太平洋恩利食品有限公司新建水產品加工冷藏工程項目的給水排水設計

紀麗萍

(國內貿易工程設計研究院,北京100069)

1 項目概況

1.1 項目特點

太平洋恩利食品有限公司是集水產品加工、運輸及貿易為一體的外商獨資企業,是在香港上市的太平洋恩利國際控股有限公司的直屬公司,產品出口到歐洲、美國、加拿大、日本、韓國等36個國家和地區。公司在青島市設有四個全資子公司及多家協作加工廠,員工達萬余人,年進出口總量25萬噸。公司冷凍水產品系列是國際水產界公認的優質產品,在水產界享有很高的聲譽。太平洋恩利食品有限公司新建水產品加工冷藏工程項目是公司投資8億元人民幣在青島市城陽區紅島鎮宿流村建立的大型現代化的國際食品加工工業園。工業園占地333000m2,車間面積共計 89909m2,可同時容納3000名員工作業。該園區經過兩年多的施工,于2009年2月正式投產。在同行業中該工業園規模位居全國第一、水產品進出口量位居全國第一、員工人數位居全國第一、加工能力位居全國第一。

1.2 項目組成

該工業園分為生產加工區、生活區及輔助設施區,其中輔助設施區主要為生產加工區及生活區服務。生產加工區由一座原料冷庫 (公稱體積:99500m3、庫容量約為29000噸、庫溫 -28℃)、一座成品庫 (公稱體積:66300m3、庫容量約為11200噸、庫溫-28℃)、兩座二層小加工車間、后勤辦公樓、魚糜車間、機房、二座大加工車間、解凍中心、調理車間、腌制車間及魚粉車間、成品倉庫、丙類物料倉庫、丙類倉儲區、機修車間等組成,各車間之間由有頂蓋的封閉連廊連接。連廊最小寬度為6.2m,高為4.0m,消防車可通行。

1.3 用水量計算

根據業主提供資料,按每噸魚耗用28 m3水計,大加工車間按每二班 (每天)處理42.86噸成品魚計算及小加工車間按每二班 (每天)處理21.43噸成品魚計算。解凍中心按每二班 (每天)解凍原料魚600噸,用水量為400 m3。車間生產用水量Kh=1.1;生活用水量按每人每班35升計算。生活用水量Kh=1.2。用水量及用水標準見表1。

表1 用水量及用水標準

1.4 水產品加工工藝流程

從加工工藝流程可知,原料魚的解凍、修整、漂洗都涉及到給排水專業。

1.5 給水排水系統

本項目的所有水產品加工車間及冷庫都涉及到給水和排水。除涵蓋職工生活給排水系統及雨水系統外,還根據工藝、設備對水質、水溫的不同要求,設有:

生產給水系統:包括海水給水系統、生產工藝給水系統 (3～4℃冷水)、熱水給水系統。

生產排水系統:包括加工車間生產廢水排水系統、油炸車間含油生產廢水排水系統及冷庫冷風機熱氨融霜排水系統。

2 給水系統

2.1 給水水源

廠區由市政給水管網供水,壓力初期為0.15MPa,現為0.38MPa。供水流程為:

廠區給水管網→入戶水表→車間各用水點

2.2 給水系統分類

根據加工工藝及加工設備對給排水專業的不同需求,設以下生產給水系統。

2.2.1 海水給水系統

由于廠區位于海邊,有優質便利的海水供應。為了既利用水資源又節能減排,生產線清洗處理工序及沖洗生產車間地面采用海水。海水由海水處理廠供給,根據生產要求,海水干管選用管徑為DN300。海水最高日用水量為3050m3/d;最高日最大時用水量為 210 m3/h;要求水壓不得小于0.25MPa。

2.2.2 生產工藝給水系統 (3～4℃冷水)

生產工藝冷水主要用在漂洗 (有冷卻作用)加工后的魚產品。經與暖通專業協商,由暖通專業提供3～4℃工藝冷凍水,給排水專業負責將冷凍水引至用水點。冷凍水系統設計選用四臺200USTR制冷量的電制冷螺桿式冷水機組,分兩級制冷。冷凍水供水設計采用閉式循環系統,為確保供水水溫的穩定,在回水端設30分鐘容水量的冷水儲罐。生產工藝冷水供水流程為:

