拱北海关（原珠海出入境检疫检疫局技术中心）
摘要：化工厂房的施工设计对企业生产安全性具有保障作用，进行通风气流组织设计时，需根据工厂生产规模、工艺要求、环保要求、事故预防等方面综合考虑，提供通风系统的质量。通过分析化工厂房的空气调节系统，阐述通风和空气调节系统的设计方案，改善通风系统质量。
关键词：化工厂；通风气流；组织形式；系统设计
引言
国家对生产企业节能减排力度控制逐渐加大，企业为自身可持续发展以及适应新时期社会经济发展的需要，在可持续发展理念的支持下，积极开展通风系统设计和环保施工。根据《化工采暖通风和空气调节系统设计规范》的相关要求，结合企业实际发展需要，对通风系统组织形式进行分析，提出高质量的系统设计方案，达到节能降排的目的。
一、化工厂房通风系统设计要求
1.1 满足厂房生产工艺需求
化工厂房一般需要高大的空间布局，满足工业需求，属于特殊建筑，对厂房的通风系统有特殊需求。化工生产中一般会产生大量余热，且不同生产工艺会产生易燃易爆等有害物质。为了保证工作人员工作环境安全实现安全生产，需要对有害物质的扩散进行控制，合理设计通风系统可以实现这一目的。
1.2 企业环保生产要求
企业生产，尤其是石化企业生产过程产生的有毒有害物资，和粉尘废渣废直接排入环境会增加环境负荷，造成不可逆的环境损害，因此，需要经过环保工艺的处理，经过安全、无污染的净化处理，做好环保生产工作。
1.3 预防生产事故
化工厂房在生产运输等作业中经常使用危险物质，这些就具有易燃易爆特性的物质可能会在故障设备、阀门等危险细节处突然大量散发，而厂房内大量通风可以及时因对事故紧急状态，通过通风系统的开通降低有害物质浓度。且对于可能发生的建筑物火灾时产生的浓烟，经通风系统设置的排烟通风，以及排除大量烟气，为工作人员疏散和防止烟气扩散争取抢救时间，创造有利救援环境。
二、通风方式的确定
厂房通风方式的确定，需要结合通风范围或使用的动力设备进行划分。根据通风范围分为局部通风和全面通风，局部通风主要采用在生产源头对污染物使用局部排风罩的形式进行污染捕捉、净化后进行安全排放。在企业条件允许的情况下，应优先使用。而全面通风的实质是对环境中的污染物进行稀释，在厂房散热、散湿或存在有害物质的情况下，且不能使用局部通风系统，或局部通风达不到规范要求时考虑使用全面通风系统，这种处理方式在实际操作中应用广泛。而根据不同动力可分为自然和机械通风，自然通风可以借助风压、热压或气流特性，在通风过程中不必消耗动力，一般使用通风天窗、通风帽排风或者门窗缝隙补风在达到排放标准后进行排放，根据环保需求尽量采用自然通风。有组织的机械通风是对自然通风不能满足卫生需求、生产工艺要求或者技术不合理时采用的辅助通风方式。
2.1 自然通风设计
自然通风分为无组织自然通风和有组织自然通风，有组织自然通风是指合理安排进、排风口的位置和面积，使室外空气通过可调节的门窗、孔洞，有规律的流经生活或者作业地带的自然通风。
1、合理设计进、排气口面积
厂房自然通风是利用厂房内外空气的温度差所形成的热压作用和室外空气流动时产生的风压作用，使厂房内外空气不断交换，形成自然通风。但由于风压作用受自然条件限制，具有多变性，无风时即无风压作用，因此不宜作为厂房自然通风的动力考虑。在厂房自然通风设计中，必须合理协调进、排气口面积，力求进气口面积不小于排气口面积，这应该是提高自然通风效果的极为重要和有效的技术措施;
2、尽量避免进气短流问题
所谓进气短流，系指由进气口进入厂房内的新鲜空气，在未进入作业区范围之前，就已经被加热而上升至天窗排气口排出室外的现象。显而易见，这样的进气，没有起到提高作业区空气质量和改善作业区热环境的作用。因此，为提高厂房自然通风效果，应尽量避免这种进气短流的现象;
3、注意解决通风天窗的飘雨问题
通风排气天窗严重飘雨会给生产造成一定的损失，因此，设计中这一问题必须认真予以解决。一般常用的是矩形通风天窗，在矩形通风天窗或在天窗垂直口设挡雨板，或在天窗水平口设挡雨片，其中在水平口设挡雨片做法的通风效果或防飘雨效果较好，在工业厂房中应用比较广泛。
4、不应忽视冷加工厂房的通风换气问题
在厂房自然通风设计中，存在一个误区，即一提到自然通风，就只是与热车间有关的事情。因冷加工厂房内不散发余热或仅散发很小的热量，使当前按热压作用进行自然通风设计计算的工作失去了依据，因而也就很少有人考虑冷加工厂房的通风换气问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆尽管厂房内散发的生产余热很小，但由于屋面辐射热和通风换气不良，导致厂房内部闷热，且油污气味令人难忍，严重影响工作人员的工作效率。而屋顶设置了采光天窗的厂房，由于部分玻璃窗扇为开启状态，起到通风换气作用，其室内热环境明显要好得多。因此，对于南方地区及北方夏热地区的冷加工厂房，除了必须设置屋面隔热层之外，设计上还必须创造良好的通风换气条件。两跨及以下厂房，可以利用高侧窗进行通风换气，多跨厂房则必须结合采光需要，设置足够的天窗，以解决通风换气及采光问题。对于规模较小的厂房，亦可采取设置通风屋脊的办法来解决通风换气问题。
