盛乃虎

摘 要：通過(guò)對(duì)廠區(qū)給排水設(shè)計(jì)一些工作內(nèi)容的論述，涉及循環(huán)水場(chǎng)塔下水池不應(yīng)兼做消防水池；循環(huán)水場(chǎng)冷卻塔風(fēng)機(jī)合理搭配水輪機(jī)可節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用、節(jié)能減排效果顯著、循環(huán)水加藥間由保運(yùn)公司成套安裝的設(shè)計(jì)模式；消防泵站柴油機(jī)消防泵布置的問(wèn)題；雨水檢測(cè)池優(yōu)化設(shè)計(jì)；并結(jié)合工程實(shí)例，提出廠區(qū)給排水設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)建議，供給排水設(shè)計(jì)參考。

關(guān)鍵詞：循環(huán)水場(chǎng)；塔下水池；消防水池；冷卻塔；水輪機(jī)；加藥間；消防泵站；雨水檢測(cè)池

中圖分類號(hào)：TB495 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）19-0107-02

引言

本文結(jié)合循環(huán)水場(chǎng)、消防泵站、雨水檢測(cè)池等工程實(shí)例，對(duì)廠區(qū)的給排水設(shè)計(jì)中的某些問(wèn)題加以說(shuō)明，希望能為今后此類設(shè)計(jì)提供一定的參考性借鑒。

1 給排水設(shè)計(jì)中的幾點(diǎn)建議

1.1 循環(huán)水場(chǎng)塔下水池不應(yīng)兼做消防水池[1]

以往的設(shè)計(jì)中，有人會(huì)提出利用循環(huán)水場(chǎng)塔下水池兼做消防水池的建議，并提出相應(yīng)理由如：塔下水池容積大、做消防水池后可節(jié)約項(xiàng)目用地、可節(jié)約投資等理由。這些看似合情合理的理由，卻忽略了一些實(shí)質(zhì)性問(wèn)題。在石油化工項(xiàng)目中，循環(huán)水場(chǎng)的作用是不可或缺的，具有舉足輕重的作用。假如循環(huán)水場(chǎng)塔下水池兼做消防水池，火災(zāi)發(fā)生時(shí)，啟動(dòng)消防泵，塔下水池水位下降，勢(shì)必導(dǎo)致循環(huán)水系統(tǒng)不能正常運(yùn)行，一旦循環(huán)水系統(tǒng)停車，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)廠區(qū)各個(gè)裝置停車，而很多高溫高壓工序是不能立即停車，這樣會(huì)導(dǎo)致極大的安全隱患。違背消防設(shè)計(jì)防患于未然的初衷。石油化工項(xiàng)目中是否可以用循環(huán)水場(chǎng)塔下水池一部分容積作為消防水量呢？答案也是否定的。一是因?yàn)閷?duì)于處理生產(chǎn)裝置用冷卻水的機(jī)械通風(fēng)冷卻塔，是被劃分為爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的[2]，循環(huán)水流經(jīng)各個(gè)工序，不排除有些工序設(shè)備發(fā)生泄漏，物料被循環(huán)水帶入塔下水池，故循環(huán)水不能作為消防水使用。這也是服務(wù)于煉油裝置的循環(huán)水場(chǎng)，冷卻塔水池宜設(shè)溢流排污槽[1]的原因。二是從水泵設(shè)備安全運(yùn)行角度上講，水泵要有足夠的富裕水頭，否則很難保證水泵汽蝕余量NPSH的要求。假如循環(huán)水場(chǎng)塔下水池兼做消防水池，火災(zāi)發(fā)生時(shí)，塔下水池水位下降，水泵葉輪處很容易發(fā)生汽蝕，損壞水泵設(shè)備。

