糧油碼頭及公共筒倉(cāng)消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

翟征秋，鄭世武

（天津臨港港務(wù)集團(tuán)有限公司，天津 300452）

概要：以天津臨港2#、3#糧油碼頭項(xiàng)目為例，闡述糧油碼頭、輔建區(qū)、后方筒倉(cāng)的消防給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。針對(duì)糧油碼頭及散糧裝卸運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)，結(jié)合工程用水量及水源情況，闡述了碼頭及輔建區(qū)各部分的生活、生產(chǎn)給水系統(tǒng)及消防給水系統(tǒng)，可為同類項(xiàng)目提供參考。

引 言

糧油碼頭顧名思義是兼顧油品和散糧兩種貨類的碼頭，散糧裝卸設(shè)備和油品裝卸設(shè)備集成在一個(gè)碼頭上，提高作業(yè)效率，節(jié)省投資。糧油碼頭的消防系統(tǒng)也要兼顧糧食和油品的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，目前，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有專門針對(duì)糧油碼頭的消防規(guī)范，本文以天津港保稅區(qū)（臨港區(qū)域）2#、3#糧油碼頭項(xiàng)目為例，詳細(xì)介紹糧油碼頭、后方筒倉(cāng)及輔建區(qū)的消防設(shè)計(jì)，以期為類似工程提供參考。

1 工程概況

天津港大沽口港區(qū) 2#、3#糧油碼頭為 2個(gè) 7萬(wàn)t級(jí)散糧泊位，水工結(jié)構(gòu)10萬(wàn)t級(jí)，設(shè)計(jì)年吞吐量為800萬(wàn)t。碼頭岸線長(zhǎng)542 m，碼頭承臺(tái)寬度30.5 m，承臺(tái)與陸域之間3座引橋作為皮帶機(jī)、植物油管線及碼頭與陸域聯(lián)系的通道。所占地塊呈長(zhǎng)方形，長(zhǎng)寬比為3:1。

碼頭后方為生產(chǎn)輔助區(qū)，候工用房、消防泵房、變電站、庫(kù)房等，相對(duì)集中，布置便于管理。碼頭后方，輔建區(qū)西側(cè)設(shè)置一個(gè)接發(fā)油間，主要功能為接發(fā)油輪來(lái)油，中轉(zhuǎn)配送至港區(qū)各個(gè)企業(yè)。輔建區(qū)南側(cè)為散糧倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)，位于碼頭后方約200 m位置。鋼筋混凝土立筒倉(cāng)48個(gè)，共57萬(wàn)t倉(cāng)容，呈雙翼行列式布置，北翼為 4×6、南翼為 4×6。先期建設(shè)北翼 24個(gè)筒倉(cāng)。散糧倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)南側(cè)為規(guī)劃食用油庫(kù)區(qū)，因油庫(kù)區(qū)為規(guī)劃建設(shè)，本次消防系統(tǒng)未設(shè)計(jì)。各個(gè)區(qū)間設(shè)置環(huán)形路網(wǎng)，將碼頭及筒倉(cāng)作業(yè)區(qū)連接成整體。

給水范圍為碼頭、輔建區(qū)、散糧筒倉(cāng)群、計(jì)量塔、油品接發(fā)間等，包括生產(chǎn)、生活給水系統(tǒng)、消防供水系統(tǒng)及道路綠化用水等。

工程區(qū)域年平均氣溫 13.1 ℃，年極端最高氣溫40.9 ℃，年極端最低氣溫-13.5 ℃；本區(qū)降水有顯著的季節(jié)變化，雨量多集中于每年的7、8月份，此兩個(gè)月的降水量為全年降水量的 58 %，每年的12月至翌年的3月降水極少，4個(gè)月的總降水量?jī)H為全年降水量的3 %左右。年平均降水量363.7 mm，年最大降水量491.1 mm，年最小降水量196.6 mm，一日最大降水量157.2 mm。該地區(qū)按大霧實(shí)際出現(xiàn)時(shí)間統(tǒng)計(jì)，平均每年為8.7天。

該港區(qū)常風(fēng)向?yàn)镾向，次常風(fēng)向?yàn)镋向，出現(xiàn)頻率分別為9.89 %、9.21 %。強(qiáng)風(fēng)向?yàn)镋向，次強(qiáng)風(fēng)向?yàn)镋NE向，≥7級(jí)風(fēng)出現(xiàn)的頻率分別為0.32 %、0.11 %。年平均相對(duì)濕度為67 %。

