李萬(wàn)銀
(山西新唐工程設(shè)計(jì)有限公司,山西太原 030006)
綜合水泵房?jī)?nèi)布置四臺(tái)循環(huán)水泵,因循環(huán)水泵較大,故在循環(huán)水泵之間布置三臺(tái)消防泵,在水泵房毗鄰側(cè)布置循環(huán)水泵和消防水泵吸水池,機(jī)械通風(fēng)冷卻塔布置于泵房和水池頂部。因水泵布置在±0.000 m,為滿足循環(huán)水泵及消防泵吸水要求,將吸水池底標(biāo)高下降,低于綜合水泵房室內(nèi)標(biāo)高3 m,水池深6.5 m。根據(jù)泵房?jī)?nèi)設(shè)備的起吊高度,將泵房頂標(biāo)高做至7.5 m,水池頂部至冷卻塔集水池底部有4 m的空間,在此平臺(tái)上設(shè)置旁流過(guò)濾器和加藥裝置。
GB 50016-2006建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范中8.1.2條規(guī)定:“消防用水可由城市給水管網(wǎng)、天然水源或消防水池供給。利用天然水源時(shí),其保證率不小于97%,且應(yīng)設(shè)置可靠的取水設(shè)施?!盙B 50229-2006火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火規(guī)范中7.6.7條規(guī)定:“當(dāng)冷卻塔數(shù)量多于1座且供水有保證時(shí),冷卻塔水池可兼作消防水源。”一般情況下,消防管網(wǎng)都充滿壓力水,使用自來(lái)水或循環(huán)水作消防水源,從產(chǎn)生氧化腐蝕和電化學(xué)腐蝕方面考慮,用循環(huán)水比用自來(lái)水腐蝕要輕的多。因此,循環(huán)冷卻水用作消防水源是完全可行的。
循環(huán)冷卻水作為消防水源在技術(shù)上最大的優(yōu)點(diǎn)是安全可靠,滿足消防的一些特殊要求。如消防泵房耐火等級(jí)、消防用水量、消防用水量平常不作他用、消防水泵吸水方式、寒冷地區(qū)水池防凍措施等等。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是動(dòng)力的心臟,其本身的布置,運(yùn)行的安全可靠性等要求都很高。所以循環(huán)冷卻水用作消防水源在技術(shù)上是可靠的。
消防水泵選用上海凱泉公司生產(chǎn)的臥式單級(jí)消防泵三臺(tái),兩開(kāi)一備,滿足GB 50229-2006火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火規(guī)范中7.6.5條規(guī)定:“消防水泵應(yīng)設(shè)備用泵。”消防水泵的單臺(tái)性能為:流量Q=50 m3/h,揚(yáng)程H=50 m,配套電機(jī)采用380 V低壓電機(jī),功率為15 kW。
消防水泵布置在±0.000 m的綜合水泵房?jī)?nèi)循環(huán)水泵之間,直接從吸水池吸水,出水管立管上裝有多功能水泵控制閥和閘閥,以防止水錘對(duì)水泵的影響。
消防水泵直接從水泵房毗鄰側(cè)布置的水泵吸水池吸水,吸水管采用單臺(tái)泵對(duì)應(yīng)單條吸水管的設(shè)計(jì)原則。水泵出水管在泵房?jī)?nèi)連接成“U”形布置,以確保消防水泵房有兩條出水管。
因煉鋼廠發(fā)電站街區(qū)的主要建筑有主廠房、化學(xué)水處理和綜合供水系統(tǒng),故消防水泵房的兩條出水管直接接至主廠房室內(nèi)消防環(huán)狀管網(wǎng),此街區(qū)的室外消防可采用煉鋼廠原有的室外消防設(shè)施。
冷卻塔選用鋼混結(jié)構(gòu)的逆流式機(jī)械通風(fēng)冷卻塔,冷卻塔處理能力要滿足黃石地區(qū)夏季高溫高濕氣候條件下的換熱效果,即夏季時(shí)發(fā)電負(fù)荷能達(dá)到設(shè)計(jì)能力,冷卻塔配置為2×2 500 m3/h,單臺(tái)性能為:冷卻能力Q=2 500 m3/h,進(jìn)塔水溫T1=42℃,出塔水溫T2=32℃,配套風(fēng)機(jī)直徑為8 000 mm,電機(jī)功率為132 kW。
冷卻塔布置在泵房頂7.500 m處,并在此處塔的進(jìn)水口側(cè)挑出2 300 mm的混凝土平臺(tái),平臺(tái)上布置冷卻塔進(jìn)水總管及旁路進(jìn)水管,在平臺(tái)外側(cè)設(shè)置安全防護(hù)欄桿。
循環(huán)水泵選用上海凱泉公司生產(chǎn)的單級(jí)雙吸離心泵四臺(tái),三開(kāi)一備,控制采用兩臺(tái)工頻,兩臺(tái)變頻。循環(huán)水泵單臺(tái)性能為:流量Q=1 670 m3/h,揚(yáng)程H=35 m,配套電機(jī)采用380 V低壓電機(jī),功率為185 kW。