如某循環(huán)水場(chǎng)項(xiàng)目，設(shè)計(jì)規(guī)模為40000m3/h，塔下水池及吸水池容積為10000立方。

水泵汽蝕余量的計(jì)算[3]：

P-Hz-Zs-hs-NPSH-安全余量=9.845-0.738+0.3-1.0-7.0-0.5=0.907m

P-當(dāng)?shù)貥O端最低大氣壓為9.845m

Hz-循環(huán)水設(shè)計(jì)水溫40時(shí)飽和蒸汽壓力0.738m

Zs-水泵安裝高度

Hs-吸水管路總水頭損失經(jīng)計(jì)算取1.0m

NPSH-水泵必須汽蝕余量供貨資料為7.0m（Q=6700m3/h，H=55m，N=1250kW）

安全余量取0.5m。

塔下水池與吸水池間的過(guò)柵水頭約0.2m。循環(huán)水場(chǎng)塔下水池可浮動(dòng)液位僅為700mm左右。因此循環(huán)水場(chǎng)塔下水池是不應(yīng)做消防水池。

1.2 循環(huán)水場(chǎng)冷卻塔風(fēng)機(jī)合理搭配水輪機(jī)可節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用、節(jié)能減排效果顯著

提到水輪機(jī)冷卻塔，大家必然會(huì)想到，熱力學(xué)第一定律：能量是守恒的，不免認(rèn)為水輪機(jī)冷卻塔就是個(gè)噱頭，沒(méi)有實(shí)質(zhì)的節(jié)能效果。不過(guò)，從某項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)中看，合理的設(shè)備配置確實(shí)達(dá)到節(jié)能的效果。換句話說(shuō)，設(shè)計(jì)是按最不利工況進(jìn)行考慮的，實(shí)際運(yùn)行工況往往不是最不利的，設(shè)計(jì)要多種因素，綜合考慮。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)會(huì)有多余的能量的產(chǎn)生。這時(shí)適當(dāng)?shù)牟捎盟啓C(jī)冷卻塔不失為一種優(yōu)化方案。實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。如某項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)模為40000m3/h，采用單塔處理水量Q=5000m3/h，共設(shè)計(jì)八間冷卻塔，其中六間冷卻塔風(fēng)機(jī)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，兩間冷卻塔風(fēng)機(jī)采用水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)。同時(shí)該項(xiàng)目預(yù)留一間冷卻塔，預(yù)留了循環(huán)水?dāng)U容空間，土建工程同期建設(shè)，冷卻塔風(fēng)機(jī)填料等設(shè)備沒(méi)有安裝。

實(shí)際工程數(shù)據(jù)：

水輪機(jī)進(jìn)水管高度16.6m；水輪機(jī)出水管高度13.0m；冷卻塔上塔配水管中線高度11.4m。

理論上循環(huán)回水壓力需要0.216MPa以上，水輪機(jī)才能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

實(shí)際運(yùn)行情況：循環(huán)水量基本保持在3800m3/h，循環(huán)水上塔立管處回水壓力為0.22MPa，兩間采用水輪機(jī)的冷卻塔常年均可正常運(yùn)行，水輪機(jī)進(jìn)口水壓達(dá)50kPa，并通過(guò)上塔立管旁通閥平衡水量驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)，保證水輪機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。這也是水輪機(jī)冷卻塔廠家多年推廣應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)積累的碩果，值得借鑒。

實(shí)際運(yùn)行情況節(jié)約電量：200×2×8000=320萬(wàn)度。

實(shí)踐證明，該循環(huán)水項(xiàng)目八間冷卻塔，兩間采用冷卻塔風(fēng)機(jī)采用水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用是可行的，大大節(jié)約了項(xiàng)目的運(yùn)行成本，節(jié)能減排效果顯著。

1.3 循環(huán)水場(chǎng)加藥間由保運(yùn)公司成套安裝的設(shè)計(jì)模式

循環(huán)水場(chǎng)加藥間設(shè)計(jì)，預(yù)留好加藥設(shè)備安裝空間及藥品儲(chǔ)存空間，具體的加藥設(shè)備由保運(yùn)公司，根據(jù)水質(zhì)報(bào)告、投加藥劑種類、周邊市場(chǎng)情況成套供應(yīng)加藥設(shè)備及藥劑。設(shè)計(jì)時(shí)由保運(yùn)公司提供公用工程條件，這樣設(shè)計(jì)有以下幾種原因：

