工業(yè)項(xiàng)目消防水池、消防泵房的給排水設(shè)計(jì)要點(diǎn)

摘要：工業(yè)項(xiàng)目中，消防水池與消防泵房作為消防系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，其給排水設(shè)計(jì)的合理性直接關(guān)乎消防安全。中石油某國(guó)際儲(chǔ)備庫(kù)北區(qū)工程在消防水池設(shè)計(jì)上，嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范，通過(guò)科學(xué)計(jì)算確定容積，并配置高精度的液位監(jiān)測(cè)與自動(dòng)化補(bǔ)水系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)排水管道、污水分類排放進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)，保障水源儲(chǔ)備與水質(zhì)安全。消防泵房設(shè)計(jì)則綜合考慮位置標(biāo)高，結(jié)合室外消火栓與泡沫滅火系統(tǒng)需求選型水泵，合理規(guī)劃管道系統(tǒng)壓力等級(jí)與布置形式，在泵房結(jié)構(gòu)、通風(fēng)防爆、控制系統(tǒng)等方面均采用一系列保障措施，確保供水穩(wěn)定可靠。實(shí)踐表明，從多維度精細(xì)化設(shè)計(jì)消防水池與泵房給排水系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)二者協(xié)同運(yùn)作，能夠?yàn)楣I(yè)項(xiàng)目構(gòu)建堅(jiān)實(shí)的消防安全屏障，其設(shè)計(jì)思路與方法可為同類工程提供參考。

關(guān)鍵詞：工業(yè)項(xiàng)目；消防水池；消防泵房；給排水設(shè)計(jì)

工業(yè)項(xiàng)目因生產(chǎn)工藝復(fù)雜、儲(chǔ)存介質(zhì)易燃等特性，面臨著較高的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。消防水池與消防泵房作為消防系統(tǒng)的重要設(shè)施，承擔(dān)著儲(chǔ)存水源、提供滅火動(dòng)力的關(guān)鍵功能，其給排水設(shè)計(jì)質(zhì)量直接決定火災(zāi)撲救成效與項(xiàng)目安全底線。中石油某國(guó)際儲(chǔ)備庫(kù)北區(qū)工程在建設(shè)過(guò)程中，就曾面臨如何精準(zhǔn)匹配消防需求、優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難題。從消防水池容積的精確計(jì)算，到消防泵房設(shè)備選型與布局規(guī)劃，每個(gè)環(huán)節(jié)都關(guān)乎系統(tǒng)的可靠性。下文將從工程實(shí)際出發(fā)，深入解析消防水池與泵房給排水設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)與實(shí)施策略。

1 工程概況

中石油某國(guó)際儲(chǔ)備庫(kù)北區(qū)工程建于2009年，位于大孤山半島南端東側(cè)，占地79hm2。庫(kù)外海鯰路地形西高東低，庫(kù)區(qū)北高南低，地面標(biāo)高59～79m，采用臺(tái)階式布置。工程設(shè)計(jì)總庫(kù)容420×104m3，設(shè)7個(gè)罐組，每組6座10×104m3外浮頂原油罐。碼頭為2000t級(jí)油碼頭兼600t級(jí)水船碼頭。庫(kù)區(qū)年供油能力42×104t，陸域建成49900m3儲(chǔ)罐區(qū)，其中燃料油罐包含5000m38座、3000m31座、2000m31座、1000m31座，潤(rùn)滑油罐包含1000m32座、3000m33座，并配套輸油泵房、壓縮機(jī)房、加熱爐房、消防泵房、變電所、水泵房、調(diào)油廠、潤(rùn)滑油倉(cāng)庫(kù)、污水處理設(shè)施等生產(chǎn)輔助設(shè)施。一期工程陸域建成儲(chǔ)油罐22600m3，具體為燃料油罐5000m33座、3000m31座、2000m31座、1000m32座，潤(rùn)滑油罐300m32座，并設(shè)污水池等配套設(shè)施。消防水池按總水量1715m3，設(shè)計(jì)容積為2058m3，設(shè)自動(dòng)液位控制系統(tǒng)，確保消防用水充足[1]。

2 消防水池排水設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1" 設(shè)計(jì)規(guī)范與總體原則

消防水池排水設(shè)計(jì)嚴(yán)格遵循GB50074—2014《石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB50151—2021《泡沫滅火系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》等標(biāo)準(zhǔn)，全面貫徹清污分流原則。在中石油某國(guó)際儲(chǔ)備庫(kù)北區(qū)工程中，將含油污水、生活污水、清凈雨水3種排水系統(tǒng)嚴(yán)格區(qū)分。排水口標(biāo)高設(shè)置高于校核高潮位，有效防止海水倒灌污染消防水池水質(zhì)，同時(shí)確保排水系統(tǒng)與項(xiàng)目整體排水體系無(wú)縫銜接，保障排水系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2" 容積計(jì)算與確定方法

