循環(huán)冷卻水兼作消防水的探討

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簡介： 石油化工行業(yè)多年來一直對循環(huán)冷卻水能否兼作消防水的問題頗有爭議，本文對循環(huán)冷卻水兼作消防水的可行性、形式、工程設(shè)計要點等問題提出見解，認為如果設(shè)計、管理得當，循環(huán)冷卻水應(yīng)當兼作消防用水。
關(guān)鍵字：循環(huán)冷卻水,防水,垢劑,緩蝕劑,菌滅藻劑

石油化工企業(yè)一般都設(shè)有循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。對于投加了阻垢劑、緩蝕劑、殺菌滅藻劑的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)而言，循環(huán)冷卻水能否兼作企業(yè)的消防用水，多年來在石油化工的設(shè)計行業(yè)爭論較大。爭論的焦點在于強制性國家標準GB50050－95《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范》第3.2.3條規(guī)定“經(jīng)過投加阻垢劑、緩蝕劑和殺菌滅藻劑處理后的循環(huán)冷卻水不應(yīng)作直流水使用”。國家石油化工行業(yè)標準SHJ16－90《石油化工企業(yè)循環(huán)水場設(shè)計規(guī)范》第4.1.10條規(guī)定“循環(huán)水經(jīng)阻垢、緩蝕、殺菌滅藻處理后，除作為冷卻介質(zhì)外，不得他用”。正是由于以上規(guī)定，石油化工設(shè)計行業(yè)一般都不將投加了阻垢劑、緩蝕劑、殺菌滅藻劑的循環(huán)冷卻水用作消防水。但本人認為當循環(huán)冷卻水在滿足一定條件的情況下是可以用作消防水的。
1 可行性分析
1.1 水質(zhì)
根據(jù)國家標準GB50050－95《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范》表3.1.7的規(guī)定，當循環(huán)冷卻水的水質(zhì)達到表中的規(guī)定時，循環(huán)冷卻水完全能滿足消防用水的水質(zhì)要求。
1.2 水源
規(guī)范規(guī)定循環(huán)冷卻水不能作為直流水的一個目的就是要提高整個水系統(tǒng)的水的循環(huán)使用率，盡量減少直流水的使用率，從而節(jié)省水源，因此循環(huán)冷卻水在一般情況下不應(yīng)作為直流水使用，但是消防水在滅火時是必不可少的，不用循環(huán)冷卻水，就得用其他水源的水，因此從總的水系統(tǒng)來說消防用水量是不能節(jié)約的。
1.3 藥劑
規(guī)范規(guī)定循環(huán)冷卻水不能作為直流水的另一個目的是節(jié)省循環(huán)冷卻水系統(tǒng)水質(zhì)穩(wěn)定的藥劑使用量，如將循環(huán)冷卻水用作消防水，則在使用的消防水中確實帶走了循環(huán)冷卻水中的部分水質(zhì)穩(wěn)定藥劑，造成了一些水質(zhì)穩(wěn)定藥劑的消耗，但是這部分水質(zhì)穩(wěn)定藥劑的消耗如果與將循環(huán)冷卻水作為消防水后對消防水系統(tǒng)節(jié)省的投資比較而言就顯得微不足道了。
1.4 環(huán)境保護
將循環(huán)冷卻水作為消防水時，確實存在污染環(huán)境的問題，但是消防水實際上是種事故用水，真正使用的幾率很小，因此對周圍水體環(huán)境的影響幾率也很小；同時消防水的排水還可以通過截留等措施將其送人工業(yè)企業(yè)的調(diào)節(jié)池、初期雨水池調(diào)節(jié)或預(yù)處理，以達到保護環(huán)境的要求。對于平時消防檢測的排水，因其排水量很小，不會對周圍水體環(huán)境產(chǎn)生影響。
1.5 水量、水壓
石油化工企業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的規(guī)模一般都較大，正常規(guī)模的小時冷卻水流量從幾千立方米到幾萬立方米，冷水泵的正常供水揚程一般為幾十米，因此在很多情況下循環(huán)冷卻水系統(tǒng)冷卻水的水量、水壓能滿足消防用水的水量、水壓之要求。
