工業(yè)項目消防水池、消防泵房的給排水設(shè)計要點

摘要：工業(yè)項目中，消防水池與消防泵房作為消防系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，其給排水設(shè)計的合理性直接關(guān)乎消防安全。中石油某國際儲備庫北區(qū)工程在消防水池設(shè)計上，嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范，通過科學(xué)計算確定容積，并配置高精度的液位監(jiān)測與自動化補水系統(tǒng)，同時對排水管道、污水分類排放進行針對性設(shè)計，保障水源儲備與水質(zhì)安全。消防泵房設(shè)計則綜合考慮位置標(biāo)高，結(jié)合室外消火栓與泡沫滅火系統(tǒng)需求選型水泵，合理規(guī)劃管道系統(tǒng)壓力等級與布置形式，在泵房結(jié)構(gòu)、通風(fēng)防爆、控制系統(tǒng)等方面均采用一系列保障措施，確保供水穩(wěn)定可靠。實踐表明，從多維度精細化設(shè)計消防水池與泵房給排水系統(tǒng)，實現(xiàn)二者協(xié)同運作，能夠為工業(yè)項目構(gòu)建堅實的消防安全屏障，其設(shè)計思路與方法可為同類工程提供參考。

關(guān)鍵詞：工業(yè)項目；消防水池；消防泵房；給排水設(shè)計

工業(yè)項目因生產(chǎn)工藝復(fù)雜、儲存介質(zhì)易燃等特性，面臨著較高的火災(zāi)風(fēng)險。消防水池與消防泵房作為消防系統(tǒng)的重要設(shè)施，承擔(dān)著儲存水源、提供滅火動力的關(guān)鍵功能，其給排水設(shè)計質(zhì)量直接決定火災(zāi)撲救成效與項目安全底線。中石油某國際儲備庫北區(qū)工程在建設(shè)過程中，就曾面臨如何精準(zhǔn)匹配消防需求、優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計的難題。從消防水池容積的精確計算，到消防泵房設(shè)備選型與布局規(guī)劃，每個環(huán)節(jié)都關(guān)乎系統(tǒng)的可靠性。下文將從工程實際出發(fā)，深入解析消防水池與泵房給排水設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)與實施策略。

1 工程概況

中石油某國際儲備庫北區(qū)工程建于2009年，位于大孤山半島南端東側(cè)，占地79hm2。庫外海鯰路地形西高東低，庫區(qū)北高南低，地面標(biāo)高59～79m，采用臺階式布置。工程設(shè)計總庫容420×104m3，設(shè)7個罐組，每組6座10×104m3外浮頂原油罐。碼頭為2000t級油碼頭兼600t級水船碼頭。庫區(qū)年供油能力42×104t，陸域建成49900m3儲罐區(qū)，其中燃料油罐包含5000m38座、3000m31座、2000m31座、1000m31座，潤滑油罐包含1000m32座、3000m33座，并配套輸油泵房、壓縮機房、加熱爐房、消防泵房、變電所、水泵房、調(diào)油廠、潤滑油倉庫、污水處理設(shè)施等生產(chǎn)輔助設(shè)施。一期工程陸域建成儲油罐22600m3，具體為燃料油罐5000m33座、3000m31座、2000m31座、1000m32座，潤滑油罐300m32座，并設(shè)污水池等配套設(shè)施。消防水池按總水量1715m3，設(shè)計容積為2058m3，設(shè)自動液位控制系統(tǒng)，確保消防用水充足[1]。

2 消防水池排水設(shè)計要點

2.1" 設(shè)計規(guī)范與總體原則

消防水池排水設(shè)計嚴(yán)格遵循GB50074—2014《石油庫設(shè)計規(guī)范》、GB50151—2021《泡沫滅火系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》等標(biāo)準(zhǔn)，全面貫徹清污分流原則。在中石油某國際儲備庫北區(qū)工程中，將含油污水、生活污水、清凈雨水3種排水系統(tǒng)嚴(yán)格區(qū)分。排水口標(biāo)高設(shè)置高于校核高潮位，有效防止海水倒灌污染消防水池水質(zhì)，同時確保排水系統(tǒng)與項目整體排水體系無縫銜接，保障排水系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

