東營煉油廠實驗室規(guī)劃設(shè)計方案

摘要：煉油廠的工作流程是將從地層中開采出的原油經(jīng)過蒸餾、催化、裂化、裂解、加氫精制等工藝過程，生產(chǎn)出柴油、汽油、煤油、潤滑油、石油焦、瀝青、乙烯等產(chǎn)品的過程，對煉油廠實驗...

煉油廠的工作流程是將從地層中開采出的原油經(jīng)過蒸餾、催化、裂化、裂解、加氫精制等工藝過程，生產(chǎn)出柴油、汽油、煤油、潤滑油、石油焦、瀝青、乙烯等產(chǎn)品的過程，對煉油廠實驗室的改造設(shè)計需要考慮到安全、抽風(fēng)效果、廢氣處理等幾個方面。

一、東營煉油廠實驗室目前問題分析：
洗油間是實驗分析鑒定必不可少的前處理場所，由于實驗所用試劑大部分具有一定的毒性，所有實驗處理過程必須在通風(fēng)柜內(nèi)進行，房間通風(fēng)柜密集。目前通風(fēng)柜已使用十年之久，通風(fēng)設(shè)備老舊。通風(fēng)柜上沒有安裝像面風(fēng)速控制器等保證實驗操作人員安全的措施，對實驗操作人員存在一定的安全隱患。
油品分析室及洗油間實驗室的通風(fēng)柜及送、排風(fēng)系統(tǒng)均采用定風(fēng)量系統(tǒng)。連接通風(fēng)柜的排風(fēng)閥門的開度不能隨著通風(fēng)柜拉門的開度變化而調(diào)節(jié)，送、排風(fēng)風(fēng)機始終處于大風(fēng)量運行狀態(tài)，風(fēng)機無變頻控制，系統(tǒng)能耗大，通風(fēng)系統(tǒng)自動化程度低。實驗中產(chǎn)生大量的廢氣，廢氣凈化處理設(shè)備已基本飽和，部分有毒氣體未達(dá)標(biāo)后直接排入大氣，低空排風(fēng)。排放氣體濃度不滿足《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》B16297一1996的規(guī)定。對公共環(huán)境造成污染，不符合HSE要求。
二、新建實驗室的必要性
1、安全、舒適、節(jié)能的需要
實驗室通風(fēng)系統(tǒng)在保證實驗順利進行的同時，首要原則保證實驗人員的安全性，同時維持室內(nèi)壞境安全舒適，減少能耗。目前，實驗室通風(fēng)柜選型、送、排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計和控制方面趨于成熟。通風(fēng)柜及送、排風(fēng)系統(tǒng)的安全性、節(jié)能性要求提高。通風(fēng)柜采用自適應(yīng)變風(fēng)量型，送排風(fēng)系統(tǒng)采用變風(fēng)量VAV系統(tǒng)。送、排風(fēng)機根據(jù)通風(fēng)柜的開度，調(diào)節(jié)風(fēng)機變頻達(dá)到節(jié)能的目的。廢氣根據(jù)《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》B16297一1996的規(guī)定，經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后高空排放。為了保證實驗室安全、舒適、竹能的需要，對以上實驗間按照需求進行規(guī)范化的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計，以保證滿足室內(nèi)室外環(huán)境的要求，確保實驗項目的正常開展。
2、消除安全隱患
實施該項目可以解決目前存在的安全隱患問題，項目建設(shè)可以統(tǒng)一規(guī)劃相關(guān)實驗室的通風(fēng)換氣、實驗廢氣處理、實驗廢水、廢液排放等問題，滿足I{SE要求。確保安全生產(chǎn)、低碳綠色生產(chǎn)。

油品分析室實驗室設(shè)計

三、東營煉油廠實驗室的設(shè)計方案及要求
1、暖通部分
1.1實驗室通風(fēng)統(tǒng)設(shè)計總則：
（1）因洗油間實驗中會產(chǎn)生大量的苯、甲苯等易質(zhì)毒有害氣體，洗油間所有實驗均在通風(fēng)柜內(nèi)進行。洗油間通風(fēng)系統(tǒng)由送風(fēng)系統(tǒng)、排風(fēng)系統(tǒng)及廢氣處理系統(tǒng)組成。