2.2 机械通风设计
机械通风是指依靠风机提供的风压、风量，通过管道和送、排风口系统可以有效地将室外新鲜空气或经过处理的空气送到建筑物的任何工作场所;还可以将建筑物内受到污染的空气及时排至室外，或者送至净化装置处理合格后再予排放。机械通风可以克服自然通风风压动力小的问题，受室内外条件影响较小，保证车间作业环境的正常。
1、合理布置风机位置
对于工艺设备及管道复杂的单层厂房，普遍采用设屋顶式排风机排风，侧墙开进风百叶自然进风或者设屋顶进风机进风。对于多层厂房，可设置墙装或吊装风机送排风。如果设置侧墙开进风百叶，需要合理设置进风百叶的高度，以防止外部灰尘或雨水通过百叶进入厂房内部，因此进风百叶需作防雨防尘等措施。
2、注意进排风的短路问题
屋顶设置通风机时需要防止进排风的短路，同时除做好防水外，通风设计时可在屋顶风机上设置挡雨设施。
3、结合厂房功能设置换气次数
通风设计时应根据厂房的使用功能不同合理设置通风换气次数，对于门窗较多且常处于开启状态的厂房，需要校核门窗的漏风量对于通风的影响;
4、尽量避免管道交叉
厂房内的工艺设备及管道很多，加上建筑给排水管道及电气的桥架，往往是管路错综复杂，而通风管道尺寸较大，管路占用空间大，因此通风机设置通风管道一般较短，避免管道之间过多的干涉问题;
5、考虑相邻厂房通风换气影响
对于不同用途的厂房，厂房内的正负压要求也不同，尤其是对于某些大型工厂，不同用途厂房往往相邻设置，设计通风时需要考虑相邻厂房通风换气的相互影响。另外，设置时需要考虑此处位置的通风，可局部设置风管加强通风死角的空气流动。
由于局部通风要根据进排风量进行平衡计算，对控制点的风速和吸风口位置确定关键通风参数，而关键数据的确定需要根据生产需要与承建方沟通 ，属于工艺设计范畴，因此，需要注意结合实际具体操作。而全面通风也就是满足正常生产的通风量的确定，在考虑厂房余热、湿度、有害物质在风量中的最大值，通过热量和风量平衡值进行修正。厂房内的相对温湿度会影响空调能耗，根据ISO-7730和相关技术标准要求，在室内设计参数确定后，根据室内热环境控制湿度为50%，空气流速<0.14m/s,有效温度保持在24℃最佳，能够满足厂房内热舒适度，且具有降低耗能，降低运行费用的作用。此外还要考虑通风系统的设计规范和标准，对于新通风量的确定，应根据厂房具体应用需要和厂房内工作人员密度进行科学设计，对于厂房内的有害气体浓度和细节处可能造成的安全隐患，进行优化，最大限度的提高空间安全性，达到理性的控制效果。
三、通风系统的风量分配
根据化工通风设计规范HG/T20689-2009规定，全面机械通风系统吸风口应该根据厂房内有害气体的质量蒸汽密度进行确定，若厂房内能形成上升气流时吸风口应该安排在厂房上部区域，若未能形成厂房内上升气流，且建筑内部散热不足时，通过在建筑物下部设置总排风量的2/3,上部设置总排风量的1/3,且换气频率控制在每小时以此以上提高通风质量。而事故通风量的确定需要借助正常排风系统和事故排风系统进行工作。故障通风系统的吸风口布置具有一定的技术要求，散热散湿和有害气体稀释的上部排风口设置需要使吸风口保持和建筑物顶部距离40cm以内，对于质量较轻的氢气和空气混合排风口设置应距离建筑物顶面10cm以下，而位于下部的排风口应该与地板保持30cm以内间距。
四、化工厂房通风系统的优化措施
精准计算厂房符合和各种设计参数是提高通风系统效果，达到节能减排的有效控制手段，设计人员应明确厂房工作符合的大小，结合工作环境的温度、设备负荷，季节变化在保证优化厂房环境的同时，控制能耗。化工生产中石化设备的运行对外界环境的变化比较敏感，厂房内外环境的交替变化会通风系统的工作负荷和能耗产生影响，通过合理设计空气幕可以尽量减小外界空气对厂房温度的影响。由于化工厂房的规模和实际环境不同，制定的通风方案也不一致，通过分层通风系统的应用推广优化通风设计，达到智能化控制水平，并能避免系统操作不当导致的能耗，提升节能效果。对于新风运行模式的应用，也是通风设计人员考虑的设计要素，在节能环保、经济持续发展的影响下，合理设置通风机对内外环境的适应程度以及系统的开关状态，达到理想的应用效果。
结束语
在环保理念盛行的当下，企业要主动适应发展形势，通过设计方案的合理规划，提高通风系统运行效率，确保安全生产，提升节能效率，为石化行业适应可持续发展提供坚实基础。
参考文献：
[1] 王爽.化工厂房暖通空调系统节能优化设计的措施探讨[J].建筑工程技术与设计,2017.
[2] 罗丽.新时期特大厂房通风系统设计方法探讨[J].建筑工程技术与设计,2015.
[3] 何文娟.化工采暖通风与空气调节设计研究[J].建筑工程技术与设计,2016.
论文作者:陈剑峰
论文发表刊物:《防护工程》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/16
标签：厂房论文; 自然论文; 通风系统论文; 风口论文; 环境论文; 天窗论文; 空气论文; 《防护工程》2018年第30期论文;