葛鵬
(南京大學(xué)環(huán)境規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院股份公司,南京 210093)
工業(yè)建筑物使用的原輔材料較為復(fù)雜,尤其當(dāng)涉及易燃、易爆危險(xiǎn)品生產(chǎn)裝置、儲(chǔ)罐時(shí),其潛在的火災(zāi)危險(xiǎn)性很大。本文以江蘇某危險(xiǎn)固廢處置工程為例,討論工業(yè)建筑給排水及消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
該項(xiàng)目主要建筑物有化驗(yàn)綜合樓(長(zhǎng)×寬×高=56m×24m×15m)、危廢暫存庫(kù)(長(zhǎng)×寬×高=63m×51m×9m)、預(yù)處理車(chē)間(長(zhǎng)×寬×高=51m×18m×9m)、綜合倉(cāng)庫(kù)、廢水處理車(chē)間、廢液罐區(qū)、焚燒車(chē)間、消防泵房、初期雨水池/事故池等。其中,危廢暫存庫(kù)、預(yù)處理車(chē)間、廢液罐區(qū)等單體的火災(zāi)危險(xiǎn)性為丙類(lèi)。
廠區(qū)引用一路DN100mm 市政自來(lái)水供水管,供水壓力0.30MPa,經(jīng)防污隔斷、計(jì)量后分別供給余熱鍋爐使用的軟水補(bǔ)水、車(chē)間沖洗水、設(shè)備冷卻水、廢氣處理設(shè)施用水、企業(yè)職工生活用水及消防補(bǔ)水【1,2】。
項(xiàng)目實(shí)行“清污分流,雨污分流”的排水體制,廠內(nèi)一共設(shè)有2 個(gè)總排水口,1 個(gè)為雨水排放口,另1 個(gè)為污水排放口。全廠排水主要包括軟水制備再生廢水、軟水制備反沖洗排水、預(yù)冷洗滌廢水、堿液噴淋裝置定排水、貯存廢氣處理排水、車(chē)間沖洗水、車(chē)輛沖洗水、初期雨水、生活污水(以上統(tǒng)稱為污水)、余熱鍋爐定排水(清下水)等【3】。
廠區(qū)初期雨水通過(guò)閥門(mén)切換流至初期雨水收集池,經(jīng)檢測(cè)不合格廢水通過(guò)動(dòng)力轉(zhuǎn)輸至廠區(qū)污水處理站處理,后期清潔雨水通過(guò)閥門(mén)切換進(jìn)入廠區(qū)雨水排放口;化驗(yàn)室容器清洗廢水、暫存庫(kù)滲濾液送本項(xiàng)目焚燒爐焚燒處理,其他污水排入污水處理站預(yù)處理后接管至市政污水處理廠進(jìn)一步處理。
項(xiàng)目位于化工園區(qū)內(nèi),廠區(qū)占地面積約3.28hm2,附有居住區(qū)人數(shù)小于1.5 萬(wàn)人,按照GB 50974—2014《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》有關(guān)規(guī)定,廠區(qū)同一時(shí)間內(nèi)的火災(zāi)次數(shù)按一次考慮【4】。消防用水量按最不利車(chē)間危廢暫存庫(kù)計(jì)算:室內(nèi)消火栓用水量378m3、室外消火栓用水量270m3、泡沫噴淋用水量 546m3,合計(jì)為 1 194m3。
消防系統(tǒng)采用臨時(shí)高壓供水方式【5】,初期消防用水由設(shè)置在化驗(yàn)綜合樓屋面有效容積為18m3的水箱供給,后期消防用水由消防泵房供給。消防水泵房?jī)?nèi)設(shè)有3 臺(tái)(2 用1 備,流量Q=80L/s,揚(yáng)程 H=90m,功率 N=160kW)泡沫消防泵及 2 臺(tái)(1用1 備,Q=60L/s,H=70m,N=90kW)水消防泵。2 套壓力式泡沫比例混合裝置設(shè)置在危廢暫存庫(kù)泡沫站內(nèi)。
4.1.1 室內(nèi)消火栓系統(tǒng)
