消防水池与循环水池合建在空分制氧项目中的应用分析

2021-04-03刘银娜

建筑与装饰 2021年16期

关键词：冷却塔水池液位

刘银娜

中冶京诚工程技术有限公司北京 100176

引言

消火栓系统作为工业厂区内常用灭火系统之一，“消水规”对消防水池做出了设计规定及要求，本文主要结合实际工程中消防水池与循环水池的合建进行设计方法分析，并总结合建水池在设计和检修方面存在的问题及其解决办法。

1 合建水池的目的

从安全可靠性及经济合理性等因素出发，一些厂区在设计消防水池时选择与其他水池合建，既解决了各建、构筑物防火间距要求，又节约了成本。另外，独立建造的消防水池由于长时间不使用造成水质变差，未及时更换新水时消防设施容易被杂质堵塞。北方地区地上式消防水池在气温低于5℃时需要采取通蒸汽等防冻设施，造成了维护成本的增加。

2 合建水池的设计

2.1 工程概况

河北某空分站内设有压缩机间、高低压配电室、生产辅助用房等建筑，空分站一期、二期产氧能力均为40000Nm3/h，两期水泵站共建。根据“消水规”第3.4.8条、3.5.2条及3.6.2条规定，室外消防给水设计流量60L/s，室内消防给水设计流量20L/s，火灾延续时间3小时。

根据 “消水规”第4.3.1条规定，本项目应设消防水池。因厂区用地紧张，不具备单独建造消防水池的条件，故本项目合建水池。

2.2 合建水池的计算及尺寸确定

消防水池的有效容积应是火灾延续时间内，同时使用的各种灭火系统消防用水量之和。本工程消防给水设施只有消火栓，故本工程消防给水用量为864m3。该项目单套循环水总量4000m3/h，循环水有效容积800m3，水池上方设四台方形冷却塔，单台冷却塔平面尺寸13m×13m。

根据“消水规”第4.3.6条规定，消防水池的总蓄水有效容积大于500m3时，宜设两格能独立使用的消防水池；当大于1000m3时，应设置能独立使用的两座消防水池。本项目消防水池总蓄水有效容积大于500m3，设置为能独立使用的两座水池。合建水池中间设挡墙，每座水池设独立出水管，并设置能满足最低有效水位的连通管及切断阀。经核算每座水池循环水有效容积836.8m3，消防水有效容积470.7m3。每座水池分别设溢流管道、补水管道、排污管道。

合建的水池平面尺寸的确定不仅与水池的有效容积有关，还取决于水池上方冷却设备的布置方式、设备尺寸，根据以上因素，合建水池总长设为60.2m，单池长29.55m，宽设为17.9m。水池的深度不仅取决于有效容积，还与循环水取水喇叭口淹没深度、消防水泵出水管中心标高有关。

根据《消防给水及消火栓系统设计规范图集》15S909（以下简称“消水规图示”）[2]中5.1.12图示，对于立式消防水泵，消防水池满足自灌式启泵的最低有效水位应高于水泵出水管中心线。

经综合计算，每座水池由上至下设高液位报警（溢流水位）、正常水位（补水阀关闭）、开补水阀水位、循环水泵低液位报警水位、循环水泵停泵水位并报警、消防水泵低液位报警水位、最低有效水位报警并提醒管理人员手动停泵这七个水位。

3 如何保证水池内消防储水的安全性

根据“消水规”第4.3.8条规定，消防用水与其他用水共用的水池，应采取确保消防水量不作他用的技术措施。

当水位下降至消防水位时，其他水泵如未及时停泵，空气就会从其吸水管上方开设的Ø25真空破坏孔进入，水泵自动停泵。此措施适用于小流量泵情况。而通常循环水泵流量很大，本项目单台循环水泵流量达到2100m3/h，吸水管管径DN700，吸水管上开孔后少量空气进入泵体并不会立即停下，便不可保证消防水的安全性，还会造成循环泵的损坏。

水池设有循环水泵低液位报警、停泵液位报警，当水位下降到低液位，控制室指示并报警，引起管理人员的注意，当液位继续下降至停泵液位时，液位联锁循环水泵自动停泵，当自动停泵故障时，管理人员可立即通过手动停泵保证消防水不被挪作他用。

4 结束语

综上所述，消防水池与循环水池合建有以下优点：

4.1 节省用地

因冷却塔平面尺寸大，布置在水池上方会造成水池占地较大，若项目占地紧张，合建水池只增加水池高度或深度即可。

4.2 水质好

经循环水泵加压的冷却水供给工艺生产设备使用，回水温度升高后靠余压进入冷却塔降温，然后进入循环水池，再经水泵加压送出循环使用。水循环过程中因蒸发冷却损失了水量，空气中灰尘进入了水系统，造成水系统水质盐分的浓缩和悬浮物含量增加。设计采取向水系统中投加水质稳定药剂和少量排污及补充新水的方式控制循环水系统水质的稳定。采用旁流过滤措施减少悬浮物含量，使水质始终满足生产用水要求。这样，水循环起来就避免了长期不用造成的水质变差。