2 消防水源及設(shè)計(jì)用水量

2.1 消防水源

本項(xiàng)目所在港區(qū)為新建港區(qū)，離中水水源較遠(yuǎn)，中水水源管道還沒(méi)有接通，且雨水因受氣候及季節(jié)的限制，水量有限，不滿足作為主要水源的條件，故現(xiàn)階段本工程的消防水源主要由市政自來(lái)水提供。為提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，保證水源充足，在廠區(qū)建設(shè)兩個(gè)消防儲(chǔ)水池。市政自來(lái)水輸送至消防水池中，每個(gè)水池設(shè)有液位儀，池內(nèi)水面高程低于液位儀，會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟閥門向水池注水。其水質(zhì)符合國(guó)家現(xiàn)行《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749-2006）要求，接管點(diǎn)設(shè)置兩處，接管管徑為DN200，接管點(diǎn)壓力不小于0.40 MPa。

2.2 設(shè)計(jì)用水量

本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)用水量主要包括港區(qū)生產(chǎn)用水、生活用水、消防用水、綠化用水等，不考慮船舶用水。根據(jù)《裝卸油品碼頭防火設(shè)計(jì)規(guī)范》，液體化工碼頭的消防設(shè)施在保護(hù)碼頭自身安全的前提下，一旦靠泊船只發(fā)生火災(zāi)，應(yīng)滿足撲救?？看坏某跗鸹馂?zāi)的要求，以減少損失。故在消防對(duì)象中對(duì)靠泊船舶予以考慮。本項(xiàng)目的消防用水量占整個(gè)用水量的大多數(shù)。

按照《海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定[1]計(jì)算，碼頭消防最高日用水量為1 569 m3，未預(yù)見(jiàn)水量按20 %計(jì)。碼頭和筒倉(cāng)相距較遠(yuǎn)，可認(rèn)為是兩個(gè)獨(dú)立單元，二者同時(shí)發(fā)生火災(zāi)的概率極低，故最大消防用水量應(yīng)理解為單個(gè)區(qū)域發(fā)生火災(zāi)時(shí)的最大用水量。

表1 項(xiàng)目最大用水量

3 消防對(duì)象

本項(xiàng)目占地面積大，危險(xiǎn)源多，建設(shè)周期長(zhǎng)，消防范圍廣，給消防設(shè)計(jì)造成困難，需要在項(xiàng)目前期結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn)和日后運(yùn)營(yíng)管理方式統(tǒng)籌考慮。本項(xiàng)目的消防對(duì)象主要為碼頭、散糧船、植物油船、后方筒倉(cāng)群、計(jì)量塔及散糧輸送設(shè)備等。

3.1 碼頭

本項(xiàng)目碼頭屬于丙類油品一級(jí)碼頭，碼頭前沿布置2臺(tái)卸糧機(jī)、2臺(tái)帶斗門機(jī)、還有順岸皮帶機(jī)及轉(zhuǎn)接塔用于輸送散糧。碼頭前沿布置1臺(tái)移動(dòng)式輸油臂及4根DN250的輸油管線用來(lái)接卸植物油，輸油管線沿碼頭鋼結(jié)構(gòu)安裝。碼頭最大的消防對(duì)象為5萬(wàn)t級(jí)船舶（包括植物油船和散糧船）。進(jìn)行消防能力設(shè)計(jì)時(shí)按照配備水上消防船（或拖消兩用船）考慮，消防船依托天津臨港現(xiàn)有消防船和拖消兩用拖船，在食用油碼頭裝卸作業(yè)時(shí)，保證至少一艘消防船或拖消兩用船進(jìn)行實(shí)時(shí)全程監(jiān)控。

碼頭岸邊需同時(shí)設(shè)置專用的冷卻水消防管道和泡沫混合液管道，采用移動(dòng)水泡和泡沫炮進(jìn)行滅火作業(yè)，其消防炮的總流量不少于120 L/s。根據(jù)《裝卸油品碼頭防火設(shè)計(jì)規(guī)范》，液體化工碼頭的消防設(shè)施在保護(hù)碼頭自身安全的前提下，一旦靠泊船只發(fā)生火災(zāi)，應(yīng)滿足撲救?？看坏某跗鸹馂?zāi)的要求，以減少損失。故碼頭消防用水還應(yīng)考慮撲救船舶初始火災(zāi)用水。