（2）通風(fēng)系統(tǒng)考慮安全與節(jié)能統(tǒng)一，通風(fēng)柜采用自適應(yīng)變風(fēng)量系統(tǒng)。排風(fēng)系統(tǒng)采用變頻管道恒壓控制方式。通風(fēng)控制系統(tǒng)由通風(fēng)柜面風(fēng)速控制系統(tǒng)、管道靜壓控制系統(tǒng)、房間壓差控制系統(tǒng)三部分組成。
（3）洗油間保持負(fù)壓，新風(fēng)最為排風(fēng)量的80％。新風(fēng)從遠(yuǎn)離通風(fēng)柜的地方引入，空氣流動路徑遠(yuǎn)離通風(fēng)柜，防L上氣流對通風(fēng)柜的面風(fēng)速產(chǎn)生擾動。為避免氣流擾動對通風(fēng)柜面風(fēng)速的影響，在通風(fēng)柜1.5米范圍外設(shè)置散流器。
（4）房間最小換氣次數(shù)一一實驗室換氣次數(shù)不小于10次／小時。
（5）為實驗室提供安全的工作環(huán)境，并滿足一定的舒適性要求。
（6）在滿足安全性的同時，最大限度節(jié)約能耗。
1.2排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計
實驗室通風(fēng)系統(tǒng)包括房間全面通風(fēng)系統(tǒng)和局部通風(fēng)系統(tǒng)。
（1）全面通風(fēng)：為了及時有效的排出通風(fēng)柜等可能揮發(fā)到室內(nèi)的氣體，室內(nèi)全面
通風(fēng)換氣次數(shù)為10次／時。室內(nèi)全面通風(fēng)風(fēng)量計算見卜表4一1:
表4一1全面通風(fēng)
序號   房間名稱   房間體積(m3)   全面通風(fēng)
換氣次數(shù)   全面通風(fēng)排氣量(m3/h)
l   洗油間   11.7x10.8x3.9   10次／h   4928
（2）局部通風(fēng)：采用通風(fēng)柜甲苯排風(fēng)，通風(fēng)柜需防腐防爆，洗油間家具平面布置圖見附圖。通風(fēng)柜采用面風(fēng)速控制。通風(fēng)柜尺寸、臺數(shù)、補風(fēng)量等參數(shù)計算見下表：
表4一2通風(fēng)柜
序號   通風(fēng)柜規(guī)格   臺數(shù)   通風(fēng)柜的排風(fēng)量（m3/h）   室內(nèi)排風(fēng)量（m3/h）   通風(fēng)柜最大風(fēng)量同時使用系數(shù)   補風(fēng)量 (m3/h)
1步入式聯(lián)體通風(fēng)柜6000x950x2350   1 300-1800m3/h共四組   5100-30600   0.3   4928-10080
2臺式通風(fēng)柜1500x950x2350   4 300-1800m3/h
3雙面臺式通風(fēng)柜4500xl500x2350   2 300-1800m3/h共三組
4單面臺式通風(fēng)柜4500x1500x2350   1 300-1800m3/h共三組
注：通過柜采用自適應(yīng)變風(fēng)量控制系統(tǒng)。通過實時測量通風(fēng)柜視窗高度及排風(fēng)量，保持通風(fēng)柜視窗開啟處平均面風(fēng)速控制在0.5±0.05m/s，通風(fēng)柜門全閉時維持最小排風(fēng)量。
（3）設(shè)計方案結(jié)論：從以上全面通風(fēng)排風(fēng)量和通風(fēng)柜最小排風(fēng)量比較可以看出，通風(fēng)柜最小排風(fēng)量＞室內(nèi)全面通風(fēng)排風(fēng)量。因此各房間室內(nèi)全面通風(fēng)的排風(fēng)可采用通風(fēng)柜排風(fēng)。
1.3實驗室排風(fēng)機廢氣處理的設(shè)計方案：