2.2" 容積計算與確定方法

消防水池容積的準(zhǔn)確計算是保障工業(yè)項目消防供水可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其需以消防總水量為基準(zhǔn)，并乘以1.2的安全系數(shù)。在中石油某國際儲備庫北區(qū)工程中，消防總水量的確定需綜合考慮著火罐冷卻水量、相鄰罐冷卻水量及泡沫配置用水量3大核心要素。對于10×104m3外浮頂原油罐，著火罐冷卻水量計算時，依據(jù)罐體周長與0.6L/s·m的冷卻水供給強度，結(jié)合罐壁表面積公式，精確算出單位時間冷卻所需水量；相鄰罐冷卻水量則根據(jù)周邊相鄰罐數(shù)量、周長及冷卻水供給強度，評估火災(zāi)蔓延時相鄰罐體防護所需水量；泡沫配置用水量的確定，需依據(jù)著火罐規(guī)格與泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)，通過泡沫混合液供給強度和持續(xù)供給時間，確定泡沫混合液總量。以該工程7個罐組，每組6座儲罐的規(guī)模，通過對各罐組逐一計算，并考慮可能同時起火的罐區(qū)范圍，匯總得出總消防水量。再乘以1.2的安全系數(shù)，最終確定2058m3的消防水池容積，既滿足滅火實戰(zhàn)需求，也為極端情況預(yù)留緩沖空間，確保在火災(zāi)發(fā)生時，消防水池能夠持續(xù)、穩(wěn)定地提供充足水源，為消防系統(tǒng)可靠運行奠定基礎(chǔ)。

2.3" 液位監(jiān)測與補水系統(tǒng)

在中石油某國際儲備庫北區(qū)工程中，消防水池液位監(jiān)測與補水系統(tǒng)的精準(zhǔn)設(shè)計，是保障消防用水持續(xù)供應(yīng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。該工程為消防水池配置了高精度液位檢測儀表，其測量精度達±50mm，能夠?qū)崟r、準(zhǔn)確地監(jiān)測水池水位變化，并通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)將水位信息同步至消防值班室，便于工作人員隨時掌握水池蓄水狀態(tài)。進水管路設(shè)有2個DN200電動補水閥，與先進的液位自動控制系統(tǒng)相連，形成智能補水閉環(huán)。當(dāng)水池水位下降至有效容積的85%時，液位傳感器觸發(fā)信號，電動補水閥迅速開啟，以設(shè)定流量從市政管網(wǎng)或其他水源進行補水；當(dāng)水位回升至上限值，系統(tǒng)自動關(guān)閉補水閥，防止溢水。這種自動化控制模式不僅減少了人工干預(yù)，還能在消防用水消耗后快速補充，確保水池始終處于滿蓄或高水位待命狀態(tài)。此外，系統(tǒng)還具備故障報警功能，若補水閥異常、液位數(shù)據(jù)異常波動，消防值班室將立即收到警報，便于工作人員及時排查處理，雙重保障消防水池的儲水可靠性，為工業(yè)項目火災(zāi)撲救提供不間斷的水源支持。

2.4" 排水管道

在中石油某國際儲備庫北區(qū)工程中，消防水池排水管道的設(shè)計需綜合考量流量、材質(zhì)、安裝工藝等多方面因素，以確保排水系統(tǒng)的可靠性與安全性。設(shè)計初期，通過精確計算消防水池最大排水流量，科學(xué)選定排水管道管徑，確保在緊急排水工況下，水流能夠快速排出。管道材質(zhì)選用高密度聚乙烯（HDPE）、鋼塑復(fù)合管等高耐腐蝕材料，壁厚采用SDR11規(guī)格，不僅增強了管道的抗壓能力，還能有效抵御消防廢水中可能存在的腐蝕性物質(zhì)，延長管道使用壽命。在敷設(shè)過程中，嚴(yán)格控制管道坡度≥0.003，確保排水通暢，避免積水殘留。當(dāng)排水管道穿越防火堤時，采用防火泥與密封膠進行雙重密封處理，在保證排水功能的同時，維持防火堤的完整性，防止火災(zāi)蔓延和污染物泄漏。在管道與外部排水系統(tǒng)連接處，設(shè)置DN200手動閘閥，便于日常檢修與維護，一旦發(fā)生故障，可快速切斷管道，進行針對性排查與修復(fù)，保障整個消防水池排水系統(tǒng)穩(wěn)定運行，為工業(yè)項目消防安全提供有力支撐。

