加热器通过设置的电表进行计量。
2.2对实验室排风离心风机通过设置的电表进行计量。