實驗產(chǎn)生的廢氣由通風(fēng)柜排風(fēng)支管經(jīng)排風(fēng)管道匯集至屋面排風(fēng)離心風(fēng)機，為維持風(fēng)機故障或檢修時不停止排風(fēng)，排風(fēng)機一用一備。排風(fēng)機前安裝有機廢氣處理塔，處理達(dá)標(biāo)后高空排放，廢氣排放口高于屋面5m，排風(fēng)口上端安裝錐形風(fēng)帽。排風(fēng)機及有機廢氣處理塔安裝在四層屋面上。
洗油間產(chǎn)生的廢氣為有機廢氣，采用專用蜂窩活性炭模塊吸附工藝處理。有機廢氣吸附塔空塔氣流速不大于2.Om/s；有機溶劑蒸汽凈化率需達(dá)95％以上。

通風(fēng)柜vav變風(fēng)量控制原理圖.jpg

1.4送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計方案
洗油間采用組合式空調(diào)器送風(fēng)，包括初效過濾段、電加熱段、風(fēng)機段。組合式空調(diào)器安裝在四層屋面上。夏季室外通風(fēng)計算溫度30.2℃，冬季室外通風(fēng)計算溫度-2.6℃。新風(fēng)量按換氣次數(shù)10次計算，新風(fēng)量為100801m3/h計算。夏季、過渡季節(jié)采用室外空氣補風(fēng)，當(dāng)室外空氣5℃時，開啟電加熱器。送風(fēng)口采用方形散流器安裝在室內(nèi)吊頂上。送風(fēng)管上安裝變風(fēng)量蝶閥，送風(fēng)系統(tǒng)和排風(fēng)系統(tǒng)連鎖。根據(jù)房間壓差控制變風(fēng)量送蝶閥的開度。
洗油間通風(fēng)及控制系統(tǒng)原理圖詳見附圖2。
1.5管材及保溫
排風(fēng)管采用不銹鋼管。送風(fēng)管采用鍍鋅鋼板，外包25mm厚的難燃橡塑保溫。
1.6節(jié)能與環(huán)保
(l）因洗油間一年24小時不間斷運行。送、排系統(tǒng)采用變風(fēng)量VAV系統(tǒng)。通風(fēng)柜采用用面風(fēng)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)。送、排風(fēng)機采用定靜壓控制方法。在送、排風(fēng)機主管道上設(shè)置管道靜壓傳感器和房間壓差控制器，變頻器根據(jù)靜壓傳感器的信號調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速。
(2）洗油間的廢氣處理達(dá)標(biāo)后高空排放，所有廢氣排放口高于屋面5m，廢氣排放滿足《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》二類二級排風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)。
(3）離心風(fēng)機選用高效低噪型。
(4）組合式空調(diào)器、風(fēng)機設(shè)備進日與風(fēng)機連接處設(shè)柔性接管，組合式空調(diào)器出口、排風(fēng)機進口接阻抗復(fù)合消聲器，消除噪聲。
(5）風(fēng)機安裝減震彈簧，組合式空調(diào)器安裝減震墊。
(6）風(fēng)管采用減震吊架。
(7）實驗室有毒有害的廢棄試劑及無法達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)需要處理的廢液，單獨在實驗室內(nèi)收集，由罐車定期清運，交專業(yè)公司統(tǒng)一處理。
1.8暖通部分主要設(shè)備材料見表4.3。
表4.3主要設(shè)備材料表
序號   名稱及型號   規(guī)格   單位   數(shù)量
1   步入式聯(lián)體通風(fēng)柜   6000x950x2350   臺   1
2   臺式通風(fēng)柜   1500x950x2350   臺   4
3   雙面臺式通風(fēng)柜   4500xl500x2350   臺   2
4   單面臺式通風(fēng)柜   4500x950x2350   臺   1
5   組合式空調(diào)器   風(fēng)量：11600
機外余壓：500Pa   臺   1
6   防腐防爆變頻離心風(fēng)機   風(fēng)量：14500 m3/h
靜壓：1200Pa   臺   2