本工程焚燒車(chē)間、危廢暫存庫(kù)、預(yù)處理車(chē)間等單體設(shè)置室內(nèi)消火栓系統(tǒng)。室內(nèi)消火栓管網(wǎng)布置成環(huán)狀,消防給水管道的設(shè)計(jì)流速不宜大于2.5m/s,并在水力最不利處設(shè)置帶有壓力表的試驗(yàn)消火栓。栓口動(dòng)壓控制在0.35~0.50MPa,對(duì)栓口動(dòng)壓超過(guò)0.50MPa 的室內(nèi)消火栓采用減壓穩(wěn)壓型消火栓。
消火栓的布置保證同層相鄰2 個(gè)消火栓可以同時(shí)到達(dá)被保護(hù)范圍的任何部位,充實(shí)水柱按13m 計(jì)算,間距在30m 內(nèi)。室內(nèi)消火栓系統(tǒng)豎向分為1 個(gè)區(qū),檢修管道時(shí)關(guān)閉停用的豎管不超過(guò)1 根,當(dāng)豎管超過(guò)4 根時(shí),可關(guān)閉不相鄰的2 根,供水橫干管與每根豎管相接處均設(shè)置閥門(mén)。
消火栓箱采用帶滅火器組合式鋁合金消防柜,暗裝時(shí)墻內(nèi)預(yù)留孔洞尺寸1 830mm×730mm,洞口底邊距地面高度85mm。消火栓口徑為65mm,水槍噴嘴口徑為19mm,配備25m 長(zhǎng)襯膠水龍帶,消火栓安裝高度為栓口距地面1.1m;其出水方向應(yīng)便于消防水帶的敷設(shè),并宜與設(shè)置消火栓的墻面成90°角或向下。
4.1.2 室外消火栓系統(tǒng)
室外消防給水系統(tǒng)與室內(nèi)消防給水系統(tǒng)合用,采用臨時(shí)高壓給水系統(tǒng),由消防泵房、屋頂水箱及消防供水管網(wǎng)等組成。每個(gè)室外消火栓的出流量按照10~15L/s 考慮,室外消火栓沿建筑周?chē)鶆虿贾?,建筑消防撲救面一?cè)的室外消火栓數(shù)量不宜少于2 個(gè)設(shè)置。
室外管網(wǎng)采用DN200mm 無(wú)縫鋼管,成環(huán)狀布置。消防管網(wǎng)上設(shè)SS100/65-1.0 型地上式室外消火栓,安裝在距路邊小于或等于2m 處,保護(hù)半徑小于或等于150m,消火栓間距小于120m,對(duì)每段內(nèi)室外消火栓數(shù)量超過(guò)5 個(gè)的消防給水管道采用閥門(mén)分成若干獨(dú)立段。
本工程焚燒車(chē)間、危廢暫存庫(kù)、預(yù)處理車(chē)間等單體根據(jù)要求設(shè)置泡沫噴淋系統(tǒng)。系統(tǒng)主要由管道、泡沫消防泵、雨淋閥組、過(guò)濾器、泡沫儲(chǔ)罐、比例混合器和噴頭等組成,水源由消防泵房提供,報(bào)警閥組同時(shí)具備自動(dòng)控制、遠(yuǎn)程控制和現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)應(yīng)急操作 3 種開(kāi)啟方式【6】。
焚燒車(chē)間料坑采用泡沫-水雨淋系統(tǒng),選用抗溶性泡沫液,供給強(qiáng)度8L/(min·m2),最大作用面積180m2,泡沫混合液供給時(shí)間10min,持續(xù)噴水時(shí)間60min,由消防泵房及泡沫站供給,噴頭采用ZPTX-90 吸氣型泡沫-水噴頭,流量系數(shù)45,壓力p=0.40MPa;危廢暫存庫(kù)采用泡沫-水雨淋系統(tǒng),選用抗溶性泡沫液,供給強(qiáng)度8L/(min·m2),最大作用面積945m2,泡沫混合液供給時(shí)間10min,持續(xù)噴水時(shí)間60min,由消防泵房及泡沫站供給,噴頭采用ZPTX-15 吸氣型泡沫-水噴頭,流量系數(shù)41,壓力p=0.35MPa;預(yù)處理車(chē)間采用泡沫-水雨淋系統(tǒng),選用成抗溶性泡沫液,供給強(qiáng)度8L/(min·m2),最大作用面積918m2,泡沫混合液供給時(shí)間10min,持續(xù)噴水時(shí)間60min,由消防泵房及泡沫站供給,噴頭采用ZPTX-15 吸氣型泡沫-水噴頭,流量系數(shù)41,壓力p=0.35MPa。