生產工藝冷水最高日用水量為811m3/d。最高日最大時用水量為100m3/h。

2.2.3 熱水給水系統

由于青島冬天的水溫一般為5℃,建設方要求冬天的用水溫度為25℃。熱水供應范圍為車間內的洗手間及洗手消毒間。本項目的熱水供應一部分利用鍋爐房提供的表壓為0.4MPa的飽和蒸汽做熱媒。選用容積式浮動盤管汽—水熱交換器,提供60℃熱水供應各集中設置的洗手間及洗手消毒間。該熱水系統采用干管機械循環,設熱水循環泵;熱水循環泵的啟、閉由設在熱水循環泵吸水管上的電接點溫度計自動控制,啟泵溫度為50℃,停泵溫度為55℃。而機房、后勤辦公樓及車間內分散設置的洗手間及洗手消毒間的熱水則由就近設置的即熱式電熱水器供給。由于生產車間刷筐間內用于工具、器具的清洗及消毒的熱水溫度最低要求為80℃,本項目采用快速汽—水混合加熱器直接將冷水加熱至80℃。熱水供應范圍、要求及設備見表2。

表2 熱水供應范圍、要求及設備

2.3 海水利用與節能減排

由于水產品加工用水量大且時間長,是耗水大戶,在生產線清洗處理工序及沖洗生產車間地面采用海水,日用水量3050 m3/d,每日可減少自來水用量約39%,做到了節能減排,也降低了生產成本,企業效益與社會效益雙豐收。

3 循環冷卻水系統

3.1 車間空調冷卻循環水系統

根據生產要求,水產品加工車間均設置空調。空調冷卻循環水量為1200 m3/h,選用三臺節能超低噪音型橫流式玻璃鋼冷卻塔。冷卻塔主要設計參數:型號MSX-500SL;標準設計工況:大氣壓力P=99400Pa;進水溫度T1=37℃;出水溫度T2=32℃;濕球溫度Tw=28℃;干球溫度Td=31.5℃。循環水量500 m3/h臺;N=15kW。

空調冷卻循環水系統流程為:

3.2 制冷工藝蒸發式冷凝器冷卻循環水系統

水產品加工間、凍結間、原料冷庫及成品冷庫內均設有制冷設備。制冷采用蒸發式冷凝器 (六臺)冷卻系統,冷凝器補充水量為45 m3/h。冷凝器冷卻循環水系統流程為:

廠區管網補水→蒸發式冷凝器(自帶循環水泵)

3.3 解凍中心冰沙機冷凝器循環冷卻水系統

解凍中心內設有5臺冰沙機制冰,用于解凍設備解凍原料魚。在解凍中心生活輔房屋面上設有5臺冷卻塔,與5臺冰沙機一一對應,便于生產時調控。每臺冰沙機冷凝器循環水量為40 m3/h,冷卻塔補水量為6 m3/h,由車間內給水管直供。冷卻塔補水給水管閥后均設置壓力型真空破壞器,防止虹吸污染水質。冷卻塔主要設計參數:型號LRCMHL-50;標準設計工況:進水溫度T1=37℃;出水溫度T2=32℃;濕球溫度Tw=28℃;循環水量50 m3/h臺;N=1.5kW。循環水系統流程為:

4 消防系統

4.1 消火栓給水系統

本項目按丙類庫房,室內按高度≤24m,體積≥5000 m3(或廠房高度≤24m,體積≥10000 m3)、室外按體積＞50000 m3進行消防給水設計。確定室內消火栓用水量為10L/s,室外消防水量為45L/s。火災延續時間為3h,共需消防水量594 m3。考慮到衛生要求,室內、外消防管網為獨立的給水系統。室內消防給水前10分鐘用水 (6 m3)由消防用氣壓給水設備供給,之后由消防泵房內的消防泵供給。廠區設室外地下式消火栓,車間之間的有蓋連廊及車間內均設室內消火栓。考慮到水產品加工是人員密集型操作,室內消火栓選擇帶消防軟管卷盤型,便于發生火災時工人自救。

4.2 自動噴水滅火系統

4.2.1 自動噴水滅火系統設置的依據

水產品加工車間屬于用水不斷的場所,濕度大,溫度為15℃左右,室內僅設置消火栓給水系統可滿足消防要求。由于加工車間生活輔房局部為二層或四層,車間的悶頂高度大于1.8 m,而悶頂內是水、暖、電、制冷工藝等專業管線、風道、電纜等的匯集地。自動噴水滅火系統設計規范 (GB 50084-2001)(2005年版)第7.1.8條:凈空高度大于800mm的悶頂和技術夾層內有可燃物時,應設置噴頭。其中條文解釋:如悶頂、技術夾層內部無可燃物,且頂板與吊頂均為非燃燒體時,可不設置噴頭。這就要求悶頂內水、暖、電、制冷工藝等專業的管線、風道、電纜等設施均為不燃物,頂板、吊頂均為非燃燒體時,可不設置噴頭。這些要求在實際工程中執行起來有一定的難度。而且本項目的實際情況是,各生產加工車間通過有蓋連廊連為一體,一旦發生火災,加大了人員疏散與消防救援較獨立設置車間的難度。加之青島市當地消防部門也要求生產車間設置自動噴水滅火系統。

