3.1 一般规定
3.1.1 给水管道系统的划分应根据装置(单元)对水质、水压及水温的要求确定。
3.1.2 排水管道系统的划分应按水质分类,遵循清污分流、污污分流的原则,根据排水的水质、水量、水压及去向确定。不同化工装置排出不同性质的污水,应按便于输送和处理的原则,设单独或合并污水管道系统。下列污水宜设单独污水管道系统:
1. 与其他污水混合易发生沉淀、聚合或生成难生物降解物质的污水;
2. 含有较高浓度难生物降解和生物毒性物质,需进行针对性处理的污水;
3. 含酸、碱等腐蚀性介质的污水。
3.1.3 独立的消防给水管道上严禁接出非消防用水管道。
3.1.4 消防给水系统不应与循环冷却水系统合并设置。
3.1.5 循环冷却水管道不宜与其他生产给水管道连接。
3.1.6 回用水系统应采用独立的供水管道。
3.1.7 工厂生活排水宜采用独立的排水管道系统。
3.1.8 生产装置、罐区等污染区域的事故消防排水管道可与生产污水管道、雨水管(渠)结合设置或独立设置,但不应穿过防爆区;当不能避免穿越时,应采取防护措施。
3.1.9 装置(单元)给水排水管道的进、出口的数量和管道方位,应根据装置(单元)内的管道布置和全厂给水排水管道的布置确定。
3.1.10 含可燃液体的污水管道设置应符合现行国家标准《石油化工企业设计防火规范》GB 50160的有关规定。
3.1.11 消防给水管道及其设施的设置,应符合现行国家标准《石油化工企业设计防火规范》GB 50160和《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定。
3.1.12 重力流排水管道的出水口受水体洪水或潮水水位顶托时,应设置防倒灌设施。
3.1.13 厂区排水管道系统应设置防止事故消防废水流入厂外环境的应急设施。
3.1.14 压力输送管道宜进行水锤分析计算,当产生的水锤危及管道安全时,应采取削减水锤的措施。
条文说明
3.1 一般规定
3.1.1 给水管道系统应根据水源及装置(单元)对供水水质、水压及水温的要求设置,应有利于安全生产,且经济合理。如:采用海水做冷却水、消防水时,由于海水对金属设备和管道有一定的腐蚀作用,为便于采取防腐蚀措施,其管道系统应独立设置。
一般情况下,工厂给水系统可划分为:
(1) 生产给水(新鲜水)系统。
(2) 生活饮用水系统。
(3) 消防给水系统。
(4) 循环冷却水系统。
(5) 回用水系统。
根据不同的水质和要求,也可适当合并或增设其他给水系统。
3.1.2 合理的排水系统划分有利于工厂排水回收利用,有利于确定污水处理的规模,节约处理的费用,减少排污,控制污染,保护环境。
一般情况下,工厂排水系统可划分为:
(1) 清净废水系统。
(2) 生产污水系统。
(3) 生活排水系统。
(4) 雨水系统。
根据不同的水质和要求,也可适当合并或增设其他排水系统。
3.1.3 该条为强制性条文。从保证消防供水系统安全的角度考虑,明确规定独立的消防给水管道上严禁接出非消防用水管道,防止一些工厂的车间内洗涤用水、冲洗地面用水就近从消防给水管网接出水嘴或分支管。
3.1.4 由于循环冷却水系统一般为开式系统,如将消防给水系统与循环冷却水系统管网合并,当消防水系统启用时,不能确保消防水不外流,难以保证消防水系统的压力。从保证消防供水的可靠性考虑,消防给水系统与循环冷却水系统应分设管网。
3.1.5 循环冷却水系统水质、水压与其他工艺给水的要求相差较大,从循环冷却水系统接出其他生产给水管道(非循环冷却水用水管道),势必影响循环冷却水系统的正常运行,也可能对其他生产给水管道系统造成污染,严重时可能造成生产事故。
3.1.6 回用水的水质成分复杂,一般处理深度仅达到原水或循环补充水、杂用水的水质要求,若回用水给水管道与生产给水管道相接会对生产水造成污染,因此回用水给水管道应独立设置。当确实需要与生产给水管道相接时,应采取防止回用水污染生产水的措施。
3.1.7 化工厂生产污水中一般含有一些有毒、易燃、易爆物质,生活排水系统与生产排水系统分开,可有效防止污水中的有害物质通过生活排水管网渗透到生活设施内。
