廠區(qū)給排水設(shè)計的幾點建議

盛乃虎

摘 要：通過對廠區(qū)給排水設(shè)計一些工作內(nèi)容的論述，涉及循環(huán)水場塔下水池不應(yīng)兼做消防水池；循環(huán)水場冷卻塔風(fēng)機合理搭配水輪機可節(jié)約運行費用、節(jié)能減排效果顯著、循環(huán)水加藥間由保運公司成套安裝的設(shè)計模式；消防泵站柴油機消防泵布置的問題；雨水檢測池優(yōu)化設(shè)計；并結(jié)合工程實例，提出廠區(qū)給排水設(shè)計的幾點建議，供給排水設(shè)計參考。

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

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

引言

本文結(jié)合循環(huán)水場、消防泵站、雨水檢測池等工程實例，對廠區(qū)的給排水設(shè)計中的某些問題加以說明，希望能為今后此類設(shè)計提供一定的參考性借鑒。

1 給排水設(shè)計中的幾點建議

1.1 循環(huán)水場塔下水池不應(yīng)兼做消防水池[1]

以往的設(shè)計中，有人會提出利用循環(huán)水場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，卻忽略了一些實質(zhì)性問題。在石油化工項目中，循環(huán)水場的作用是不可或缺的，具有舉足輕重的作用。假如循環(huán)水場塔下水池兼做消防水池，火災(zāi)發(fā)生時，啟動消防泵，塔下水池水位下降，勢必導(dǎo)致循環(huán)水系統(tǒng)不能正常運行，一旦循環(huán)水系統(tǒng)停車，會導(dǎo)致整個廠區(qū)各個裝置停車，而很多高溫高壓工序是不能立即停車，這樣會導(dǎo)致極大的安全隱患。違背消防設(shè)計防患于未然的初衷。石油化工項目中是否可以用循環(huán)水場塔下水池一部分容積作為消防水量呢？答案也是否定的。一是因為對于處理生產(chǎn)裝置用冷卻水的機械通風(fēng)冷卻塔，是被劃分為爆炸危險區(qū)域的[2]，循環(huán)水流經(jīng)各個工序，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，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)水場塔下水池兼做消防水池，火災(zāi)發(fā)生時，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)水場項目，設(shè)計規(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)計水溫40時飽和蒸汽壓力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柵水頭約0.2m。循環(huán)水場塔下水池可浮動液位僅為700mm左右。因此循環(huán)水場塔下水池是不應(yīng)做消防水池。

1.2 循環(huán)水場冷卻塔風(fēng)機合理搭配水輪機可節(jié)約運行費用、節(jié)能減排效果顯著

提到水輪機冷卻塔，大家必然會想到，熱力學(xué)第一定律：能量是守恒的，不免認(rèn)為水輪機冷卻塔就是個噱頭，沒有實質(zhì)的節(jié)能效果。不過，從某項目實際運行數(shù)據(jù)中看，合理的設(shè)備配置確實達到節(jié)能的效果。換句話說，設(shè)計是按最不利工況進行考慮的，實際運行工況往往不是最不利的，設(shè)計要多種因素，綜合考慮。系統(tǒng)運行時會有多余的能量的產(chǎn)生。這時適當(dāng)?shù)牟捎盟啓C冷卻塔不失為一種優(yōu)化方案。實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。如某項目設(shè)計規(guī)模為40000m3/h，采用單塔處理水量Q=5000m3/h，共設(shè)計八間冷卻塔，其中六間冷卻塔風(fēng)機采用電機驅(qū)動，兩間冷卻塔風(fēng)機采用水輪機驅(qū)動。同時該項目預(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)機填料等設(shè)備沒有安裝。

實際工程數(shù)據(jù)：

水輪機進水管高度16.6m；水輪機出水管高度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，水輪機才能正常運轉(zhuǎn)。

實際運行情況：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，兩間采用水輪機的冷卻塔常年均可正常運行，水輪機進口水壓達50kPa，并通過上塔立管旁通閥平衡水量驅(qū)動水輪機，保證水輪機正常運轉(zhuǎn)。這也是水輪機冷卻塔廠家多年推廣應(yīng)用經(jīng)驗積累的碩果，值得借鑒。

實際運行情況節(jié)約電量：200×2×8000=320萬度。

實踐證明，該循環(huán)水項目八間冷卻塔，兩間采用冷卻塔風(fēng)機采用水輪機驅(qū)動的應(yīng)用是可行的，大大節(jié)約了項目的運行成本，節(jié)能減排效果顯著。

1.3 循環(huán)水場加藥間由保運公司成套安裝的設(shè)計模式

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

一是：項目建設(shè)周期較長，原設(shè)計加藥方案，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：保運公司可以更加靈活的優(yōu)化加藥方法，加藥設(shè)備及運行成本一并承擔(dān)，業(yè)主可以節(jié)約投資費用，保運公司可以節(jié)約運行成本，達到雙贏的效果。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，不會出現(xiàn)設(shè)備故障或因運營管理不善，出現(xiàn)多個責(zé)任主體出現(xiàn)相互推諉的現(xiàn)象。

1.4 消防泵站柴油機消防泵布置需要組織好柴油機風(fēng)冷散熱氣流

在某消防泵站設(shè)計中，柴油機消防泵采用單排布置，相鄰兩臺機組間距1550mm，機組到墻壁的距離達到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)柴油機散熱出現(xiàn)問題。原因如下：一是柴油機首尾相接，同時啟動時，A柴油機散熱氣流，直接吹向B，再吹向C，導(dǎo)致B、C散熱效果很差。二是C柴油機靠墻距離為2000mm，散熱氣流，直接被墻阻擋回來，無法組織排放。鑒于此，消防泵房針對此區(qū)域又增加機械排風(fēng)設(shè)施，將熱氣流排至室外。此問題需要高度重視，雖然消防泵不會經(jīng)常運行，但一旦運行就沒有小問題，消防安全不容忽視。今后的設(shè)計中柴油機采用雙排交錯布置，組織好柴油機散熱氣流，避免連環(huán)加熱、向墻散熱布置。

1.5 雨水檢測池優(yōu)化設(shè)計

石油化工項目中廠區(qū)面積很大，幾十甚至上百公頃，雨水檢測池及事故水池容積占地面積也很大。雨水檢測池僅具備凈化、調(diào)蓄、排放雨水的功能，不免浪費資源。雨水檢測池將初期雨水及浮油已單獨收集后，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)冷卻塔的補水設(shè)計、綠化、澆灑道路用水、消防用水。

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

2 結(jié)束語

筆者通過對多年的相關(guān)工程實踐的總結(jié)，對廠區(qū)給排水設(shè)計幾點建議，僅僅作為以后工作的參考性借鑒。

參考文獻：

[1]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).石油化工循環(huán)水場設(shè)計規(guī)范（GB/T 50746-2012）[S].中國計劃出版社，2012.

[2]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范（GB50058-2014）[S].中國計劃出版社，2014.

[3]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).建筑給水排水設(shè)計規(guī)范（GB50015-2009）[S].中國計劃出版社，2009.

[4]全國勘察設(shè)計注冊公用設(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].中國建筑工業(yè)出版社，2015.