消防供水设计方案教学提纲.docx
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消防供水设计方案教学提纲
杭锦旗亿嘉投资有限公司
消防供水系统消防泵站及生产消防水池设计方案
卷册号：
F1207S-S0301
北京中电加美环保科技股份有限公司
设计：
校核：
审核：
批注：
1项目概况
项目名称：
杭锦旗亿嘉投资有限公司消防供水系统
建设地址：
内蒙古自治区鄂尔多斯市杭锦旗独贵塔拉工业园区
2设计依据
2.1标准规范
《内蒙古自治区建筑消防设施检验规程》DB15-2009
《建筑设计防火规范》GB50016-2006
《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008
《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92
《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98
《石油化工静电接地设计规范》SH3097-2000
《建筑内部装修设计防火规范》GB50222-95
《工业企业总平面设计规范》GB50187-93
《化工企业总图运输设计规范》HG/T20649-1998
《钢结构防火涂料应用技术规范》CECS24:
90
《建筑钢结构防火技术规范》CECS200:
2006
《建筑抗震设计规范》GB50011-2001
2.2设计合同及技术文件
2.2.1基础工程设计
2.2.2总体设计统一规定
2.3设计范围
本设计只包含消防供水系统，包含消防生产水池、消防水泵，消防水泵房以及配套的电气，控制系统，不包含灭火等系统。
3设计原则
消防供水系统消防泵站及生产消防水池是消防供水系统的心脏，担负着消防供水的责任，因此，消防供水系统消防泵站和生产消防水池的设计遵循以下基本原则：
3.1设计符合国标，地方消防验收检验规范
3.2设计安全可靠，稳定。
3.3经济合理，消防和生产水池合建，利用生产用水和补水保持消防生产水池的水质，起到稳定水质，经济合理的用水的目的。
4工艺系统描述及工艺流程
生产消防水池不仅要满足全厂消防用水需要之外，还需要供给全厂生产水，并应在水池内留有消防水量不被动用的措施。
消防水计算：
生产区按消防水流量1650m3/h（460L/s）、火灾持续时间3小时计，消防水量为4950m3，罐区按消防水量1080m3/h（300L/s）、火灾持续时间为6小时，消防水量为6480m3，共需消防水量为11430m3.设计消防水量为1650+1080=2730m³/h。
生产水计算：
生产用水量正常为：
2500m3/h，最大为3000m3/h。
生产水储水应按4h计算，所需容积12000m3。
因此，生产消防水池总容积应为23430m3。
可取24000m3。
本工程方案消防和生产水池合建，生产消防水池的水源由位于生产消防水池北侧的原水处理站泵清水池内水用泵压力送入到生产消防水池，提供给生产消防水池的生产供水，满足生产用水2500-3000m3/h的流量。
5系统设备选型
5.1消防水泵
综合考虑消防水所需压力、消防水量，本设计设置一套独立的高压消防水系统，设电动消防泵5台，单泵能力：
Q=600m3/h，H=121m，P=355kW；同时设计柴油泵2台，单泵能力：
Q=1600m3/h，H=121m，P=820kW；电动稳压泵2台，1用1备，单泵能力：
Q=50m3/h，H=121m，P=37kW。
管网压力平时由稳压泵担负，稳压泵自动启停（管网压力降低至1.15MPa时开启，升高至1.25MPa时停泵），发生火灾时，电动消防水泵启动供水，消防泵房停电时，柴油泵启动向消防系统供水。
每台电动消防水泵和柴油消防泵的进出口设计电动闸阀，用于阀门的自动开启和调节流量，稳压泵的进出口设计手动闸阀，平时常开。
消防供水泵房内设计集水坑，内置潜污泵Q=20m3/hH=15m一台，用来排除泵房可能的积水。
消防供水泵站内部全部采用碳钢管，小于DN200的管道采用无缝碳钢管，在泵房内部采用法兰连接一段孔网复合钢管，便于和设计院室外管网相连。
5.2生产消防水池
消防生产水池总有效容积为24000m³，按照设计规定，设计2组独立的生产消防水池，每组有效容积12000m³，消防生产水池的水来源于清水池，由清水池泵房的专用水泵（不在本设计范围内）压力流流入消防生产水池。
生产消防水池设计顶标高1102.00，生产消防水池池底标高1097.80m，设计长度为121m，有效容积12000m3.