根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況，天津臨港水域有本項(xiàng)目業(yè)主單位所屬的水上消防船（或者拖消兩用船），在碼頭進(jìn)行食用油裝卸時(shí)，可以保證至少一艘消防船或拖消兩用船進(jìn)行實(shí)時(shí)全程監(jiān)護(hù)。經(jīng)過(guò)計(jì)算，需要后方消防設(shè)備提供最大一次的消防用水量為1 569 m3。

3.2 接發(fā)油間

接發(fā)油間是將碼頭油管線與糧油園區(qū)的企業(yè)油管線用軟管進(jìn)行連通的地方。因碼頭為糧油共用碼頭，為減少碼頭之間交叉作業(yè)的影響，減少風(fēng)險(xiǎn)，故遠(yuǎn)離碼頭前沿，設(shè)置在緊挨碼頭中引橋的后方陸域上。接發(fā)油間布置4根碼頭管線，16根企業(yè)管線，可以實(shí)現(xiàn)一對(duì)多的接卸。

室外消防用水量為15 L/s，室內(nèi)消防用水量為5 L/s，火災(zāi)延續(xù)3 h，一次消防用水量為216 m3。

3.3 筒倉(cāng)群

本項(xiàng)目規(guī)劃建設(shè) 48個(gè)鋼筋混凝土糧食筒倉(cāng)，一期建設(shè) 24個(gè)筒倉(cāng)，消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)統(tǒng)一考慮，本次預(yù)留消防接口，避免以后重復(fù)建設(shè)。筒倉(cāng)的耐火等級(jí)為二級(jí)，24個(gè)筒倉(cāng)和計(jì)量塔、散糧輸送廊道可以視為一個(gè)完整的工藝單元群組，群組內(nèi)各個(gè)建筑的防火間距不受《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》限制。筒倉(cāng)倉(cāng)群頂部為敞開(kāi)式，設(shè)備露天安裝；中部為儲(chǔ)糧部分，倉(cāng)內(nèi)被糧食所充滿；下部即地面層為筒下層，內(nèi)設(shè)筒倉(cāng)出糧設(shè)備，屬乙類安全場(chǎng)所。

按規(guī)范其室內(nèi)消防水量為40 L/s，室外消防水量為45 L/s，滅火延續(xù)時(shí)間為3 h，所需消防用水量為918 m3。

3.4 計(jì)量塔

計(jì)量塔是糧食筒倉(cāng)配套的，設(shè)置輸送、計(jì)量、清理等設(shè)備，完成工藝轉(zhuǎn)接的鋼結(jié)構(gòu)大型構(gòu)筑物，高64.3 m，為乙類廠房，二級(jí)耐火鋼構(gòu)架。計(jì)量塔是敞開(kāi)鋼構(gòu)，建筑按構(gòu)筑物考慮，不屬于規(guī)范中需要設(shè)置噴淋的廠房范疇，故未設(shè)自噴系統(tǒng)。每層設(shè)置室內(nèi)消火栓系統(tǒng)，設(shè)置逃生電梯。按規(guī)范室內(nèi)消防水量30 L/s，滅火延續(xù)時(shí)間為3 h，最大用水量為324 m3。

3.5 鋼棧橋上方散糧輸送管線

散糧是通過(guò)架設(shè)在鋼棧橋上的皮帶進(jìn)行運(yùn)輸?shù)?，由于連接廊道為敞開(kāi)構(gòu)筑物，且糧食是在密封狀態(tài)下輸送，設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有考慮設(shè)置室內(nèi)消火栓，而是采取在廊道布置滅火器和室外消火栓聯(lián)合保護(hù)的方式。

3.6 輔建區(qū)

輔建區(qū)內(nèi)有候工用房、工索具庫(kù)房、變電站等建筑物。侯工用房為3層建筑，為碼頭現(xiàn)場(chǎng)辦公用房，耐火等級(jí)為二級(jí)，本工程按多層樓設(shè)計(jì)，室內(nèi)消火栓系統(tǒng)采用臨時(shí)高壓制供水方式，室內(nèi)消火栓用水量為15 L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間按2 h計(jì)，最大用水量為108 m3。

工索具庫(kù)房為現(xiàn)場(chǎng)存放工索具的地方，為1層鋼結(jié)構(gòu)廠房，耐火等級(jí)為二級(jí)，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間按1 h計(jì)，設(shè)置2個(gè)消火栓，室內(nèi)消防水量為5 L/s，最大用水量為18 m3。

