平台蓄电池间的空调环境设计_杨树.pdf

机电设备 2013/04 A cademic Research 技术交流 78 平台蓄电池间的空调环境设计 杨 树 ? （海洋石油工程股份有限公司，天津 300451） 摘 要：以往海上平台蓄电池的通风设计，通常是采用风机排风的设计方案。根据蓄电池 的选型，对于平台蓄电池间的室内温度、湿度提出了具体要求，为满足设计目标，对蓄电池间 进行了新的空调环境设计。说明了设计流程，并比较了新设计与以往设计的特点。 关键词：蓄电池间；全新风空调；恒温；除湿 中图分类号：TH246 文献标志码：A Air Conditioning Environment Design for Platform Battery Room YANG Shu (Offshore Oil Engineering Co., Ltd., Engineering Company, Tianjin 300451, China) Abstract: For offshore platform battery room ventilation design, a fan ventilating plan was adopted, after choosing battery type, for the requirement of clear temperature and humidity for the battery room, a new design for battery room was designed, and the design flow was described, then the features between new design and normal design were compared. Key words: battery room; total fresh air conditioning unit; constant temperature; humidify 0 引言 蓄电池室通风设计的目的是排除和稀释蓄电池充放 电时所产生的热量和易爆气体。 以往海洋石油平台设计项 目中蓄电池间采用通风方式降温，设计通风量，满足房间 内35的要求1-2。 在 海上平台暖通空调系统设计方法 （Q/HS3008-2002）中，设计方法说明如下：总充电功率 小于和等于 2kW 的蓄电池间，应采用自然通风，其出口 管应通至露天甲板； 总功率大于2kW 的应采用机械通风， 即机械排风、自然进风3。进风口应设于低处（安全区） ， 排风口则应尽量设于高处。 机械通风的蓄电池换气次数一般应选每小时 30 次， 还应按充电时散发的热量计算通风量， 然后将两者进行比 较取最大值。选电池排风应采用可靠的防爆离心风机，风 机一般应选择两台，互为备用。 在某项目中，考虑到选用的蓄电池为铅酸电池，为提 高蓄电池的工作稳定性和使用寿命， 尤其是消除蓄电池充 放电的记忆效应影响,最终敲定了电池间空调制冷的方 案。 1 设计流程 1.1 房间温度、换气次数的确定 温度确定：以往蓄电池间设计为 35，靠风机通风 降温，此项目处于南海区域，全年温度为636（业 主提供数值） ，但参考周边平台设计数据，温度范围大约 作者简介：杨树（1980-） ，男，硕士，工程师，研究方向为海洋机械设备选型设计。 792013/04 机电设备 为1536，35的房间温度还可依靠通风换热满足。 但对于此项目， 蓄电池使用铅酸电池，适宜的工作温度为 25左右，全年环境温度多数处于此温度之上， 通风很难 满足要求，故提出空调送风方案，以保证全年蓄电池间温 度恒定在(252)，不受外部环境影响。 新风量（换气次数）确定：新风量对空调负荷影响很 大，为减小空调制冷功率及机组尺寸，参照海上平台暖 通空调系统设计方法中要求换气次数为 30 次/h，与项 目文件 HSE 原理 中关于ZONE 1 等级封闭空间换气次 数为20 次/h，相比较后选择20 次/h。 1.2 热负荷计算 对于空调房间的热负荷主要来自房间围壁传热负荷、 新风热负荷、室内设备/人员散热负荷。其总热负荷的计 算值为三项之和。为降低能耗采取的措施：新风空调的 能耗主要来自于新风制冷负荷，如何减少新风量成为节 能重点，考虑到蓄电池间内电池实际占用空间小的特 点，增加了蓄电池间内舾装壁板和顶板，减少气流空间， 使得新风量明显减少，同时增加了房间的保温效果。 1.3 空调管系及风口布置设计 空气流通方面： 因为蓄电池间属于危险区，蓄电池会 释放如氢气类可燃气体， 此房间的制冷空气不能在房间内 循环使用，否则不能满足稀释房间可燃气体的要求，所以 采用全新风的方式。 蓄电池间采用全新风空调送风，风机排风设计方案， 布置，如图1、2、3 所示。 图1 新风空调蓄电池间排风机布置 图2 全新风空调蓄电池间空调布置 图3 全新风空调蓄电池间侧视图 1.4 使用控制或设备选型 使用控制方面：可采用两种模式，由于电池间属于非 安全区，空调新风负荷计算关系能耗，一种是采用新风空 调连续供风方案，要选择适合新风量；另一种是间歇供风 方式，也是在连续送风的基础上，减少新风负荷，从而减 少能耗，但需要可燃气体的探测及判断送风逻辑的联动。 设备选型方面：最初考虑采用防爆分体空调的方案， 风机从室外送风， 进房间后被室内机制冷， 最后排出室外。 但遇到的问题是，蓄电池内如放置室内机，其电气防爆等 级为ExdII CT4， 目前国内厂家提供的产品不能满足要求， 故采用小型全新风空调的方案，从室外引新风近机组，处 理后送入室内，满足房间恒温、除湿的要求。 2 方案对比分析及使用情况 风机通风方案和全新风空调方案对比分析结果如表1 所示。项目投入运行后，平台电池间的温度、湿度都得到 机电设备 2013/04 A cademic Research 技术交流 80 稳定控制， 提高了蓄电池运行稳定性和人员在室内操作的舒适性，得到了良好的使用效果。 表1 风机通风方案和全新风空调方案对比分析 风机通风设计方法 全新风空调设计方法 受工作环境的影响 受环境空气影响大，按照室内外最小温差计算 的风量，全年定风量换气，不能处理湿度，房 间内温湿度不能保证在电池适宜工作的范围 能够对海上平台高温高湿的空气进行降温除湿处 理， 保证房间内恒温干燥的空间 组成 进风口、排风口和排风机 全新风空调连接进风口，排风机连接排风口 房间内外压差 负压 负压 房间换气量 常规设计房间换气次数30 次/h 全新风空调送风量可选舾装板包围空间，换气次数 30 或依据项目安全原理中规定的数值，排风机 风量取新风空调送风量加产生压差的排风量 蓄电池环境 温度波动，湿度大 恒温干燥 设备成本 风机 新风空调增加了费用，同时还要有风机 设备防爆等级 风机ExdII BT4 风机ExdII BT4 节能措施 减小房间尺寸 尽量减小房间尺寸，增设房间内舾装材料，降低房 间高度 制定方案的依据 BOD 或业主无要求 BOD 或业主有要求 主意事项 - 新风空调比分体空调占用更多空间，增加设备耗电 量，机组靠近房间以减少风管布置 3 结论 针对不同的技术要求，采取不同的设计方法，最终满 足了设计的通风要求。在此项目中，对蓄电池间提出了控 制温湿度的要求