消防水池容積的準(zhǔn)確計(jì)算是保障工業(yè)項(xiàng)目消防供水可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其需以消防總水量為基準(zhǔn)，并乘以1.2的安全系數(shù)。在中石油某國(guó)際儲(chǔ)備庫(kù)北區(qū)工程中，消防總水量的確定需綜合考慮著火罐冷卻水量、相鄰罐冷卻水量及泡沫配置用水量3大核心要素。對(duì)于10×104m3外浮頂原油罐，著火罐冷卻水量計(jì)算時(shí)，依據(jù)罐體周長(zhǎng)與0.6L/s·m的冷卻水供給強(qiáng)度，結(jié)合罐壁表面積公式，精確算出單位時(shí)間冷卻所需水量；相鄰罐冷卻水量則根據(jù)周邊相鄰罐數(shù)量、周長(zhǎng)及冷卻水供給強(qiáng)度，評(píng)估火災(zāi)蔓延時(shí)相鄰罐體防護(hù)所需水量；泡沫配置用水量的確定，需依據(jù)著火罐規(guī)格與泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)，通過(guò)泡沫混合液供給強(qiáng)度和持續(xù)供給時(shí)間，確定泡沫混合液總量。以該工程7個(gè)罐組，每組6座儲(chǔ)罐的規(guī)模，通過(guò)對(duì)各罐組逐一計(jì)算，并考慮可能同時(shí)起火的罐區(qū)范圍，匯總得出總消防水量。再乘以1.2的安全系數(shù)，最終確定2058m3的消防水池容積，既滿足滅火實(shí)戰(zhàn)需求，也為極端情況預(yù)留緩沖空間，確保在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，消防水池能夠持續(xù)、穩(wěn)定地提供充足水源，為消防系統(tǒng)可靠運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

2.3" 液位監(jiān)測(cè)與補(bǔ)水系統(tǒng)

在中石油某國(guó)際儲(chǔ)備庫(kù)北區(qū)工程中，消防水池液位監(jiān)測(cè)與補(bǔ)水系統(tǒng)的精準(zhǔn)設(shè)計(jì)，是保障消防用水持續(xù)供應(yīng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。該工程為消防水池配置了高精度液位檢測(cè)儀表，其測(cè)量精度達(dá)±50mm，能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)水池水位變化，并通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)將水位信息同步至消防值班室，便于工作人員隨時(shí)掌握水池蓄水狀態(tài)。進(jìn)水管路設(shè)有2個(gè)DN200電動(dòng)補(bǔ)水閥，與先進(jìn)的液位自動(dòng)控制系統(tǒng)相連，形成智能補(bǔ)水閉環(huán)。當(dāng)水池水位下降至有效容積的85%時(shí)，液位傳感器觸發(fā)信號(hào)，電動(dòng)補(bǔ)水閥迅速開啟，以設(shè)定流量從市政管網(wǎng)或其他水源進(jìn)行補(bǔ)水；當(dāng)水位回升至上限值，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉補(bǔ)水閥，防止溢水。這種自動(dòng)化控制模式不僅減少了人工干預(yù)，還能在消防用水消耗后快速補(bǔ)充，確保水池始終處于滿蓄或高水位待命狀態(tài)。此外，系統(tǒng)還具備故障報(bào)警功能，若補(bǔ)水閥異常、液位數(shù)據(jù)異常波動(dòng)，消防值班室將立即收到警報(bào)，便于工作人員及時(shí)排查處理，雙重保障消防水池的儲(chǔ)水可靠性，為工業(yè)項(xiàng)目火災(zāi)撲救提供不間斷的水源支持。

2.4" 排水管道

在中石油某國(guó)際儲(chǔ)備庫(kù)北區(qū)工程中，消防水池排水管道的設(shè)計(jì)需綜合考量流量、材質(zhì)、安裝工藝等多方面因素，以確保排水系統(tǒng)的可靠性與安全性。設(shè)計(jì)初期，通過(guò)精確計(jì)算消防水池最大排水流量，科學(xué)選定排水管道管徑，確保在緊急排水工況下，水流能夠快速排出。管道材質(zhì)選用高密度聚乙烯（HDPE）、鋼塑復(fù)合管等高耐腐蝕材料，壁厚采用SDR11規(guī)格，不僅增強(qiáng)了管道的抗壓能力，還能有效抵御消防廢水中可能存在的腐蝕性物質(zhì)，延長(zhǎng)管道使用壽命。在敷設(shè)過(guò)程中，嚴(yán)格控制管道坡度≥0.003，確保排水通暢，避免積水殘留。當(dāng)排水管道穿越防火堤時(shí)，采用防火泥與密封膠進(jìn)行雙重密封處理，在保證排水功能的同時(shí)，維持防火堤的完整性，防止火災(zāi)蔓延和污染物泄漏。在管道與外部排水系統(tǒng)連接處，設(shè)置DN200手動(dòng)閘閥，便于日常檢修與維護(hù)，一旦發(fā)生故障，可快速切斷管道，進(jìn)行針對(duì)性排查與修復(fù)，保障整個(gè)消防水池排水系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，為工業(yè)項(xiàng)目消防安全提供有力支撐。

