消防水池與循環(huán)水池合建在空分制氧項目中的應(yīng)用分析

劉銀娜

中冶京誠工程技術(shù)有限公司 北京 100176

引言

消火栓系統(tǒng)作為工業(yè)廠區(qū)內(nèi)常用滅火系統(tǒng)之一，“消水規(guī)”對消防水池做出了設(shè)計規(guī)定及要求，本文主要結(jié)合實際工程中消防水池與循環(huán)水池的合建進行設(shè)計方法分析，并總結(jié)合建水池在設(shè)計和檢修方面存在的問題及其解決辦法。

1 合建水池的目的

從安全可靠性及經(jīng)濟合理性等因素出發(fā)，一些廠區(qū)在設(shè)計消防水池時選擇與其他水池合建，既解決了各建、構(gòu)筑物防火間距要求，又節(jié)約了成本。另外，獨立建造的消防水池由于長時間不使用造成水質(zhì)變差，未及時更換新水時消防設(shè)施容易被雜質(zhì)堵塞。北方地區(qū)地上式消防水池在氣溫低于5℃時需要采取通蒸汽等防凍設(shè)施，造成了維護成本的增加。

2 合建水池的設(shè)計

2.1 工程概況

河北某空分站內(nèi)設(shè)有壓縮機間、高低壓配電室、生產(chǎn)輔助用房等建筑，空分站一期、二期產(chǎn)氧能力均為40000Nm3/h，兩期水泵站共建。根據(jù)“消水規(guī)”第3.4.8條、3.5.2條及3.6.2條規(guī)定，室外消防給水設(shè)計流量60L/s，室內(nèi)消防給水設(shè)計流量20L/s，火災(zāi)延續(xù)時間3小時。

根據(jù) “消水規(guī)”第4.3.1條規(guī)定，本項目應(yīng)設(shè)消防水池。因廠區(qū)用地緊張，不具備單獨建造消防水池的條件，故本項目合建水池。

2.2 合建水池的計算及尺寸確定

消防水池的有效容積應(yīng)是火災(zāi)延續(xù)時間內(nèi)，同時使用的各種滅火系統(tǒng)消防用水量之和。本工程消防給水設(shè)施只有消火栓，故本工程消防給水用量為864m3。該項目單套循環(huán)水總量4000m3/h，循環(huán)水有效容積800m3，水池上方設(shè)四臺方形冷卻塔，單臺冷卻塔平面尺寸13m×13m。

根據(jù)“消水規(guī)”第4.3.6條規(guī)定，消防水池的總蓄水有效容積大于500m3時，宜設(shè)兩格能獨立使用的消防水池；當(dāng)大于1000m3時，應(yīng)設(shè)置能獨立使用的兩座消防水池。本項目消防水池總蓄水有效容積大于500m3，設(shè)置為能獨立使用的兩座水池。合建水池中間設(shè)擋墻，每座水池設(shè)獨立出水管，并設(shè)置能滿足最低有效水位的連通管及切斷閥。經(jīng)核算每座水池循環(huán)水有效容積836.8m3，消防水有效容積470.7m3。每座水池分別設(shè)溢流管道、補水管道、排污管道。

合建的水池平面尺寸的確定不僅與水池的有效容積有關(guān)，還取決于水池上方冷卻設(shè)備的布置方式、設(shè)備尺寸，根據(jù)以上因素，合建水池總長設(shè)為60.2m，單池長29.55m，寬設(shè)為17.9m。水池的深度不僅取決于有效容積，還與循環(huán)水取水喇叭口淹沒深度、消防水泵出水管中心標(biāo)高有關(guān)。

根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范圖集》15S909（以下簡稱“消水規(guī)圖示”）[2]中5.1.12圖示，對于立式消防水泵，消防水池滿足自灌式啟泵的最低有效水位應(yīng)高于水泵出水管中心線。

經(jīng)綜合計算，每座水池由上至下設(shè)高液位報警（溢流水位）、正常水位（補水閥關(guān)閉）、開補水閥水位、循環(huán)水泵低液位報警水位、循環(huán)水泵停泵水位并報警、消防水泵低液位報警水位、最低有效水位報警并提醒管理人員手動停泵這七個水位。

3 如何保證水池內(nèi)消防儲水的安全性

根據(jù)“消水規(guī)”第4.3.8條規(guī)定，消防用水與其他用水共用的水池，應(yīng)采取確保消防水量不作他用的技術(shù)措施。

當(dāng)水位下降至消防水位時，其他水泵如未及時停泵，空氣就會從其吸水管上方開設(shè)的?25真空破壞孔進入，水泵自動停泵。此措施適用于小流量泵情況。而通常循環(huán)水泵流量很大，本項目單臺循環(huán)水泵流量達到2100m3/h，吸水管管徑DN700，吸水管上開孔后少量空氣進入泵體并不會立即停下，便不可保證消防水的安全性，還會造成循環(huán)泵的損壞。

水池設(shè)有循環(huán)水泵低液位報警、停泵液位報警，當(dāng)水位下降到低液位，控制室指示并報警，引起管理人員的注意，當(dāng)液位繼續(xù)下降至停泵液位時，液位聯(lián)鎖循環(huán)水泵自動停泵，當(dāng)自動停泵故障時，管理人員可立即通過手動停泵保證消防水不被挪作他用。

4 結(jié)束語

綜上所述，消防水池與循環(huán)水池合建有以下優(yōu)點：

4.1 節(jié)省用地

因冷卻塔平面尺寸大，布置在水池上方會造成水池占地較大，若項目占地緊張，合建水池只增加水池高度或深度即可。

4.2 水質(zhì)好

經(jīng)循環(huán)水泵加壓的冷卻水供給工藝生產(chǎn)設(shè)備使用，回水溫度升高后靠余壓進入冷卻塔降溫，然后進入循環(huán)水池，再經(jīng)水泵加壓送出循環(huán)使用。水循環(huán)過程中因蒸發(fā)冷卻損失了水量，空氣中灰塵進入了水系統(tǒng)，造成水系統(tǒng)水質(zhì)鹽分的濃縮和懸浮物含量增加。設(shè)計采取向水系統(tǒng)中投加水質(zhì)穩(wěn)定藥劑和少量排污及補充新水的方式控制循環(huán)水系統(tǒng)水質(zhì)的穩(wěn)定。采用旁流過濾措施減少懸浮物含量，使水質(zhì)始終滿足生產(chǎn)用水要求。這樣，水循環(huán)起來就避免了長期不用造成的水質(zhì)變差。

4.3 防凍效果好

冷卻塔降溫后的水進入水池，水池內(nèi)的水一直保持在溫度32℃左右，即使冬季氣溫降到0℃以下，水池內(nèi)的水也不會結(jié)冰

4.4 便于檢修

循環(huán)水池與消防水池合用，池內(nèi)總儲水量大，將水池分為兩座，中間設(shè)連通管及切斷閥，且此連通管設(shè)于消防水最低有效水位以下，可保證所有消防有效水被充分利用，當(dāng)水池檢修、清洗時仍能保證消防水的供給。