變電站為丙類廠房，按照《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50016-2006），室外消防用水量為20 L/s，滅火延續(xù)時(shí)間3 h，最大用水量為216 m3。變電站為廠區(qū)主供配電設(shè)施，根據(jù)電力的特點(diǎn)，消防系統(tǒng)未設(shè)室內(nèi)給水系統(tǒng)，采用全淹沒(méi)氣溶膠自動(dòng)滅火裝置。

4 消防給水系統(tǒng)

結(jié)合以上項(xiàng)目及運(yùn)營(yíng)特點(diǎn)，為了便于統(tǒng)一管理，統(tǒng)一指揮調(diào)度，減少配套設(shè)施的一次性投資，經(jīng)多方論證研究比選，在碼頭區(qū)和筒倉(cāng)區(qū)之間設(shè)置一個(gè)消防泵房，油船用的泡沫泵合并建在消防泵房?jī)?nèi)，主要提供碼頭消防用水、筒倉(cāng)區(qū)消防用水、輔建區(qū)生活用水等。

消防泵房為鋼筋混凝土地上1層建筑，建筑面積為435 m2，建設(shè)2座地上式水池，水池為矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，周邊用巖棉保溫。單個(gè)儲(chǔ)水容積為800 m3，由于室外供水管網(wǎng)供水充足，可以保證在火災(zāi)情況下連續(xù)補(bǔ)水，滿足碼頭最大消防用水量要求。泵房?jī)?nèi)設(shè)3臺(tái)柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)消防泵組，兩用一備，每臺(tái)泵組流量為110 L/s，揚(yáng)程125 m，消防泵附帶控制柜和油箱，油箱滿足消防泵連續(xù)工作6小時(shí)，向碼頭、接發(fā)油間、筒倉(cāng)及計(jì)量塔提供臨時(shí)高壓水或0.5 MPa的低壓消防水。泵房?jī)?nèi)設(shè)置兩個(gè)電泵，揚(yáng)程20 m，功率1.5 kW，兩用一備，向輔建區(qū)候工用房屋頂水箱提供消防水。

消防泵房?jī)?nèi)設(shè)平衡式泡沫混合器一臺(tái)，泡沫液流量為96 L/s，10 m3不銹鋼泡沫原液罐一座（采用3 %的水成膜泡沫原液），為碼頭上的移動(dòng)式消防泡沫炮提供泡沫混合液。

4.1 碼頭區(qū)

碼頭前沿設(shè)置3套移動(dòng)泡沫炮（流量48 L/s，射程60 m，兩用一備），和3套移動(dòng)式消防水炮（流量48 L/s，射程65 m，兩用一備）。消防時(shí)同時(shí)開(kāi)啟兩門移動(dòng)式泡沫炮，炮工作壓力為0.8 MPa。根據(jù)碼頭特點(diǎn)，碼頭布置冷卻水和泡沫水兩種管道，均接自消防泵房，冷卻水管道直徑DN200，泡沫液管道直徑DN250，均呈環(huán)形布置。采用焊接鋼管，從泵房出來(lái)至碼頭引橋陸域部分埋地布置，碼頭區(qū)沿鋼結(jié)構(gòu)架空鋪設(shè)，消防管道采用鍍鋅鋼管，環(huán)氧煤瀝青加強(qiáng)級(jí)防腐，管道埋深不小于1.4 m，沿線布置SN65管牙接口。碼頭區(qū)室外消防管道采用臨時(shí)高壓制，消防系統(tǒng)工作壓力為1.25 MPa，當(dāng)壓力超過(guò)時(shí)，出水管上設(shè)有回流泄壓管，泄壓管線上的標(biāo)定排流壓力為1.6 MPa。

接發(fā)油間的消防管道有兩根，分別接自消防冷卻水干管和泡沫混合液干管。接發(fā)油間的消防管道和碼頭消防管道共用一段，在消防管道出地面之前設(shè)置一個(gè)三通引至接發(fā)油間，在接發(fā)油間室外設(shè)置兩個(gè)消火栓，室內(nèi)設(shè)置一個(gè)消火栓箱。室外管道埋地敷設(shè)至接發(fā)油間消火栓箱附近。