5.3吸水池
为保障安全供水，保障生产消防水池有检修的时间，设计一座吸水池，吸水池的有效容积按照柴油消防水泵的吸水口标高1097.66m，考虑水泵吸入口必须配置的弯头、吸水喇叭口、喇叭口支座等配管，吸水池池底标高1095.50，设计有效容积61.7x4x5.5m³。
吸水池和每座生产消防水池之间靠2根DN1200的联通管联通，联通管上设计电动滑阀，平时电动滑阀打开，当其中某座生产消防水池需要检修时，不影响另一座生产消防水池的正常使用。
5.4持压泄压安全阀
在消防水泵出口母管上设计持压泄压安全阀，当消防供水泵出口母管压力超出设计压力时，超压泄压安全自动起跳打开一定的开度，保障阀前管网内压力稳定，安全阀设计有旁路，根据实际需要，泄压安全阀的设定起跳压力1.33MPa，高于1.33MPa时，泄压阀自动开启一定的开度，保持管网压力维持在1.21MPa，设计回座压力1.21MPa，泄压安全阀的口径应满足一台柴油消防泵的全部流量通过，泄压安全阀设计数据：
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
持压泄压安全阀
AX742XDN450，PN1.6
台
1
设定起跳压力1.33MPa，设定回座压力1.21MPa
5.5消防水泵房
为满足安装需要，消防水泵房设计为66mx10m，安装电动消防水泵5台，柴油消防水泵2台，消防稳压泵2台，生产供水泵4台。
为满足消防水容积的要求，柴油高压消防水泵的吸入管安装高度为1097.66m，电动消防水泵进水管中心标高1097.6，为防止生产水泵动用消防水，低于消防水最低液,1097.80m，生产水泵的吸入管位于生产消防水池消防水正常液位以上，消防水正常液位1099.80m，生产水泵吸入管标高设计为1099.855m。
6自动控制系统
消防供水系统由系统仪表、消防水泵和消防水泵进出口闸阀、生产消防水池进水电动阀、出水电动滑阀、PLC控制系统组成。
消防供水系统的主要仪表有设置在吸水池上的液位计，消防供水水泵出口母管
压力变送器和消防供水泵房的集水坑的液位计组成。
6.1消防供水系统内仪表
序号
仪表名称
安装位置
功能作用
备注
1
液位变送器
吸水池池顶
监测吸水池液位，液位高出溢流液位时或液位低于生产水正常液位时，需报警，并检查调整预处理站来补水系统，液位低于消防水正常液位时，需报警并暂停生产水泵供水，消防用水时，监测消防水液位的变化，为消防用水提供保证。
2
压力变送器
消防供水泵出口管网
监测消防供水泵出口压力，指导消防供水泵的变频运行，保障消防管网的压力稳定
3
液位变送器
消防泵房集水坑
监测液位，液位达到高液位时，开启潜污泵，排除泵坑内积水
6.2PLC控制系统和操作员站
PLC系统作为消防供水系统的控制中心，接收全厂消防供水的信号指令，一旦接收到消防供水指令，自动启动消防供水泵给管网供水，同时控制系统能监测到消防供水系统内的设备运行工况，各仪表参数。
消防供水区设计操作员站，配置工控机，PLC柜、显示器等设备，操作人员只需在操作员站进行操作，就能有效的对消防供水系统进行操作。
6.3火灾报警系统
在消防供水泵站电缆夹层、柴油消防水泵柴油桶附近等易燃地点设计烟感，并将信号接入火灾报警盘，同时将信号接入到全场火灾报警系统。
7电气系统
7.1电机供电系统
在消防供水区单独设计电气间，电气负荷为Ⅰ级负荷，电气间内设计2500KVA变压器2台，变压器内电源来源于污水处理、回用水处理站内高压配电室，每台电动泵配软启动柜和变频控制柜各1台，实现双回路供电，同时供电采用双电源系统，确保供电安全。
在电气室同时设计变频控制柜，电源分配柜等，给电动消防水泵、稳压泵、生产水泵供电。
7.2电动消防水泵变频控制系统
为达到《内蒙古自治区建筑消防设施检验规程》（DB15-2009）的设计要求，消防水泵中每台水泵均设计变频，变频器统一布置电气设备间。