1.6 石油化工企業(yè)實際情況
石油化工企業(yè)的設(shè)計行業(yè)由于規(guī)范的原因一般不將循環(huán)冷卻水用作消防水，但是為了經(jīng)濟上、平面將循環(huán)冷卻水用作消防水。
1.7 其他行業(yè)規(guī)定
石油化工企業(yè)以外的一些行業(yè)是允許將循環(huán)冷卻水用作消防水的。例如原電力部頒布的《小型火力發(fā)電廠設(shè)計規(guī)范》就明確規(guī)定消防水可以用循環(huán)冷卻水。
綜上所述，本人認為在某些石油化工企業(yè)，只要設(shè)計合理、使用管理得當，在滿足消防用水要求的前提下，是可以將循環(huán)冷卻水用作消防水的，在技術(shù)上是可行的。
2 兩水綜合利用的設(shè)計形式
2.1 完全滿足要求形式
循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的冷水池有效容積能滿足消防歷時內(nèi)消防用水的總水量之要求；循環(huán)冷卻水系統(tǒng)所需的最大冷卻水流量和最小冷卻水流量的差值能滿足消防水流量之要求；循環(huán)冷卻水系統(tǒng)冷水泵的供水揚程能滿足消防水壓之要求。在此工況下，消防水供水設(shè)施可完全利用循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的供水設(shè)施（包括水池，水泵、泵房、控制系統(tǒng)等），只需對循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的給水管網(wǎng)按循環(huán)冷卻水和消防水的雙重要求設(shè)計。
2.2 水池容積、水壓滿足要求形式
循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的冷水池有效容積能滿足消防歷時內(nèi)消防用水的總水量之要求；循環(huán)冷卻水系統(tǒng)冷水泵的供水揚程能滿足消防水壓之要求；但是當循環(huán)冷卻水系統(tǒng)規(guī)模較小、而所需的消防水流量又較大時，其循環(huán)冷卻水系統(tǒng)所需的最大冷卻水流量和最小冷卻水流量的差值小于消防水流量之要求。在此工況下，可適當增加冷水泵組的臺數(shù)，以滿足消防水流量之要求。
2.3 水池容積、流量滿足要求形式
循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的冷水池有效容積能滿足消防歷時內(nèi)消防用水的總水量之要求；循環(huán)冷卻水系統(tǒng)所需的最大冷卻水流量和最小冷卻水流量的差值能滿足消防水流量之要求，但循環(huán)冷卻水系統(tǒng)冷卻水所需的供水揚程不能滿足消防水壓之要求。這時有二種情況，一種是循環(huán)冷卻水和消防水所需壓力的差值很小，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較，如果不另設(shè)消防供水設(shè)施、適當提高循環(huán)冷卻水系統(tǒng)冷水泵組的供水壓力比另設(shè)消防供水設(shè)施經(jīng)濟，則應(yīng)適當提高循環(huán)冷卻水系統(tǒng)冷水泵組的供水壓力，而不應(yīng)另設(shè)消防供水設(shè)施。另一種是循環(huán)冷卻水和消防水所需壓力的差值較大，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較如果兩水合用是不經(jīng)濟的，則應(yīng)另設(shè)專用的消防供水設(shè)施（包括消防水泵、消防給水管網(wǎng)、控制系統(tǒng)等），但水池、泵房部分可合用。
2.4 流量、水壓滿足要求形式
循環(huán)冷卻水系統(tǒng)所需的最大冷卻水流量和最小冷卻水流量的差值能滿足消防水流量之要求；循環(huán)冷卻水系統(tǒng)所需的冷卻水供水揚程能滿足消防水壓之要求。但當裝置所需的消防水流量較大，消防歷時較長，其消防水總水量較大，而循環(huán)冷卻水系統(tǒng)本身所需的冷水池有效容積不能滿足消防水總水量的要求時，可以另設(shè)消防水池，但該專用消防水池的有效容積不應(yīng)按消防水總水量設(shè)計，而應(yīng)按消防水總水量與循環(huán)冷卻水冷水池的有效容積之差值設(shè)計。同時為了提高循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中所加藥劑的水穩(wěn)效果，應(yīng)在專用消防水池和循環(huán)冷卻水冷水池之間設(shè)置連通管，在連通管上設(shè)置控制閥，該闊平時關(guān)閉，消防時開啟。