消防管道采用干式系統(tǒng)，在最低點(diǎn)處設(shè)有泄水閥，冷卻水管道滅火后管道要泄空，泡沫混合液管道及裝置要用淡水清洗并泄空。

4.2 筒倉(cāng)區(qū)

筒倉(cāng)區(qū)內(nèi)的消防系統(tǒng)主要包括室外消防系統(tǒng)、計(jì)量塔各層和筒倉(cāng)下層消防系統(tǒng)。消防泵房引出兩根消防管道，沿廠區(qū)周邊埋地布置至計(jì)量塔北端，一路引至計(jì)量塔，另一路去筒倉(cāng)群地面，整個(gè)消防管道布設(shè)成環(huán)形室外消防管網(wǎng)。主管管徑DN200，在室外形成環(huán)狀布置。室外消火栓由室外消防環(huán)網(wǎng)直接接出，采用地下式，型號(hào)為SA100/65-1.6，安裝見(jiàn)國(guó)標(biāo) 01S201-21，需設(shè)自動(dòng)泄水裝置。筒倉(cāng)上層和散糧輸送廊道為敞開(kāi)式結(jié)構(gòu)，且散糧運(yùn)輸為封閉的輸送機(jī)，故只布設(shè)手提式滅火器，緊急情況下可由室外消防管網(wǎng)配合。消防管試驗(yàn)壓力為1.4 MPa，15分鐘無(wú)壓降、無(wú)滲漏為合格。

計(jì)量塔為二級(jí)耐火鋼構(gòu)架，構(gòu)架高度64.3 m?？紤]生產(chǎn)檢修及消防安全，消防給水采用臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)。設(shè)置室內(nèi)消火栓系統(tǒng)，按規(guī)范室內(nèi)消防水量30 L/s，滅火延續(xù)時(shí)間3 h，管道冬季放空，入口處設(shè)置快速啟閉電磁閥或快速啟閉蝶閥。室內(nèi)消火栓箱安裝見(jiàn)04S202-5（丁型）；栓口安裝高度距室內(nèi)地坪1.1 m。室內(nèi)消火栓型號(hào)為SN65，DN65麻質(zhì)水龍帶，25 m/根，水槍為QZ19。消防箱內(nèi)接啟動(dòng)消防泵的消防按鈕。減壓穩(wěn)壓消火栓，出口壓力0.35 MPa。消火栓設(shè)置保證兩股水柱同時(shí)到達(dá)室內(nèi)任何部位。

4.3 輔建區(qū)

輔建區(qū)包括候工用房、變電站、消防泵房、庫(kù)房等建筑。輔建區(qū)室外消防供水系統(tǒng)采用低壓消防系統(tǒng)，水源為水池用水。消防管線均從泵房引出，保證系統(tǒng)成環(huán)狀，輔建區(qū)低壓管道工作壓力為0.5 MPa。室外管線埋地敷設(shè)，成環(huán)狀布置，沿線布置消火栓，間距120 m，保護(hù)半徑150 m。管道采用球墨鑄鐵管，橡膠圈接口。室內(nèi)消防管道采用鍍鋅鋼管，焊接或卡扣連接。沿途設(shè)置閥門。水泵及供水管徑，依據(jù)規(guī)范規(guī)定，按當(dāng)生產(chǎn)、生活用水量達(dá)到最大同時(shí)仍能滿足消防用水量考慮。

候工用房屋頂消防水箱間設(shè)置消防水箱一座，儲(chǔ)存消火栓及噴淋用水25 m3，并設(shè)置消火栓增壓穩(wěn)壓設(shè)備，以保持管網(wǎng)工作壓力及初期用水量；消防水箱間供水由消防泵內(nèi)設(shè)加壓供水泵單獨(dú)供水，各個(gè)樓層內(nèi)設(shè)置室內(nèi)消火栓和噴淋系統(tǒng)，消火栓布置滿足兩支水槍到達(dá)室內(nèi)任何部位。

5 結(jié) 語(yǔ)

天津臨港糧油碼頭及筒倉(cāng)項(xiàng)目，按照碼頭、接發(fā)油間、筒倉(cāng)群、計(jì)量塔及輔建區(qū)等不同區(qū)域的功能要求，分別設(shè)計(jì)了相應(yīng)的消防給水系統(tǒng)。本項(xiàng)目竣工后分期取得消防驗(yàn)收合格證。消防給水系統(tǒng)經(jīng)過(guò)近4年的運(yùn)行，使用情況良好，取得了較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。