2.5" 污水分類排放

中石油某國際儲備庫北區(qū)工程中，壓艙水、冷卻水、初期雨水等屬于含油污水。其中，壓艙水直接輸送至港務(wù)局油庫污水處理廠；一期剩余含油污水先流入陸域污水池，再通過流量為最大排水量1.2倍的提升泵，輸送至污水船或槽車進行處理；二期工程規(guī)劃自建廠并預(yù)留場地。生活污水經(jīng)化糞池（停留時長不少于12h）處理后排放，遠期接入大連港污水排放系統(tǒng)。清凈雨水方面，東側(cè)以明溝形式排入大海，其余區(qū)域通過DN300～DN600暗管接入南側(cè)排洪溝，干管按規(guī)劃建設(shè)，支管根據(jù)一期需求實施。

3 消防泵房排水設(shè)計要點

3.1" 泵房位置與標(biāo)高確定

消防泵房的位置與標(biāo)高設(shè)計需緊密結(jié)合項目實際水文條件與功能需求。以中石油某國際儲備庫北區(qū)工程為例，該工程位于大孤山半島南端東側(cè)，考慮到庫區(qū)潮汐變化對取水的影響，以及保障消防用水持續(xù)供應(yīng)的需求，經(jīng)綜合分析，將消防泵房及取水口設(shè)置在合理位置。結(jié)合該區(qū)域的水文資料，以及對潮位數(shù)據(jù)的研究，為確保在任何潮位下都能可靠取水，將泵房及取水口設(shè)在距防浪堤特定距離的碼頭引堤旁，保障校核低潮位時取水保證率達100%。泵房底標(biāo)高則依據(jù)校核低潮位、水泵吸上真空高度以及管路損失等關(guān)鍵參數(shù)進行計算，在保障取水功能的同時，充分考慮與碼頭平面標(biāo)高的豎向協(xié)調(diào)關(guān)系，確保滿足設(shè)備安裝、操作及維護所需的空間，為消防泵房的穩(wěn)定運行奠定基礎(chǔ)[2]。

3.2" 水泵選型與流量揚程計算

消防水泵選型需綜合考量室外消火栓系統(tǒng)與泡沫滅火系統(tǒng)流量需求。以中石油某國際儲備庫北區(qū)工程為例，根據(jù)消火栓數(shù)量和15L/s單栓流量計算室外消火栓系統(tǒng)流量，如5個消火栓對應(yīng)流量為75L/s；結(jié)合罐區(qū)泡沫混合液量與泡沫槍流量，確定泡沫混合液流量，二者相加得出總設(shè)計流量。揚程計算則需考慮幾何高差、管路損失與自由水頭。最終選型的三臺BZC-80-80型柴油泵組（兩用一備），單臺流量80L/s、揚程80m，滿足125%設(shè)計流量時揚程≥65%額定揚程的規(guī)范，保障消防供水需求。

3.3" 泵組配置與動力系統(tǒng)設(shè)計

柴油機組的單機功率為110kW，油箱容量是根據(jù)連續(xù)運行6h的要求進行計算[3]。在實際設(shè)計中，會根據(jù)運行功率、燃油消耗率和柴油密度等因素來確定油箱容量。油箱需設(shè)置圍堰，圍堰容積≥110%油箱容量，且底部設(shè)導(dǎo)油管，將滴漏柴油重力排至室外儲油池。正常工作情況下采用真空引水器具，若高潮位≥3.17m，水泵可自灌啟動，真空系統(tǒng)要在30s內(nèi)把引水工作做完，保障火災(zāi)起始瞬間的快速供水。