2.5" 污水分類排放

中石油某國(guó)際儲(chǔ)備庫(kù)北區(qū)工程中，壓艙水、冷卻水、初期雨水等屬于含油污水。其中，壓艙水直接輸送至港務(wù)局油庫(kù)污水處理廠；一期剩余含油污水先流入陸域污水池，再通過(guò)流量為最大排水量1.2倍的提升泵，輸送至污水船或槽車進(jìn)行處理；二期工程規(guī)劃自建廠并預(yù)留場(chǎng)地。生活污水經(jīng)化糞池（停留時(shí)長(zhǎng)不少于12h）處理后排放，遠(yuǎn)期接入大連港污水排放系統(tǒng)。清凈雨水方面，東側(cè)以明溝形式排入大海，其余區(qū)域通過(guò)DN300～DN600暗管接入南側(cè)排洪溝，干管按規(guī)劃建設(shè)，支管根據(jù)一期需求實(shí)施。

3 消防泵房排水設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1" 泵房位置與標(biāo)高確定

消防泵房的位置與標(biāo)高設(shè)計(jì)需緊密結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際水文條件與功能需求。以中石油某國(guó)際儲(chǔ)備庫(kù)北區(qū)工程為例，該工程位于大孤山半島南端東側(cè)，考慮到庫(kù)區(qū)潮汐變化對(duì)取水的影響，以及保障消防用水持續(xù)供應(yīng)的需求，經(jīng)綜合分析，將消防泵房及取水口設(shè)置在合理位置。結(jié)合該區(qū)域的水文資料，以及對(duì)潮位數(shù)據(jù)的研究，為確保在任何潮位下都能可靠取水，將泵房及取水口設(shè)在距防浪堤特定距離的碼頭引堤旁，保障校核低潮位時(shí)取水保證率達(dá)100%。泵房底標(biāo)高則依據(jù)校核低潮位、水泵吸上真空高度以及管路損失等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，在保障取水功能的同時(shí)，充分考慮與碼頭平面標(biāo)高的豎向協(xié)調(diào)關(guān)系，確保滿足設(shè)備安裝、操作及維護(hù)所需的空間，為消防泵房的穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)[2]。

3.2" 水泵選型與流量揚(yáng)程計(jì)算

消防水泵選型需綜合考量室外消火栓系統(tǒng)與泡沫滅火系統(tǒng)流量需求。以中石油某國(guó)際儲(chǔ)備庫(kù)北區(qū)工程為例，根據(jù)消火栓數(shù)量和15L/s單栓流量計(jì)算室外消火栓系統(tǒng)流量，如5個(gè)消火栓對(duì)應(yīng)流量為75L/s；結(jié)合罐區(qū)泡沫混合液量與泡沫槍流量，確定泡沫混合液流量，二者相加得出總設(shè)計(jì)流量。揚(yáng)程計(jì)算則需考慮幾何高差、管路損失與自由水頭。最終選型的三臺(tái)BZC-80-80型柴油泵組（兩用一備），單臺(tái)流量80L/s、揚(yáng)程80m，滿足125%設(shè)計(jì)流量時(shí)揚(yáng)程≥65%額定揚(yáng)程的規(guī)范，保障消防供水需求。

3.3" 泵組配置與動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)

柴油機(jī)組的單機(jī)功率為110kW，油箱容量是根據(jù)連續(xù)運(yùn)行6h的要求進(jìn)行計(jì)算[3]。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，會(huì)根據(jù)運(yùn)行功率、燃油消耗率和柴油密度等因素來(lái)確定油箱容量。油箱需設(shè)置圍堰，圍堰容積≥110%油箱容量，且底部設(shè)導(dǎo)油管，將滴漏柴油重力排至室外儲(chǔ)油池。正常工作情況下采用真空引水器具，若高潮位≥3.17m，水泵可自灌啟動(dòng)，真空系統(tǒng)要在30s內(nèi)把引水工作做完，保障火災(zāi)起始瞬間的快速供水。

