化工企业建构筑物消防给排水设计实例探讨
1.工程概况
本工程为一生产聚氨酯和特种聚醚的精细化工厂。厂区内有生产车间、仓库、立式及卧式原料罐区、生产控制中心、办公综合楼、变配电站、公用工程楼、消防及循环水泵房水池等单体。根据相关的规范要求，本工程中需要设置独立的稳高压消防给水系统。
2.稳高压消防给水系统设计
在独立的稳高压消防给水系统中主要包括消防水源和供水管网。一般情况下消防水源包括消防水池和消防水泵。
2.1消防水量的确定
当进行消防供水量的确定时，应综合考虑系统内建筑物和罐区的消防水量。当对罐区消防水量进行计算时，应考虑罐区的规模、类型以及存储介质的种类。当对建筑物的消防水量进行计算时，应考虑建筑物的规模、危险性等级等。生产车间、仓库、生产控制中心、办公综合楼内根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）的要求，设置室内外消火栓，其中建筑体积最大的甲类车间V=22680m3，室内消火栓用水量为10L/s，室外消火栓用水量为30L/s；办公综合楼的室内消火栓用水量15L/s，室外消火栓用水量为20L/s。按室内外消火栓用水量Q=40L/s，灭火持续时间3小时，一次灭火所需消防水量为40*3.6*3=432m3。立式原料罐区主要贮存环氧丙烷等甲类水溶性可燃液体，4个大罐Φ7.7m*7.5m，V=350m3，8个小罐Φ4.2m *7.2m，V=100m3，根据规范要求，采用半固定式液上喷射低倍数泡沫灭火和移动式水枪冷却灭火，并在防火堤外设置扑救流散液体火灾的辅助泡沫枪；最大的单个储罐保护面积为46.54m2，泡沫混合液连续供给时间10min，所需的泡沫混合液量为4*60*10/1000=2.4m3，所需泡沫混合液总量为28.8+2.4=31.2m3，配置泡沫混合液所需水量为31.2*0.94=29.32m3，；移动式冷却水量计算按照一个大罐着火，周围4个相邻罐（2个大罐，2个小罐）冷却的方案计算，固定顶立式着火罐冷却水供给强度0.6L/（s.m），流量为14.5L/s，相邻罐冷却水供给强度0.35 L/（s.m），流量为13.09L/s，冷却水总流量为14.5+13.09=27.59L/s，灭火持续时间4小时，移动式冷却灭火所需水量为27.59*3.6*4=398m3；2个相邻罐冷却水量为9*127.67/2*2=1149.03L/min=19.15L/s，总流量约为1.3*19.15*2=50L/s，移动式消防冷却水流量为30L/s，冷却水总流量为50+30=80L/s=288m3/h，灭火持续时间为6小时，一次灭火所需消防水量为288*6=1728m3。通过上述三项计算，确定卧式原料罐区灭火所需消防水量80L/s最大，一次灭火所需消防水量为1728m3。
2.2消防水源
本工程在设计中采用的消防水源为消防水池储水。最大一次灭火所需消防水量1728m3，设计的消防水池布置两根补水管：一根生产给水管DN100，一根生活给水管DN100，管道流速 v=2.02m/s=63m3/h，保证灭火期间的补水量为63m3/h *6h=378m3，消防水池的有效容积应为1728m3-378m3=1350m3。因项目中消防用水与循化冷却水共用一个水池，设计的消防水池大小为17m*30m*4.0m，有效容积1785m3。水池中采取了确保消防用水不作他用的技术措施。
2.3水泵房的设置
（1）消防主泵的设置
消防主泵在进行设置时，应确保其流量满足最大消防水量的要求。当进行消防水泵的扬程计算时，按照最不利环路计算相应的沿程阻力和局部阻力，同时考虑到地形的高差，并且还应确保最不利点消火栓水枪的充实水柱不小于10m。一般情况下对最不利点进行确定时应综合考虑最大消防水量、系统中距消防泵房的最远点以及地势最高点等。
在本工程中，消防主泵总流量按最大消防用水量进行确定，消防主泵流量取为80L/s，扬程取为0.85 Mpa（一台为电动泵，一台为柴油发电机供电的电动泵）。消防主泵选用XBD8.5/80-W200-246。
（2）稳压泵的设置
本工程所选用的稳压泵用于稳定消防给水系统平时最不利点水压。当进行稳压泵扬程的确定时，应综合考虑消防系统的要求，一般情况下稳压水泵的扬程略高于消防主泵的扬程，但是应控制在最不利点所需的静压头以上。范围不宜过大，否则会导致管网材料和施工要求的提高，同时还会导致系统泄漏量出现增大。根据以上要求 ，在本工程中稳压泵流量取为5L/s，扬程取为0.91 Mpa。稳压泵选用XBD9.1/5-50x15x8-II。
（3）水泵数量的确定
考虑到消防主泵只需要在消防时进行使用，因此在进行消防主泵的设置时，不需要满足运行组合达到的最低能耗要求。在进行消防水泵数量的确定时，应尽量减少水泵数量，这样可以有效的减少仪表、电气间联锁的环节，同时减少消防泵房的面积。因此在本工程中，水泵在设置时，考虑的形式为消防主泵和稳压泵均采用一用一备的方式。
2.4消防管网及辅助设施的设置
（1）消防供水管网
当对消防供水主线的管径进行计算时，应综合考虑最大消防用水量的要求。本工程中，主线的管径取为DN250，Q=80L/s，管道流速v=1.60m/s。消防供水管网沿厂内道路进行设置，呈环状。在消防水泵房内设置两条出水管，并与消防供水管网进行连接，在连接点处需要设置阀门。
（2）泄压设施的设置
本工程所采用的泄压设备为地上式消火栓，这种消火栓具有自动泄水的功能，采用快速调压式。当进行消火栓的设置时，应根据规范要求进行设置，室外消火栓的间距不应大于120m。本工程所采用的消火栓还能满足冬季防冻要求。
（3）压力表的设置
在消防管网中应设置压力表，这样可以在管网运作过程中，对其压力进行观察，并在管网出现问题的情况下可以很好的对故障原因进行分析。同时在装置和罐区的四周可以根据工程情况酌情设置压力表。
2.5消防系统的管理
当消防系统修建完成之后，需要在消防设施上设置明显的高压标记，这样可以在运转操作中，避免出现错误的操作。各个消防设施需要进行编号，在消防控制中心应挂有厂区的稳高压消防系统概况图。根据厂区的具体情况还应制定相应的消防设施试用规定。
3.结语
化工企业工艺装置以及储罐不断复杂化、大规模化，对于化工企业的消防给排水设计来说，其更需要化工企业提高消防意识的同时，采取更有效更稳定的消防给水系统。文章通过结合某化工工厂内生产车间、仓库、立式及卧式原料罐区等建构筑物的消防设计，系统地探讨了稳高压消防给水系统具体设计、实施情况。从工程实施效果表明，本工程所设置的稳高压消防给水系统可以有效地保障厂区消防安全。
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