7   廢氣處理塔   風(fēng)量：13100m3/h   臺   1
8   鍍鋅鋼板       m2   105
9   方形散流器送風(fēng)   600x600   個   6
10   不銹鋼（304）排風(fēng)管       m2   280
11   高溫臺   1500x900x400   組   3
12   通風(fēng)柜用防爆配電柜       組   4
13   變風(fēng)量送風(fēng)蝶閥   1000x400含快速執(zhí)行器   個   1
14   定風(fēng)量送風(fēng)蝶閥   250x120   個   1
15   排風(fēng)電動密閉閥   1000x400   個   2
2、自控部分
2.1控制系統(tǒng)說明
(l）控制系統(tǒng)由通風(fēng)柜VAV系統(tǒng)、風(fēng)機管道靜壓控制系統(tǒng)、房間風(fēng)量差控制系統(tǒng)組成。
(2）根據(jù)實驗室工藝要求，通風(fēng)柜采用自適應(yīng)變風(fēng)量控制系統(tǒng)。通過實施測量通風(fēng)柜視窗高度及排風(fēng)量，保持通風(fēng)柜視窗開啟處平均面風(fēng)速穩(wěn)定在0.5士0.05
m/s，響應(yīng)時間小于1秒；有人、無人操作狀態(tài)下，面風(fēng)速自動切換；通風(fēng)柜門全關(guān)閉時維持最小排風(fēng)量；通風(fēng)柜視窗超限高報警。
(3）風(fēng)機變頻控制系統(tǒng)
送、排風(fēng)機聯(lián)動控制。系統(tǒng)啟動時先開啟排風(fēng)機，送風(fēng)機延遲啟動；系統(tǒng)關(guān)閉時先關(guān)閉送風(fēng)機，排風(fēng)機延遲關(guān)閉。
采用定靜壓控制方法，在排風(fēng)機主管道上設(shè)置管道靜壓傳感器，變頻器根據(jù)靜壓傳感器的信號調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速，送風(fēng)系統(tǒng)根據(jù)房間壓差控制變風(fēng)量送蝶閥，通過控制主管道壓力損失1鄺處靜壓值，變頻器根據(jù)靜壓傳感器的信號調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速。
2.2控制原理說明
2.2.1通風(fēng)柜面風(fēng)速控制系統(tǒng)工作原理
(l）通風(fēng)柜必須保持當(dāng)通風(fēng)柜調(diào)節(jié)窗在任何位置均保持通風(fēng)柜調(diào)節(jié)門開口面風(fēng)速為0.5m/s，以保證實驗工作人員的安全。
(2）控制方式：
面風(fēng)速控制系統(tǒng)持續(xù)的監(jiān)測通風(fēng)柜的時間排風(fēng)量，根據(jù)視窗高度計算出視窗開啟面積的平均面風(fēng)速，當(dāng)排風(fēng)管道壓力變化或視窗高度發(fā)生變化時，系統(tǒng)在小于1S的時間內(nèi)做出反應(yīng)，及時調(diào)整風(fēng)閥開度保持視窗開口面積的平均面風(fēng)速穩(wěn)定。系統(tǒng)裝有人體感應(yīng)器，當(dāng)通風(fēng)柜前有操作人員工作時面風(fēng)速控制在某一設(shè)定值（0.5m/s)，當(dāng)通風(fēng)柜前無人操作時，系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)換到另一設(shè)定值（0.3m/s),最大限度的節(jié)省運行費用。
當(dāng)通風(fēng)柜門關(guān)閉后，風(fēng)量閥要維持通風(fēng)柜的最小排風(fēng)量。
通風(fēng)柜門位過高時聲光報警。
由于故障使面風(fēng)速過高或過低時聲光報警。
當(dāng)出現(xiàn)異常情況時，開啟緊急排放模式控制，系統(tǒng)將排風(fēng)閥開到最大，以最大風(fēng)量排風(fēng)，不受面風(fēng)速控制。