一是：項(xiàng)目建設(shè)周期較長(zhǎng)，原設(shè)計(jì)加藥方案，很有可能因投加藥劑的不同，而不適用，造成不必要的二次投資。二是：保運(yùn)公司可以更加靈活的優(yōu)化加藥方法，加藥設(shè)備及運(yùn)行成本一并承擔(dān)，業(yè)主可以節(jié)約投資費(fèi)用，保運(yùn)公司可以節(jié)約運(yùn)行成本，達(dá)到雙贏的效果。三是：加藥設(shè)備和使用者為同一單位，責(zé)權(quán)明確，管理方便，不會(huì)出現(xiàn)設(shè)備故障或因運(yùn)營(yíng)管理不善，出現(xiàn)多個(gè)責(zé)任主體出現(xiàn)相互推諉的現(xiàn)象。

1.4 消防泵站柴油機(jī)消防泵布置需要組織好柴油機(jī)風(fēng)冷散熱氣流

在某消防泵站設(shè)計(jì)中，柴油機(jī)消防泵采用單排布置，相鄰兩臺(tái)機(jī)組間距1550mm，機(jī)組到墻壁的距離達(dá)到2000mm，雖然滿足規(guī)范1200mm以上間距要求[3]，但在消防泵站模擬火災(zāi)演練中發(fā)現(xiàn)柴油機(jī)散熱出現(xiàn)問(wèn)題。原因如下：一是柴油機(jī)首尾相接，同時(shí)啟動(dòng)時(shí)，A柴油機(jī)散熱氣流，直接吹向B，再吹向C，導(dǎo)致B、C散熱效果很差。二是C柴油機(jī)靠墻距離為2000mm，散熱氣流，直接被墻阻擋回來(lái)，無(wú)法組織排放。鑒于此，消防泵房針對(duì)此區(qū)域又增加機(jī)械排風(fēng)設(shè)施，將熱氣流排至室外。此問(wèn)題需要高度重視，雖然消防泵不會(huì)經(jīng)常運(yùn)行，但一旦運(yùn)行就沒(méi)有小問(wèn)題，消防安全不容忽視。今后的設(shè)計(jì)中柴油機(jī)采用雙排交錯(cuò)布置，組織好柴油機(jī)散熱氣流，避免連環(huán)加熱、向墻散熱布置。

1.5 雨水檢測(cè)池優(yōu)化設(shè)計(jì)

石油化工項(xiàng)目中廠區(qū)面積很大，幾十甚至上百公頃，雨水檢測(cè)池及事故水池容積占地面積也很大。雨水檢測(cè)池僅具備凈化、調(diào)蓄、排放雨水的功能，不免浪費(fèi)資源。雨水檢測(cè)池將初期雨水及浮油已單獨(dú)收集后，雨水經(jīng)格柵和沉淀后，其水質(zhì)較清澈應(yīng)當(dāng)資源化，可做低質(zhì)用水水源[4]，如循環(huán)水系統(tǒng)冷卻塔的補(bǔ)水設(shè)計(jì)、綠化、澆灑道路用水、消防用水。

雨水檢測(cè)池設(shè)計(jì)建議采用以下優(yōu)化措施：雨水提升泵采用大小泵結(jié)合配置方式，可保證雨時(shí)雨水的排放，晴天可開(kāi)啟小泵使用雨水檢測(cè)池中雨水。

2 結(jié)束語(yǔ)

筆者通過(guò)對(duì)多年的相關(guān)工程實(shí)踐的總結(jié)，對(duì)廠區(qū)給排水設(shè)計(jì)幾點(diǎn)建議，僅僅作為以后工作的參考性借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).石油化工循環(huán)水場(chǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB/T 50746-2012）[S].中國(guó)計(jì)劃出版社，2012.

[2]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50058-2014）[S].中國(guó)計(jì)劃出版社，2014.

[3]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50015-2009）[S].中國(guó)計(jì)劃出版社，2009.

[4]全國(guó)勘察設(shè)計(jì)注冊(cè)公用設(shè)備工程師給水排水專業(yè)執(zhí)業(yè)資格考試教材.排水工程[J].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2015.