廢液罐區(qū)儲(chǔ)存柴油及待焚燒廢液,罐區(qū)共有8 個(gè)儲(chǔ)罐,分別為6 個(gè)φ3.6m×5.0m 儲(chǔ)存待焚燒廢液的固定頂立式儲(chǔ)罐,2個(gè)φ3.0m×7.0m 儲(chǔ)存柴油的固定頂立式儲(chǔ)罐。其中,最不利儲(chǔ)罐為廢液罐,距著火固定罐罐壁1.5 倍著火罐直徑范圍內(nèi)的臨近罐為2 個(gè)φ3.6m×5.0m 固定頂立式廢液儲(chǔ)罐和1 個(gè)φ3.0m×7.0m 固定頂立式柴油儲(chǔ)罐。
儲(chǔ)罐采用固定式泡沫滅火系統(tǒng),選用濃度為6%抗溶性泡沫液【7】。罐區(qū)泡沫混合液供給強(qiáng)度為6L/(min·m2),著火罐面積為10.17m2,混合液連續(xù)供給時(shí)間按30min 設(shè)計(jì),固定式泡沫混合液流量約為1.01L/s,每個(gè)儲(chǔ)罐上均設(shè)置1 個(gè)空氣泡沫產(chǎn)生器,型號(hào)為PCL4,則實(shí)際泡沫混合液用量為7.2m3;設(shè)置固定式泡沫滅火系統(tǒng)的罐區(qū)要保證1 支輔助泡沫槍,每支泡沫槍的泡沫混合液的連續(xù)供給時(shí)間為20min,泡沫混合液流量大于或等于240L/min,泡沫混合液用量4.8m3。綜上,泡沫混合液用量一共為12m3,其中,泡沫液量為0.72m3,用水量為11.28m3。
罐區(qū)內(nèi)儲(chǔ)罐采用固定式消防冷卻水系統(tǒng),冷卻用水由室外消防管網(wǎng)提供。著火罐消防冷卻水供水強(qiáng)度為2.5L/(min·m2),著火罐壁表面積54.26m2,冷卻用水流量為2.26L/s,采用8 個(gè)SMTBD-22-120°噴頭(工作壓力0.35MPa),經(jīng)計(jì)算實(shí)際冷卻水流量為2.9L/s;相鄰罐冷卻水量按3 個(gè)罐(罐壁表面積的1/2)的用水量計(jì)算,供水強(qiáng)度為2.5L/(min·m2),冷卻用水流量為3.39L/s。
儲(chǔ)罐固定式冷卻水系統(tǒng)實(shí)際用水流量為6.29L/s,室外消火栓用水流量為15L/s,罐區(qū)冷卻水用水總流量為21.29L/s,冷卻水連續(xù)供水時(shí)間4h,罐區(qū)冷卻用水量為306.58m3。
各建(構(gòu))筑單體設(shè)置MF/ABC 型手提式磷酸鹽干粉滅火器、MFT/ABC 型推車(chē)式磷酸鹽干粉滅火器。手提式滅火器每個(gè)配置點(diǎn)不少于2 具,且不多于5 具,滅火器底部距地面大于或等于0.15m,頂部距地面小于或等于1.5m【8】。本項(xiàng)目罐區(qū)除配有手提式磷酸銨鹽干粉滅火器、推車(chē)式磷酸銨鹽干粉滅火器外,同時(shí)設(shè)置了一定數(shù)量的消防干沙和滅火毯。
本項(xiàng)目設(shè)有初期雨水池和事故池,分別用于收集廠區(qū)內(nèi)受污染的初期雨水和事故狀態(tài)時(shí)物料的泄漏量、消防水量、必須進(jìn)入該池的最大生產(chǎn)廢水量及可能進(jìn)入該系統(tǒng)的降雨量等【9】。
初期雨水、后期潔凈雨水、事故水等通過(guò)閥門(mén)切換導(dǎo)流,初期雨水池閘門(mén)正常處于開(kāi)啟狀態(tài),當(dāng)初期雨水池水位達(dá)到一定液位時(shí)自動(dòng)關(guān)閉初期雨水收集池的進(jìn)水閘門(mén);事故池閘門(mén)正常處于關(guān)閉狀態(tài),發(fā)生火災(zāi)時(shí)手動(dòng)開(kāi)啟,水位達(dá)到一定液位時(shí)關(guān)閉事故池進(jìn)水閘門(mén)。初期雨水池和事故池內(nèi)均配有2臺(tái)提升泵,將經(jīng)檢測(cè)不合格廢水送至污水站處理【10,11】。