海上平台暖通空调系统HVAC设计手册.docx
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海上平台暖通空调系统HVAC设计手册
海上平台暖通空调系统(HVAC)
设计手册(99版)
中海石油生产研究中心
机电部
前言
由于我国目前还没有出版一本关于海洋石油平台上采暖、通风和空调的设计手册或标准规范。
因此,我们在总结以往设计经验、参考国外和国内有关资料的基础上,编制了这本设计手册,以供我们在设计中参考。
由于我们的经验有限,文中难免有不完整或不妥之处,希望有关专家和使用者提供宝贵意见,以便我们进一步修改和完善。
中国海洋石油生产研究中心
机电部
编制王雅君
校对赵虹
审核王建丰
一九九九年八月
1概述
1.1定义
1.2范围
2HVAC设计采用的标准和规范
3HVAC设计的条件
3.1室内外环境条件的确定
3.2其它有关资料的准备
4空调负荷计算
4.1夏季空调得热量计算
4.2冬季围护结构热损失计算
4.3空调送风量计算
4.4空调新风量计算
4.5排风量计算
4.6空调热负荷计算
4.7空调装置制冷量确定
5空调系统设计
5.1空调方式选择
5.2空调区域范围
5.3新风和回风系统设计
5.4排风系统设计
5.5空调设备与材料
6空调系统的控制和保护
6.1温湿度控制
6.2室内外压差控制
6.3安全保护措施
7平台的安全通风设计
7.1平台上通风系统的作用
7.2平台上需要通风的区域
7.3通风方式选择
7.4通风量计算
7.5风管截面选择
7.6气流组织
7.7风机的选择
7.8安全通风的保护措施
7.9风管设计注意事项
7.10控制与动力供应
8平台上典型房间的通风举例
8.1燃气轮机罩和燃气轮机间的通风
8.2柴油发电机房的通风
8.3蓄电池室的通风
8.4空调机房的通风
8.5消防泵房和泡沫站的通风
8.6变压器间的通风
8.7配电室(开关间)的通风
8.8锅炉舱的通风
8.9厨房的通风
9小型冷库设计
9.1小型冷库的组成和主要参数
9.2冷库库容的确定
9.3冷库的结构
9.4冷库负荷计算
9.5制冷机组的选择和控制
10HVAC规格书编制
10.1HVAC规格书的范围
10.2HVAC规格书的内容简介
11本手册编制所参考的资料
12附图
附图1直接蒸发式空调系统
(1)
附图2直接蒸发式空调系统
(2)
附图3间接冷却式中央空气处理空调系统
附图4间接冷却式末端空气处理空调系统
(1)
附图5间接冷却式末端空气处理空调系统
(2)
附图6典型正压房间HVAC系统控制图
附图7危险区和非危险区的通风和门的布置图
1.
概述
1.1定义
HVAC—即Heating,VentilationandAir-conditioning的缩写,意为采暖、通
风和空气调节。
采暖(Heating)--加热一个确定的房间或区域的空气或加热送风用的空气。
通风(Ventilation)--在确定的房间或区域换气以控制空气量和内部压力,
并排除余热。
空调(Air-conditioning)--控制某一特定空间的温度、湿度和压力,以满足
工艺要求和人体舒适要求。
自然通风(NaturalVentilation)--利用房间内外空气密度差引起的热压或风
力造成的风压来促使空气流动而进行的通风换气。
机械通风(MechanicalVentilation)--通过风机或压缩机来实现的强制通风。
新风(FreshAir)--来自安全区的室外风。
处理过的空气(ConditionedAir)--指被过滤、加热、冷却、加湿或去湿后
达到一定空调要求的空气。
送风(SupplyAir)--空气被引导送到某区域的通风系统。
回风(ReturnAir)--空气从一个区域排出又回到通风装置的通风系统。
换气(AirChanges)--通风机使被通风区每小时置换的空气量为其容积的
倍数,常指换气次数。
危险区(HazardousArea)--指可能出现火灾或爆炸的区域。
一般分为三
个区:
0类区—指正常操作条件下,连续地出现达到引燃或爆炸浓度的可燃
气体或蒸汽的区域。
1类区—指正常操作条件下,断续地或周期性地出现达到引燃或爆炸
浓度的可燃气体或蒸汽的区域。
2类区—指正常操作条件下,不太可能出现达到引燃或爆炸浓度的可
燃气体或蒸汽,但在不正常操作条件下,有可能出现达到引
燃或爆炸浓度的可燃气体或蒸汽的区域。
1.2范围
任何一个海上平台或生产油轮都离不开HVAC系统,它是平台或生产船上的工作人员有一个良好舒适的生活环境,生产设施有一个安全可靠的操作环境的重要保证。
本文主要对海上平台或生产船上的HVAC系统的设计、设备选择、控制等方面加以介绍。
2.HVAC设计采用的标准和规范
平台上HVAC设计采用的标准有国际标准和国内标准,常用的如下:
(1)ISO/DIS15138石油天然气工业——海上生产安装—采暖通风与空调(PetroleumandNaturalGasIndustries–OffshoreProductionInstallations–Heating,VentilationandAir–Conditioning)
(2)ANSI/ASHRAE15-94机械制冷的安全规范(SafetyCodeforMechanicalRefrigeration)
