某海工平台起居处所空调系统设计研究.pdf

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1、第31卷第5期2014年10月江苏船舶JIANGSUSHIPV01．31No．50et．2014某海工平台起居处所空调系统设计研究姚汝林1，刘建成1，冯国增2，孙少哲2(1．招商局重工(江苏)有限公司，江苏南通226100；2．江苏科技大学能源与动力工程学院，江苏镇江212003)摘要：针对海工平台工作环境恶劣的状况，以某海工平台为设计对象，研究起居处所空调系统设计。研究内容包括空调系统的方案比较、冷负荷及湿负荷计算、空调系统布置、空调设备及附件选择、空调系统水力计算、通风系统的设计和布置，对海工平台起居处所空调系统的设计研究具有一定的参考意义。关键词：海工平台；

2、空调系统；全空气系统；负荷；冷水机组；水力计算中图分类号：U664．86文献标识码：A0引言1空调系统设计方案分析海工平台是集油田勘探、油气处理、发电、供热、原油产品储存和外输、人员居住于一体的综合性海洋工程装备，是实施海底油气勘探和开采的工作基地。与陆地采油设备相比，海工平台所处的海洋环境十分复杂和恶劣，工作人员长期生活在空间紧凑、高盐度高湿度、通风差的恶劣环境中¨J，因此研究适用于海工平台的空调系统对改善工作人员的海上生活环境质量，提高人员的工作效率非常必要。本文研究的某海工平台坐落于南海附近，总工程面积1150m2，空调面积850m2。平台主体5层，分别为主

3、甲板、01甲板、02甲板、03甲板和04甲板。全工程冷负荷为267．8kW。在冷负荷计算的基础上完成主机和空气处理设备的选型，通过对风管、水管的水力计算继而确定管路的尺寸规格，并进行合理的管道布置。本文首先对各种空调方案的优缺点及其适用范围进行比较，然后根据海洋平台所处的地理环境及其设计资料的需要，本工程设计最终采用的是全空气系统方案，并在此基础上进行空调风系统、水管路及空调机房的设计。水管路系统采用闭式双管同程式，冷冻水泵和冷却水泵各选3台。本设计所选用的冷水机组是船用水冷半封闭螺杆(单机压缩)式TY一290ws型号的机组。收稿日期：2014-07—16作者简介

4、：姚汝林(1975一)，男，硕士，高级T程师，研究方向为轮机工程；刘建成(1976一)，男，高级T程师，研究方向为船舶与海洋工程；冯国增(1971一)，男，硕士，副教授，研究方向为两相流理论与技术、船舶制冷与空调等；孙少哲(1990一)，男，硕士研究生，研究方向为舰船舱室环境控制。1．1空调风系统的选取原则(1)能保证室内要求的参数，即在设计条件下和运行条件下均能保证达到室内温度、相对湿度、净化等要求。(2)初投资和运行费用综合起来较为经济。(3)尽量减少一个系统内的各房间相互不利的影响。(4)尽量减少风管长度和风管重叠，便于施工、管理和测试。1．2空调风系统确定

5、基于本工程空调系统便于管理和维护，以及对消防和隔振的严格要求，故本项目采用间接冷却式空调系统——全空气定风量单风道露点送风系统，如图1所示。1．冷水机组2．回风口3，新风管道4．处理后的新风管道5．冷冻水循环管道6．送风口7．排风口8。排风机9．排风管道lO．各层空气处理机I1．海水管线12．冷冻水循环水泵13．风道阀门图1问接冷却式末端空气处理空调系统图图2为本工程的空调系统图和空气处理焓湿第5期姚汝林等：某海工平台起居处所空调系统设计研究13图：室外状态点形与室内过来经过回风管的回风状态点0’混合到状态点c，再经过空气处理机组处理到露点状态点

6、s，经送风管温升

7、变化到状态点S’，最后送到室内房间。图中，形为室外空气状态点；0为室内状态点；0’为回风状态点；C为混合状态点；S为机器露点；

8、s’为送风状态点；t为温度；i为焓值；妒为相对湿度。母=70％1．3空调冷热源方案的确定由于螺杆式制冷机结构简单紧凑，总量轻，可靠性高，维修周期长，并且环保性能好，适用于海洋平台所处环境，故选用水冷螺杆式制冷机组作为本工程设计的冷源。基于该海工平台位于南海，不需要进行供热，故本文不必进行热源方案探讨。1．4空调系统风道设计(1)气流组织：采用散流器平送风方式，空气呈辐射状向四周送出，贴附平顶扩散，能与室内空气充分混合，使得空调区处于回流区

9、，温度分布和速度分布都比较均匀。(2)送风口确定：船用布风器(梅花分布)。(3)气流组织计算：以02甲板3006室为例进行校核计算。2设计计算结果2．1负荷计算结果该海工平台起居处所空调系统负荷计算结果见表1。由表l可知：该海工平台01甲板的冷负荷为80．11kW，02甲板的冷负荷为85．86kW，03甲板的冷负荷为101．8kW，空调系统总负荷为267．8kW，所需电量为113．8kW。2．2表冷器计算结果该海工平台起居处所空调系统各层甲板表冷器型号结果见表2。2．3制冷装置冷水机组的型号确定通过搜索船用冷水机组，选用水冷半封闭螺杆式(单机压缩)机组，1台使用，

10、1台备用。