当装置区生活排水量较少,且装置周围没有独立生活排水管网时,生活污水经化粪池或其他生化处理装置处理后,可就近排入生产污水系统,以减少地下排水管道的敷设量。但是,当生活污水的排入影响到生产污水的处理时,一般仍设独立生活排水管网。
3.1.8 在事故状态下,事故水池及事故排水的收集管道系统除收集消防废水、事故状态下泄漏物料外,还要考虑事故状态下雨水的收集。若考虑雨水的进入,需设置管径较大、长度较长的专门的消防事故排水管道,而非事故状态下都属于闲置状态,技术经济上不太合理;同样原因,生产污水流量通常不大,排水管道的管径也相对较小,如考虑事故状态时雨水的进入,原生产污水管道的管径难以满足需求,需人为扩大管径,经济上也不合理。因此,在设计中,通常把生产污水管道、雨水管(渠)系统兼做事故排水的收集管道系统,目前这是比较经济合理的选择。
3.1.9给水排水管网应尽量靠近化工装置区内用水点和排水点布置,尤其是重力流污水管道。减少装置(单元)给水排水管道进、出口的数量,便于管理、计量,有利于对污水排放实施监测。
3.1.12 设置防潮门或鸭嘴柔性止回阀,可以避免洪水或潮水倒灌入工厂。此条参考现行国家标准《室外排水设计规范》GB 50014的规定:管渠出水口受水体水位顶托时,应根据地区重要性和积水所造成的后果,设置防潮门、鸭嘴柔性止回阀等防倒灌设施。
3.1.13 该条为强制性条文。一些化工厂生产污水正常排放时排水水质符合排放标准,但事故时排水水质会超标,若直接排入厂外环境(包括水体),必然会污染厂外环境(包括水体),破坏环境。另外,火灾事故时,消防事故排水含有一定的污染物,经雨水管道排入水体均会造成环境污染。因此,设置必要的收集系统和应急设施可防止受污染的排水排放,避免污染水体,防止污染环境。如,设置消防事故蓄水池、转换井、切换阀等应急设施,在发生火灾事故时,切断外排管道,将被污染的废水排入消防事故蓄水池暂存,避免造成环境污染。
在污染区就近设置污染雨水收集设施,水质检测合格时排入雨水排水系统,水质检测不合格时排入生产污水排水系统,这样既可减少管道敷设,也有利于对污染雨水的监控和排放。
化工厂生产装置或罐区雨水收集后需分质排放。在雨水出防火堤后的管道上设置现行国家标准《石油化工企业设计防火规范》GB 50160要求的设施,同时设置转换井进行不同排水系统间的转换,通过转换井将初期雨水切换至生产污水管道,后期的清净雨水切换至清净雨水管道。
图1是转换井的一种做法。
由于转换井内设有阀门(闸门),且阀杆大多突出地面,转换井设计时应考虑操作、维修方便和对周围环境的影响,应设置在便于操作的位置,不应设置在通道附近以免影响车辆及人员通行。
图1 转换井的做法
转换井内阀门(闸门)的耐腐蚀性要求较高,材质可选择球墨铸铁。当阀门(闸门)关闭后,阀(闸)板前或阀后会产生单向水压,因此阀门(闸门)选用时应根据阀(闸)板前(后)的单向水压校核所选阀门(闸门)的承压能力。实际应用中可采用“铸铁镶铜闸门”“滑阀”等形式的阀门(闸门)。
阀门(闸门)控制应考虑方便操作、管理,应结合全厂自动化操作水平综合确定,宜采用全厂控制室可远传开启的电动或气动(含现场电动和手动)阀门(闸门),如没有条件时,阀门(闸门)操作杆应能够在地面上手动操作。阀门(闸门)应有明显的启闭指示。
3.1.14 给水排水系统中在以下情形下会产生水锤:正常操作时,水泵停泵、阀门快速开闭时;意外情况下,如开泵时,水泵会产生开车水锤;断电时,水泵会产生停泵水锤。
水锤消除宜根据计算确定,目前可用的方法包括解析法、特征曲线法等水锤的基本方程。通过简化得到的水锤分析计算方程如下:
式中:H——管中某点的水头(m);
V——管内流速(m/s);
a——水锤波传播速度(m/s);
x——管路中某点坐标;
g——重力加速度取9.81(m/s2);
t ——时间(s);
水锤的实际计算比较复杂。实际工程中,开关阀门采取规范操作,延长开关阀时间,避免水流速度急剧变化,可防止阀门开闭产生的水锤。水泵停泵产生的水锤情况非常复杂。消除停泵水锤,目前在工程上主要采用安装水锤消除器、爆破膜,或在水泵出口安装缓闭式止回阀、调速启闭的止回阀、液控蝶阀、多功能水泵控制阀及泄压阀等措施。