3.4" 管道系統(tǒng)壓力等級與布置

在中石油某國際儲備庫北區(qū)工程中，消防泵房管道系統(tǒng)設(shè)計充分考慮壓力等級與合理布置的要求。吸水管選用DN300無縫鋼管（壁厚8mm，承壓1.0MPa），出水管采用DN250涂塑鋼管（壁厚10mm，承壓1.6MPa），通過PN16標(biāo)準(zhǔn)法蘭連接，以保障密封性。罐區(qū)采用環(huán)狀管網(wǎng)（DN300），輔助區(qū)采用枝狀管網(wǎng)（DN200），環(huán)狀管網(wǎng)的設(shè)計壓力應(yīng)滿足≥0.6MPa的要求、枝狀管網(wǎng)的設(shè)計壓力應(yīng)滿足≥0.4MPa的需求，且環(huán)狀管網(wǎng)設(shè)雙進水管，確保供水穩(wěn)定。冷卻水與泡沫管道安裝彈簧式安全閥（整定壓力為工作壓力的1.1倍），配備DN125回流管道（坡度≥0.003），實現(xiàn)超壓流體安全回流至消防水池。

3.5" 泵房結(jié)構(gòu)與排水設(shè)施

中石油某國際儲備庫北區(qū)工程，消防泵房采用半地下式結(jié)構(gòu)，埋深4m、地上高3m，平面尺寸15m×10m，墻體為C30鋼筋混凝土（壁厚400mm、抗?jié)BP6），底板厚500mm、配筋率≥0.25%，內(nèi)設(shè)2m×1.5m×1.5m集水坑，配10m3/h流量排水泵。水泵基礎(chǔ)為C30混凝土（1.8m×1.2m×0.5m），預(yù)埋抗震錨栓，進出口設(shè)DN200耐壓1.6MPa橡膠軟接頭，機組底部裝彈簧減振器，振動值≤4.5mm/s、噪音≤85dB，保障結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與低噪運行。

3.6" 運行安全保障設(shè)計

在中石油某國際儲備庫北區(qū)工程中，消防泵房通過多項設(shè)計保障運行安全。通風(fēng)方面，采用軸流風(fēng)機（T35-11No.6，風(fēng)量15000m3/h），底部進風(fēng)頂部排風(fēng)，配合消聲器處理柴油機廢氣，防止廢氣積聚。防爆設(shè)計上，電氣設(shè)備防爆型ExdIIBT4、照明IP65，地面、墻面防靜電處理，門窗甲級防火防爆。控制系統(tǒng)采用柴油驅(qū)動泵組，配備24V電瓶可低溫啟動，控制柜聯(lián)動火災(zāi)報警，水泵出口壓力傳感器與安全閥聯(lián)鎖，外墻設(shè)IP66防護應(yīng)急按鈕，確保運行安全可靠。

3.7" 施工質(zhì)量控制要點

該工程消防泵房施工注重質(zhì)量把控。抗震設(shè)計按7度設(shè)防，水泵基礎(chǔ)與管道設(shè)抗震構(gòu)件，混凝土結(jié)構(gòu)箍筋加密。防腐處理上，鋼結(jié)構(gòu)采用3層涂裝，埋地管道3層PE結(jié)構(gòu)，熱收縮帶補口并電火花檢測。施工驗收嚴(yán)格，管道安裝控制偏差，焊縫探傷檢測，壓力試驗前吹掃。系統(tǒng)功能測試包括水泵試運行、水壓試驗、排水通水試驗，確保泵房施工質(zhì)量符合消防安全標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)束語

工業(yè)項目消防水池與消防泵房的給排水設(shè)計，是保障消防安全的重要環(huán)節(jié)。從中石油某國際儲備庫北區(qū)工程實踐可知，消防水池設(shè)計需嚴(yán)格遵循規(guī)范，通過精準(zhǔn)的容積計算、智能液位監(jiān)測與高效排水系統(tǒng)，確保水源儲備充足與水質(zhì)安全；消防泵房則要綜合考量位置標(biāo)高、設(shè)備選型、管道布置及安全防護，實現(xiàn)穩(wěn)定供水與可靠運行。二者相互協(xié)同，為工業(yè)項目構(gòu)建起堅實的消防防線。

參考文獻

[1]孫媛媛，王琳.建筑消防給排水設(shè)計的常見問題及對策[J].中國建材，2024（5）：124-126.

[2]童濤.石油化工消防泵房電氣設(shè)計[J].化工設(shè)計，2020，30（4）：

45-47+2.

[3]周瑾來.消防水泵房給排水設(shè)計要點探析[J].消防界（電子版），2023，9（13）：37-39.