宋国军 刘 伟 陈 滨

中国天辰工程有限公司

某封闭式高层气化厂房事故通风量的计算一例

宋国军 刘 伟 陈 滨

中国天辰工程有限公司

本文结合某项目封闭式高层气化厂房通风方案，在满足规范相应要求的基础上，介绍了事故通风换气次数的选取和风量的空间分配，为其他类似项目的设计提供了一定的参考。

封闭式高层；气化厂房事故；通风换气次数

1 引言

对可能突然放散大量有毒气体、有爆炸危险气体或粉尘的场所，应根据工艺设计的要求设置事故通风系统[1][2]。事故通风量宜根据工艺设计条件通过计算确定，且换气次数不应小于12次/h[1][2]。同时，规范《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范GB50019-2015》[1]6.3.9条规定了全面排风量的分配原则。

本文将以某项目封闭式高层气化厂房的通风方案为例对上述内容（换气次数的合理选取、事故通风量的计算、空间分配）来加以论述。

2 项目概况

该项目封闭式高层气化厂房位于内蒙古包头，厂房主体为钢筋混凝土框架结构，四周采用岩棉压型钢板围护，建筑高度64.5m，共分10层，占地面积5456m2，建筑面积25623m2。工艺采用水煤浆加压气化技术进行生产，生产的粗合成气中含有易燃易爆气体，主要成份为CO、H2以及少量的H2S等甲类火灾危险气体。根据工艺专业要求，该厂房需要设置事故通风，以确保厂房的正常安全生产操作环境和工艺发生紧急情况时，有害气体的及时排除。

3 通风量计算公式

规范《化工采暖通风与空气调节设计规范HG/T 20698-2009》[2]附录B给出了危险场所通风量的计算公式。但是大多数情况下，有害气体的释放具有不确定性。因此，有害气体全面通风量通常是按换气次数确定的，其排风量计算公式[3]如下：

式中 G——全面通风量，m3/h；

n——换气次数，次/h；

Vf——通风房间体积，m3

F——通风房间面积，m2

h——通风房间净高，m

对于多种气体同时存在的情况下，规范《工业企业设计卫生标准GBZ 1-2002》[4]第5.1.5条作出了如下规定：“当数种溶剂（苯及其同系物或醇类或醋酸酷类）蒸汽，或数种刺激性气体（三氧化硫及二氧化硫或氟化氢及其盐类等）同时放散于空气中时，全面通风换气量应按各种气体分别稀释至规定的接触限值所需要的空气量的总和计算。除上述有害物质的气体及蒸汽外，其他有害物质同时放散于空气中时，通风量应仅按需要空气量最大的有害物质计算。”

4 换气次数的确定

规范[2]附录C、F列出了部分有害气体在正常生产情况下车间的换气次数相对密度等参数，与本项目相关的摘录于表1。

表1 化学物质车间所需要的换气次数

从表1可以看出，气化厂房可按照15次/h来计算全面通风量。如果考虑规范[1]6.3.9条全面排风量的分配原则，仅考虑15次/h换气次数并不全面：首先，事故状态下有害气体混合密度并不确定；其次，厂房上部和下部区域的排风量与有害气体相对密度相关。基于以上两点，可以假设每一种有害气体在厂房内单独释放，然后确定每种气体在厂房上部和下部区域所需的排风量和换气次数（见表2），即将密度大于空气的有害气体按照上排风量的2/3，下排风量的1/3，密度小于空气的有害气体全部采用上部排风，进而得到新结论：上部区域按照H2考虑6次/h；下部区域按照CO考虑10次/h，厂房总的换气次数达到16次/h。

表2 有害气体换气次数分区计算（次/h）

通过以上分析，该厂房的全面通风换气次数为16次/h。满足对于事故通风，其换气次数不应小于12次/h的要求，因此，事故通风的换气次数选取16次/h。

5 通风量分区计算

吸风口的布置直接涉及到有害气体能否有效排出，特别是排除H2与空气混合物时，规范[1]6.3.10条对建筑物全面排风系统吸风口的布置做出了明确规定：⑴吸风口上缘至顶棚平面或屋顶的距离不应大于0.1m；⑵因建筑构造形成的有爆炸危险气体排出的死角处应设置导流设施。

在实际设计中，结构最小的次梁也在0.2m以上，而且大大小小的主梁与次梁构成大量“#”字梁格，内部极易造成有害气体特别是H2的积聚。为了及时有效的排除“#”字梁格内可能积聚的有害气体，需要将吸风口引入“#”字梁格，并通过风管排出室外。在综合考虑建筑构造和排风需求等因素，将排风分区按如下思路分为三个分区（见图1），这样既满足规范要求，又不影响建筑构造（层高）的要求。

假设在房间上部设分界隔断，其标高与最高主梁底标齐平，这样将上部区域排风量人为分成两部分。隔断上方为大大小小的主梁和次梁构成的“#”字梁格，这部分的排风量通过风管连接来满足规范要求，其排风量表示为Gsh1。考虑到H2的危险性，应适当加大排风量，其换气次数采用事故通风的12次/h；余下的上部区域排风量直接通过墙上部安装的边墙风机排出室外（不必考虑利用风管排除），其排风量表示为Gsh2，Gsh2=Gsh-Gsh1。这样可以有效降低排风管断面高度对建筑构造的影响。务，这里取隔断上部空间换气次数n1=12次/h，隔断上部空间净高为h1=1.0m，计算结果见表3。

通过上面计算可以看出，对于上部采用风管排风系统，三个分区设置的做法相对于上下两个分区的做法可以有效降低风管的排风量，进而减少风管断面尺寸、减少对建筑构造（层高）的影响。

6 结束语

表3 风量计算表

以本项目厂房某层为例加以说明。考虑到主要为排除H2服

本文以某项目封闭式高层气化厂房通风方案为例，对多种有害气体同时存在的工况下，事故通风换气次数的选取以及风量的空间分配进行了论述，希望对类似项目的设计提供一定的参考。

这里需要指出的是，该项目于2010年竣工，当时规范［1］采用的是2003版本，但是鉴于本文涉及的相关条款与2015版基本一致，所以文中以现行的2015版加以引用。

[1]GB—50019-2015,工业建筑供暖通风与空气调节设计规范.

[2]HG/T 20698-2009，化工采暖通风与空气调节设计规范［S］.

[3]孙一坚（主编）.简明通风设计手册［M］.北京：中国建筑工业出版社，1997.

[4]GBZ 1-2002，工业企业设计卫生标准［S］.