(3)ANSI/ASHRAE26-96船上机械制冷和空调安装(Mechanical
RefrigerationandAir–ConditioningInstallationsAboardShip)
(4)ANSI/NFPA90A-1996空调和通风系统的安装(InstallationofAirConditioningandVentilationSystem)
(5)GB/T13409-1992船舶起居处所空气调节与通风设计参数和计算方法
(6)海上固定平台安全规则
(SafetyRulesforOffshoreFixedPlatforms)
(7)GBJ243-82通风与空调工程施工与验收规范
(8)GBJ66-84制冷设备安装工程与验收规范
3HVAC设计的条件
3.1室内外环境条件的确定
室内外环境条件包括:
·冬夏季室外干球温度及相对湿度;
·冬夏季室内设计计算温度及相对湿度;
·冬夏季室外主导风向和风速;
·冬夏季海水水温;
·平台所在位置的经纬度
3.1.1室外气象资料一般由业主提供,如无确切资料,可参考下列各海区资料:
海区季节温度相对湿度焓值
℃%KJ/Kg(Kcal/Kg)
勃海夏季328087.1(20.8)
(东海)冬季-1050-7.5(-1.8)
(黄海)
南海夏季357091.6(21.9)
冬季57515.2(3.6)
3.1.2室内计算参数的确定
区域房间名称温度(℃)相对湿度噪音控制
最小最高(%)db(A)
有人工作区控制室192450±1045
通讯室192450±1040
实验室192450±1050
工作间192450±1060
无人工作区配电间53530~7070
电池间153530~770
变压器间53530~7070
应急发电机间53530~7070
消防泵房53530~7070
生活模块生活舱室192450±1040
餐厅192450±1050
走廊厕所162550±1050
厨房储藏162550±1050
干食品储藏162550±1050
医务室212550±1040
设备间103550±1065
开关室103550±1065
3.2其他有关资料的准备
3.2.1下列资料由业主,项目负责人,有关专业负责人提供给HVAC专业:
·平台各层平面布置图,立面图;
·平台各层防火区划分图,危险区划分图;
·平台各房间防火要求;
·围护结构特性,包括门窗、天棚、地板等的尺寸、结构等;
·围护物内灯光、电器设备的数量、负荷及使用情况;
·房间内的人数、房间类型等;
·有关专业对HVAC专业所提出的要求。
3.2.2HVAC专业应向有关专业提供以下资料:
·向总图、电气、仪表、安全、配管等专业提供HVAC平面布置图;
·向电气专业提供HVAC设备电负荷汇总表;
·向舾装专业提供HVAC管道穿墙留洞图;
·向配管专业提供空调机配管要求;
·向仪表专业及安全专业提供防火阀位置数量及控制要求;
·向结构专业提供重量要求。
4.空调负荷计算
平台上空调房间的热负荷计算方法及选用的参数可参见国家标准GB/T13409-92《船舶起居处所空气调节与通风设计参数和计算方法》。
这里只简单地介绍一下。
4.1夏季空调得热量计算
Q1=q1+q2+q3+q4W
式中:
Q1-空调得热量传热量,W
q1-围护结构的传热量,W
q2-人体发热量,W
q3-照明热量,W
q4-设备发热量,W
4.2冬季围护结构热损失计算:
Qd=K·A·△t+Kg·Ag·△tW
式中:
Qd-冬季围护结构热损失,W
K-围护结构传热系数,W/m2k
Kg-玻璃窗传热系数,W/m2k
A-围护结构面积,m2
Ag-玻璃窗面积,m2
△t-室内外温差,K
4.3空调送风量计算
空调送风量按下式计算:
Q1
V=————————m3/h
1.288×1.163△t
式中:
V–空调送风量,m3/h
Q1–夏季空调得热量或冬季热损失,W
△t–室内外温差,夏季一般取10K,冬季≤23K
夏季和冬季送风量计算后,空调送风量取其中的大者,同时还要满足新鲜空
气量和换气次数要求。
4.4空调新风量计算
空调负荷计算的新风量可依据以下几个方面综合考虑,取其大者:
·满足卫生要求,每个人每小时的新鲜空气量不少于30立方米;
·空调总送风量的10%;
·满足房间的正压要求,即有正压要求的房间要有相对于室外25~70Pa的
正压值,一般设计按50Pa计算。
注意:
上面的新风量只是最热季节的空调要求的最小新风量。
随着季节的变换,新风量要有改变。
在过度季节,新风量可能达到总风量的50%到100%,因此,新风管道或新风机的设计不能以最小新风量为基础
4.5排风量计算
生活楼内医务室和厕所间一般设独立的排风系统,直接排到室外。
其设计排风量比空调送风量大20%,同时要满足换气次数要求。
厨房需设独立排风系统。
换气次数参见表7.1。
4.6空调热负荷计算:
Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5
式中:
Q-空调总热负荷,W
Q1-空调得热量,W
Q2-风机热量,W
Q3-送风管空气温升热量,W
Q4-回风管温升热量,
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