3.4" 管道系統(tǒng)壓力等級(jí)與布置

在中石油某國(guó)際儲(chǔ)備庫(kù)北區(qū)工程中，消防泵房管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)充分考慮壓力等級(jí)與合理布置的要求。吸水管選用DN300無(wú)縫鋼管（壁厚8mm，承壓1.0MPa），出水管采用DN250涂塑鋼管（壁厚10mm，承壓1.6MPa），通過(guò)PN16標(biāo)準(zhǔn)法蘭連接，以保障密封性。罐區(qū)采用環(huán)狀管網(wǎng)（DN300），輔助區(qū)采用枝狀管網(wǎng)（DN200），環(huán)狀管網(wǎng)的設(shè)計(jì)壓力應(yīng)滿足≥0.6MPa的要求、枝狀管網(wǎng)的設(shè)計(jì)壓力應(yīng)滿足≥0.4MPa的需求，且環(huán)狀管網(wǎng)設(shè)雙進(jìn)水管，確保供水穩(wěn)定。冷卻水與泡沫管道安裝彈簧式安全閥（整定壓力為工作壓力的1.1倍），配備DN125回流管道（坡度≥0.003），實(shí)現(xiàn)超壓流體安全回流至消防水池。

3.5" 泵房結(jié)構(gòu)與排水設(shè)施

中石油某國(guó)際儲(chǔ)備庫(kù)北區(qū)工程，消防泵房采用半地下式結(jié)構(gòu)，埋深4m、地上高3m，平面尺寸15m×10m，墻體為C30鋼筋混凝土（壁厚400mm、抗?jié)BP6），底板厚500mm、配筋率≥0.25%，內(nèi)設(shè)2m×1.5m×1.5m集水坑，配10m3/h流量排水泵。水泵基礎(chǔ)為C30混凝土（1.8m×1.2m×0.5m），預(yù)埋抗震錨栓，進(jìn)出口設(shè)DN200耐壓1.6MPa橡膠軟接頭，機(jī)組底部裝彈簧減振器，振動(dòng)值≤4.5mm/s、噪音≤85dB，保障結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與低噪運(yùn)行。

3.6" 運(yùn)行安全保障設(shè)計(jì)

在中石油某國(guó)際儲(chǔ)備庫(kù)北區(qū)工程中，消防泵房通過(guò)多項(xiàng)設(shè)計(jì)保障運(yùn)行安全。通風(fēng)方面，采用軸流風(fēng)機(jī)（T35-11No.6，風(fēng)量15000m3/h），底部進(jìn)風(fēng)頂部排風(fēng)，配合消聲器處理柴油機(jī)廢氣，防止廢氣積聚。防爆設(shè)計(jì)上，電氣設(shè)備防爆型ExdIIBT4、照明IP65，地面、墻面防靜電處理，門窗甲級(jí)防火防爆?？刂葡到y(tǒng)采用柴油驅(qū)動(dòng)泵組，配備24V電瓶可低溫啟動(dòng)，控制柜聯(lián)動(dòng)火災(zāi)報(bào)警，水泵出口壓力傳感器與安全閥聯(lián)鎖，外墻設(shè)IP66防護(hù)應(yīng)急按鈕，確保運(yùn)行安全可靠。

3.7" 施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

該工程消防泵房施工注重質(zhì)量把控?？拐鹪O(shè)計(jì)按7度設(shè)防，水泵基礎(chǔ)與管道設(shè)抗震構(gòu)件，混凝土結(jié)構(gòu)箍筋加密。防腐處理上，鋼結(jié)構(gòu)采用3層涂裝，埋地管道3層PE結(jié)構(gòu)，熱收縮帶補(bǔ)口并電火花檢測(cè)。施工驗(yàn)收嚴(yán)格，管道安裝控制偏差，焊縫探傷檢測(cè)，壓力試驗(yàn)前吹掃。系統(tǒng)功能測(cè)試包括水泵試運(yùn)行、水壓試驗(yàn)、排水通水試驗(yàn)，確保泵房施工質(zhì)量符合消防安全標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

工業(yè)項(xiàng)目消防水池與消防泵房的給排水設(shè)計(jì)，是保障消防安全的重要環(huán)節(jié)。從中石油某國(guó)際儲(chǔ)備庫(kù)北區(qū)工程實(shí)踐可知，消防水池設(shè)計(jì)需嚴(yán)格遵循規(guī)范，通過(guò)精準(zhǔn)的容積計(jì)算、智能液位監(jiān)測(cè)與高效排水系統(tǒng)，確保水源儲(chǔ)備充足與水質(zhì)安全；消防泵房則要綜合考量位置標(biāo)高、設(shè)備選型、管道布置及安全防護(hù)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定供水與可靠運(yùn)行。二者相互協(xié)同，為工業(yè)項(xiàng)目構(gòu)建起堅(jiān)實(shí)的消防防線。

參考文獻(xiàn)

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