循環(huán)水泵布置在±0.000 m的綜合水泵房?jī)?nèi),因水泵吸水池底標(biāo)高為-3.000 m,故可將循環(huán)水泵的吸水管布置在泵房?jī)?nèi)地面以上,即吸水管直接沿地面敷設(shè)。出水管考慮到與主廠房汽機(jī)的凝汽器連接,故在泵房?jī)?nèi)循環(huán)水泵出水口處設(shè)置寬1 500 mm,深1 700 mm的管溝,水泵出水管變徑后用90°彎頭接至管溝內(nèi),與室外管溝內(nèi)的循環(huán)水供水主干管連接。考慮到循環(huán)水供回水管徑較大,故水泵進(jìn)出水均采用D341型蝸輪傳式蝶閥,在出水管上增設(shè)蝶式止回閥,保證水泵的安全運(yùn)行。
循環(huán)水旁濾系統(tǒng),按照循環(huán)水總量的5%考慮旁濾系統(tǒng)的設(shè)置,旁流過(guò)濾器處理水量為250 m3/h,選用φ1 200的淺層砂過(guò)濾器6臺(tái),單臺(tái)過(guò)濾水量為42 m3/h,組合布置,全自動(dòng)控制。
旁流過(guò)濾器布置在水池頂3.500 m平臺(tái)上,并在過(guò)濾器四周設(shè)置圍堰,在圍堰最低處設(shè)置兩個(gè)DN100的地漏,用以排走過(guò)濾器運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中的泄漏水。過(guò)濾器出水管接閥門后,直接在水池頂開(kāi)孔接至水池內(nèi)。
循環(huán)水加藥裝置采用一體式加藥裝置,配有3座1 m3的溶藥箱、3臺(tái)攪拌機(jī)和6臺(tái)計(jì)量泵,分別用以投加緩蝕劑、阻垢劑和殺菌劑。攪拌機(jī)配套0.55 kW的電機(jī),計(jì)量泵單臺(tái)性能為:Q=200 L/h,H=0.30 MPa。
加藥裝置同樣布置在水池頂3.500 m平臺(tái)上,和旁流過(guò)濾器相鄰,在加藥裝置四周也設(shè)置圍堰,在圍堰最低處設(shè)置一個(gè)DN100的地漏,用以排走加藥裝置運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中的泄漏水。
因?yàn)檠h(huán)水系統(tǒng)和汽機(jī)房相鄰布置,故兩根DN700的循環(huán)水回水管分別從凝汽器出口直接升至6.500 m處,出汽機(jī)房后,跨過(guò)5 400 m的通道后,接至冷卻塔7.500 m平臺(tái)處,匯合成一根DN1 000的回水總管后,分別供至兩臺(tái)塔的各進(jìn)水口。冷卻塔冷卻后的水在塔底集水池處,用兩根DN800的鋼管豎直向下穿過(guò)水泵吸水池池頂,伸至吸水池底,并在鋼管底部用鋼筋支架支撐,冷卻塔集水池池底處做好防水的同時(shí),還需加設(shè)加固肋。
每臺(tái)循環(huán)水泵的出水管,沿管溝接至泵房外的主管溝內(nèi)DN1 000的循環(huán)水供水主干管上,主干管在進(jìn)汽機(jī)房前分為兩根DN700R支管,分別進(jìn)入汽機(jī)房?jī)?nèi),接至凝汽器的循環(huán)水入口處。在主管溝內(nèi),DN1 000的主干管每隔7 m做一工字鋼支架,在溝的末端做一集水池,用于收集管溝內(nèi)的漏水,設(shè)一潛水排污水將收集的漏水排至廠區(qū)排水系統(tǒng)。
生活給水系統(tǒng),發(fā)電站生活用水接自鋼廠自來(lái)水管網(wǎng)。生活用水主要包括化驗(yàn)設(shè)施用水,廠區(qū)內(nèi)生活飲用水。按主廠房、循環(huán)水站、化水車間分區(qū)供水。
生產(chǎn)給水系統(tǒng)主要是汽機(jī)間、鍋爐跨內(nèi)的工業(yè)冷卻用水、化水車間制水用水、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)及消防水池的補(bǔ)給水,分為主廠房、循環(huán)水、脫鹽水三大區(qū)域分別供水。工業(yè)水均從鋼廠凈化水環(huán)狀管網(wǎng)上接入,分別計(jì)量。凈化水系統(tǒng)管網(wǎng)壓力0.28 MPa。
消防給水為獨(dú)立的消防給水系統(tǒng)。消防泵組設(shè)置在循環(huán)水泵房?jī)?nèi),消防水池與循環(huán)水冷水井共建。主廠房?jī)?nèi)設(shè)單栓消火栓,廠區(qū)室外消防設(shè)地上式消火栓。
排水系統(tǒng),發(fā)電站排水包括生產(chǎn)廢水、生活污水及雨排水。所有排出的污、廢水均經(jīng)過(guò)電站相關(guān)設(shè)施處理達(dá)標(biāo)后排放。采用污廢水和雨水分流的排水系統(tǒng),經(jīng)處理后的生活污水和工業(yè)污水統(tǒng)一由主排水管排出廠外。