(3）通風(fēng)柜變風(fēng)量控制原理圖
2.2.2房間控制說明
送風(fēng)系統(tǒng)依據(jù)實驗室通風(fēng)柜排風(fēng)設(shè)備的實際排風(fēng)量進行自動調(diào)節(jié)，保持送排風(fēng)一定差值從而控制房間的氣流流向，保持房間微負(fù)壓。
當(dāng)通風(fēng)柜排風(fēng)量增大時，房間風(fēng)量控制器探測到排風(fēng)的變化，增大新風(fēng)量（加大送風(fēng)管電動蝶閥開度）來恒定壓差：當(dāng)通風(fēng)柜的排風(fēng)量減少時，房問風(fēng)量控制器將減少新風(fēng)量（減小送風(fēng)管電動蝶閥開度）來恒定壓差，直到新風(fēng)減少到設(shè)置的最低新風(fēng)量，若通風(fēng)柜的排風(fēng)量繼續(xù)減少，控制系統(tǒng)將新風(fēng)量停留在最低送風(fēng)量，同時增大輔助排風(fēng)風(fēng)量以保持室內(nèi)最小換氣。
房間設(shè)置一鍵式緊急排風(fēng)按鍵，當(dāng)發(fā)生意外時可按下緊急排風(fēng)鍵，排風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)
閥開至最大，同時送風(fēng)系統(tǒng)關(guān)閉。房間設(shè)置門位開關(guān)，當(dāng)房門開啟5秒內(nèi)（可設(shè)定）鎖定送風(fēng)閥不受壓差控制作用，超過30秒（可設(shè)定）時顯示房間門位警示，提示用戶關(guān)閉房門。
2.2.3風(fēng)機變頻控制設(shè)計說明
(1）控制原理：
采用定靜壓控制方法，根據(jù)風(fēng)機功率特性，當(dāng)風(fēng)量增大或減小時，風(fēng)機管道靜壓相應(yīng)減小或增大，因此在風(fēng)機排風(fēng)主管道上設(shè)置管道靜壓傳感器，通過控制器和變頻器調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速，維持管道靜壓，從而使系統(tǒng)中蝶閥的前后壓差保持在正常的工作范圍，當(dāng)系統(tǒng)風(fēng)量減少時同時可達(dá)到變頻節(jié)能的目的。
(2）控制方式：
控制器收到一個來自BMS的指令或一個干接點信號輸入后，從預(yù)定的最低頻率開始啟動，連續(xù)不斷地增加輸出信號直到風(fēng)機地運行速度能滿足系統(tǒng)對靜壓的要求?？刂破魈綔y到靜壓變化之后，立即改變風(fēng)機轉(zhuǎn)速維持風(fēng)道到靜壓的設(shè)定點。
(3）控制要求及功能：
控制器采集管道靜壓信號等通過通訊上傳至上位機進行實時監(jiān)測。
2.2.4主要工程量
序號   名稱   技術(shù)規(guī)格   數(shù)量   單位
1   通風(fēng)柜控制器       8   套
2   變風(fēng)量排風(fēng)防腐蝶閥       17   套
3   視窗位移傳感器       23   只
4   管道流量傳感器       17   套
5   變頻控制柜   800x450x1800
包括3組變頻器和PLC控制系統(tǒng)   1   套
6   房間余風(fēng)量控制柜   700x400x800
包括DDC控制系統(tǒng)和10”觸摸屏    1   套
7   送風(fēng)流量傳感器       1   套
8   壓差傳感器       2   套
4、節(jié)能與計量
1、節(jié)能措施
1.1對冬季電加熱送風(fēng)管選擇性能可靠，濘熱系數(shù)低的保抓材料保侃，減少能量損失，提高熱源的利用率，使熱損失降低到1％以內(nèi)。
1.2送、排系統(tǒng)采用變風(fēng)量VAV系統(tǒng)，根據(jù)實驗需要的送排風(fēng)量改變風(fēng)機轉(zhuǎn)速達(dá)到節(jié)能的目的。
2計量
2.1對電加熱器通過設(shè)置的電表進行計量。
2.2對實驗室排風(fēng)離心風(fēng)機通過設(shè)置的電表進行計量。