4.2.2 自動噴水滅火系統設計參數的取值與設置場所

根據 《自動噴水滅火系統設計規范》GB50084-2001(2005年版),本工程火災危險等級為中危險級 I級;噴水強度 6L/(min·m2),作用面積160m2。自噴系統消防水量為20L/s。

在車間悶頂內設有自動噴水滅火設施。其中濕式報警閥設在一層的水泵房內,便于管理。

管網供水由設在廠區消防水泵房內的自動噴水滅火消防泵集中供給。自動噴水滅火系統管網末端設有試驗用手動閥門,且配水管網頂端設有自動排氣閥。

室外設置兩個SQX-100型地下式消防水泵接合器與噴淋管網相連。噴淋給水管進戶處壓力為0.45MPa。最不利點處噴頭工作壓力0.10MPa,噴頭動作溫度為68℃,噴頭流量系數K=80,噴頭向上安裝。

5 排水系統

5.1 水產品加工車間內生產廢水排水系統

根據水產品加工工藝要求,在水產品加工的不同區域,根據加工設備的擺放位置、排水量大小設置不銹鋼排水淺溝,再由設在不銹鋼排水淺溝內的帶網筐地漏將水收集后排至室外排水管網。

車間內排水溝及地漏位置的設置,由于業主變更工藝設備,先后經歷了三次顛覆性的改變。待業主最終確定工藝設備及相關工藝流程時,車間主體結構已施工完畢,地面樓板已預留好地漏等洞口(洞口￠≥400mm),而這些預留好的洞口與最終確定的工藝設備排水點又有很大差異。若簡單根據工藝設備要求重新布置排水點,那么已有的洞口多數要廢棄,還要增設新洞口,樓板開洞多,結構不允許。經與業主、工藝設備供貨商數次溝通、協商下,局部調整工藝設備,在充分利用已有地漏洞口的基礎上,盡量減少新開洞口,同時還要滿足工藝設備排水要求,整個設計調整過程繁雜而艱辛。最終獲得了業主的肯定與認可。

5.2 調理車間含油生產廢水排水系統

調理車間內設有油炸設備及水產品深度加工處理設備。生產廢水中含有大量油類及食品殘渣,故必須設置隔油除渣裝置。該車間生產廢水集中排至設在地下架空層、靠近室外的隔油池后,再排至室外排水管網。

5.2.1 隔油池的設置

將隔油池設在地下架空層、靠近室外的部位,一方面對室內、外環境造成污染的程度最小,另一方面又便于工人清掏維護和管理。

5.2.2 廢油運輸方式

考慮在隔油池旁設置廢油、廢渣提升泵,通過泵將廢油、廢渣提升至室外密封裝置后外運處理,減輕工人的工作強度,也減少對周圍環境的污染。

5.3 車間內生活污水排水系統

車間內洗手間 (男、女廁)生活污水先排至室外化糞池處理后,再排至室外排水管網。做到室內生產廢水與生活污水分開排放,避免交叉污染。

5.4 原料冷庫與成品冷庫的冷風機熱氨融霜排水系統

原料冷庫與成品冷庫的庫溫均為-28℃,每一冷間有 12臺冷風機,考慮到冷風機熱氨融霜時,庫溫 -28℃會使融霜排水管結冰,造成排水不暢或管道凍裂,除了對排水管道做保溫外,還需做電伴熱。冷風機熱氨融霜時,電伴熱即自動開啟,融霜完3～5分鐘后關閉。

融霜排水先排至室外水封井后,再排至室外排水管網。

6 雨水系統

本工程屋面雨水均采用建筑外排水,大部分雨水直接排至室外地面,再由路面上設置的雨水口收集后排至廠區雨水管網。小部分屋面雨水排至連廊之后,在連廊與車間屋面連接側設置雨水口,用管道將雨水有組織地排至廠區雨水管網。廠區匯集后的雨水由管網排至廠外的海域排放點。考慮到海水倒灌等因素,在排至海域排放點處的雨水管出口裝設LF橡膠止回閥,只允許雨水流出,不讓海水倒灌,保障雨水順利排放。

7 結語

本項目是外商獨資企業,進口工藝設備多,水產品加工工藝涉及到的給排水內容較多、系統較多。設計過程中要充分熟悉、理解水產品加工工藝流程和產品質量要求等方面的特點,詳細了解工藝專業設備的運行狀況,根據不同情況選擇合理的設計方案,滿足工藝提出的要求。與相關專業進行良好的協調,解決矛盾,做到合理的設計。水產品加工也是耗水大戶,充分利用海水資源,節省自來水用量,也是 “節能減排”所倡導的。

[1]路海鋒,劉芳.航空食品配餐樓項目設計要點分析[J].給水排水,2011,37(1):86-89