發(fā)電站污水包括全廠的生產(chǎn)生活排污水和化水車間排出的酸堿鹽廢水,分別經(jīng)過(guò)化糞池及中和池處理達(dá)標(biāo)后分區(qū)就近排入?yún)^(qū)域排水管。
雨排水系統(tǒng)采用鋼筋混凝土管,也按分區(qū)就近排入?yún)^(qū)域內(nèi)排水管網(wǎng)。
1)全面考慮各種管線的性質(zhì)、用途、相互聯(lián)系以及彼此間可能產(chǎn)生的影響;合理選擇管線走向,盡量使管線短捷、均勻、適當(dāng)集中。管線宜直線敷設(shè),并與道路平行。干管宜布置在靠近主要用戶及支管較多的一側(cè)。
2)力求使管線間及管線與建、構(gòu)筑物之間在平面和豎向上相互協(xié)調(diào),應(yīng)考慮生產(chǎn)安全、施工和檢修方便以及節(jié)約用地等要求。應(yīng)避免影響露天堆場(chǎng)及建、構(gòu)筑物的發(fā)展,并適當(dāng)考慮預(yù)留管線本身改、擴(kuò)建的余地。
3)管線的平面布置,力求順直。盡量減少管線與交通運(yùn)輸線路的交叉,交叉時(shí)應(yīng)盡量垂直交叉,在困難條件下,兩者交角不宜小于45°,并應(yīng)采取加固措施。盡量減少管線相互間的交叉,尤其是熱力地溝與排水管、電纜與熱力地溝的交叉。
4)盡可能將性質(zhì)類似、埋設(shè)深度接近的管線排列在一起,有條件時(shí)可同溝敷設(shè),一次開(kāi)挖,采用最小水平凈距,為機(jī)械化施工創(chuàng)造條件,并便于維修。
5)管線盡量避開(kāi)填挖較深和地質(zhì)不良地段。沿山坡或高差較大的邊坡布置管線時(shí),應(yīng)注意邊坡穩(wěn)定和防止沖刷。
6)在改、擴(kuò)建工程中,要注意新建管線不要影響原有管線的使用,并盡量滿足施工和交通運(yùn)輸?shù)囊?。?dāng)有可靠根據(jù)或措施、管線間距不能符合規(guī)定時(shí),可適當(dāng)縮小間距。
7)地下管線不應(yīng)布置在有建、構(gòu)筑物基礎(chǔ)壓力的范圍內(nèi)。在改、擴(kuò)建工程中,困難情況下,布置受到限制時(shí),可將不經(jīng)常檢修的排水管道布置在道路下面行車部分外,雨水管道也可布置在行車部分內(nèi)。
此綜合供水系統(tǒng)在發(fā)電站的位置與主廠房相鄰,各水泵與風(fēng)機(jī)的配電可直接從主廠房的高低壓配電室接出,方便且節(jié)省費(fèi)用。采暖管道也可直接從設(shè)置于主廠房?jī)?nèi)的換熱站接出,泵房?jī)?nèi)的通風(fēng)可采用門窗的自然通風(fēng)與軸流風(fēng)機(jī)的強(qiáng)制通風(fēng)。整個(gè)綜合供水系統(tǒng)的控制,則是由主廠房?jī)?nèi)控制室的DCS來(lái)自動(dòng)控制。
隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,工業(yè)用地越來(lái)越緊張,這就要求設(shè)計(jì)人員能夠合理地規(guī)劃廠區(qū)用地,盡量減少占地,提高建筑系數(shù),降低工程投資。通過(guò)以上論述得出冷卻塔、綜合水泵房和吸水池的豎向一體化布置在技術(shù)上是可行的,經(jīng)濟(jì)上是可觀的,運(yùn)行上是可靠的。
水泵吸水池為半地下布置,故在寒冷地區(qū),水池的地上部分需要做保溫,在實(shí)際過(guò)程當(dāng)中是可行的,但為防止施工過(guò)程中出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題而產(chǎn)生事故,還是建議此方案用于非采暖地區(qū),其效益及安全性比較好一點(diǎn)。
[1] 戚盛豪.給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)(第3冊(cè))城鎮(zhèn)給水[M].第2版.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2003.
[2] 姜乃昌.水泵及水泵站[M].第4版.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1998.
[3] GB 50013-2006,室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范[S].
[4] GB 50016-2006,建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].