3 設(shè)計注意事項
3.1 電源負荷等級
石油化工企業(yè)消防電源負荷等級都比較高，一般為一、二級，而循環(huán)冷卻水系統(tǒng)電源負荷等級一般為二級。設(shè)計中當二者電源負荷等級不一致時，應(yīng)當以高負荷等級為設(shè)計基準。
3.2 管線布置
石油化工企業(yè)消防給水管網(wǎng)一般為環(huán)狀，而循環(huán)冷卻水系統(tǒng)冷水給水管網(wǎng)一般為技狀，重要的石油化工裝置循環(huán)冷卻水給水管網(wǎng)才采用環(huán)狀。設(shè)計中當循環(huán)冷卻水系統(tǒng)冷水給水管網(wǎng)可以采用枝狀時，如消防水采用循環(huán)冷卻水測應(yīng)根據(jù)環(huán)狀消防給水管網(wǎng)的要求在某些部位適當增設(shè)管線，以達到環(huán)狀管網(wǎng)的布置要求。
3.3 補充水流量
當消防水采用循環(huán)冷卻水時，為了保證冷水池中冷水的有效容量不小于消防水總水量和水泵自灌吸水的要求，冷水池補充水管的管徑應(yīng)適當放大，并經(jīng)水力平衡計算確定。
3.4 環(huán)境保護
當消防水采用循環(huán)冷卻水且流量和總水量較大時，應(yīng)考慮環(huán)境保護問題，以免對環(huán)境造成影響。采用的方法有對消防水的排水進行截流，使消防排水進人調(diào)節(jié)池、初期雨水池等設(shè)施進行調(diào)節(jié)、處理，也可以利用排水管網(wǎng)本身的容積進行調(diào)蓄，加長排水口的排水時間，減小排水流量，減輕對外部水體環(huán)境污染的壓力，盡可能滿足外部水體自凈的能力。
3.5 建筑設(shè)計
消防泵房出人口布置、門窗布置、耐火等級、防火間距等多方面的要求常常比循環(huán)冷卻水泵房的要求高，建筑設(shè)計時應(yīng)當以要求高的規(guī)定為設(shè)計基準。
3.6 水泵吸水
石油化工企業(yè)的消防水泵吸水要求比較高，應(yīng)采取自灌式吸水。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的冷水泵設(shè)計一般采用自灌式，如果達不到自灌式要求，應(yīng)采取適當措施，以滿足自灌式要求。
3.7 其它
以上所述的消防水主要是指消火栓使用的消防水。在石油化工企業(yè)的消防設(shè)計中，如果除了主要的消火栓消防系統(tǒng)外，還有自動噴水滅火、雨淋滅火。泡沫滅火等系統(tǒng)時，應(yīng)慎重考慮，一般在設(shè)計這些系統(tǒng)時不宜用循環(huán)冷卻水作消防水，這主要是水質(zhì)問題。當循環(huán)冷卻水系統(tǒng)管理不善時，容易影響消防系統(tǒng)消防零件的正常使用功能，同時循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中加有阻垢劑、緩蝕劑、殺菌滅藻劑，水的硬度、溫度均較高，也會對泡沫滅火系統(tǒng)滅火劑的滅火性能有影響，因此在以上系統(tǒng)的設(shè)計中，一般不應(yīng)將循環(huán)冷卻水用作消防水。
4 結(jié)語
根據(jù)本人的工程設(shè)計以及對石油化工企業(yè)實際工況的了解，提出以上有關(guān)將循環(huán)冷卻水用作消防水的設(shè)計理念，以供國家標準《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范》和《石油化工企業(yè)循環(huán)水場設(shè)計規(guī)范》編制專家編制規(guī)范時參考，同時供相關(guān)的設(shè)計同仁探討。
作者簡介：施洪昌（1957－），男，江蘇鹽城人，高級工程師，學士，同濟大學給排水專業(yè)畢業(yè)從事給排水專業(yè)設(shè)計工作。