当稳压泵不能保证运行压力时，第1台电动消防泵先变频启动，保证出口压力达到1.21MPa，当第1台泵工频运行仍然不能保证出水压力时，第2台电动消防泵变频运行，直至工频运行，直到所有的电动消防泵都工频运行。
同时稳压泵设计变频控制柜，稳压泵稳定管网压力而启动时，可以变频启动，逐步增大频率，直到管网压力达到1.21MPa。
8平面布置
平面布置祥见总图，生产消防水池、吸水池、消防泵房依次从北往南布置，生产消防水池的进水由北边的原水预处理站内清水池接入。
消防供水泵房内水泵的布置满足水泵检修需要，生产水泵的吸水管位于消防水正常液位以上，防止消防水被动用。
9运行方式
9.1正常工况
正常情况下，消防水管网内压力由稳压泵保持稳定，由设置在主管网上的压力变送器控制，当压力低于1.2MPa时，稳压泵自动启动，保持管网内压力稳定在1.21MPa。
9.2生产区或灌区发生火灾时
当生产区发生火灾时，PLC接收到生产区火灾信号时，先低频启动1台电动消防水泵，该水泵的频率由压力变送器控制，当消防用水量增加时，管网压力会剧降，电动消防水泵由低于50HZ的频率直至工频运行，保障供水管网的压力，当第一台电动消防水泵工频运行仍不能满足管网压力要求时，第2台电动消防泵低频启动，直至工频运行，一直到第3泵工频运行；考虑到水泵并联运行有5%的流量损失，3台电动消防水泵并联运行能提供的总消防水量约1710m3/h，满足生产区消防用水需要。
当罐区发生火灾时，先低频启动1台电动消防水泵，该水泵的频率由压力变送器控制，当消防用水量增加时，管网压力会剧降，电动消防水泵由低于50HZ的频率直至工频运行，保障供水管网的压力，当第一台电动消防水泵工频运行仍不能满足管网压力要求时，第2台电动消防泵低频启动，直至工频运行，2台电动消防水泵工频运行提供约1140m3/h的流量，满足罐区生产用水的需要。
当系统失电时，可以用柴油消防泵提供灭火水源。
9.3生产区和灌区同时发生火灾时
当生产区和灌区同时起火时，依次启动全部电动消防水泵，能提供约2850m3/h的流量，满足消防供水的需要。
9.4电动消防泵故障时
发生火灾时，任何一台或两台电动消防泵故障时，都可以启动其他电动消防泵投入运行，但其他电动消防泵工频运行不能满足管网稳压在1.21MPa时，可以启动柴油消防泵，维持管网压力。
任何工况下，一旦管网发生超压时，都可以依靠持压泄压阀保持管网压力稳定在1.21MPa-1.33MPa.
9.5停电时
发生火灾停电时，依靠柴油消防泵本身的充电电源启动柴油泵，柴油泵的油桶的柴油量能满足柴油机运行6小时使用。
10主要设备、建构筑物清册
10.1主要建构筑物
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
消防生产水池
12000m³，30x121x4.2m
座
2
半地下，顶板保温，
2
吸水池
61.7mx4mx6.5m
座
1
3
消防生产水泵房
10mx66mx12m
座
1
半地下结构
4
消防生产水泵电气间
14mx7mx5.5m
座
1
地上
5
消防生产水泵控制室
7.0mx5mx5.5m
座
1
地上
10.2工艺、电气、热控设备清单
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
高压电动消防水泵
Q=600m3/hH=121mP=355KW
台
5
2
柴油消防水泵
Q=1600m3/hH=121mP=820KW
台
2
3
消防稳压水泵
Q=50m3/hH=121mP=37KW
台
2
4
集水坑排水泵
潜污泵，Q=20m3/h，H=20m
台
1
5
电动滑阀
DN1200，用于消防水池和吸水池的联通
台
4
6
10KV变压器
2500KVA
台
2
7
MCC柜
面
2
8
电动消防水泵变频控制柜
面
5
9
软启动柜+PLC控制柜
面
5
10
电动水泵就地电控柜
面
5
11
电动阀门就地电控柜
面
8
12
稳压水泵变频控制柜
面
1
13
操作员站
Optiplex380DesktDELL主机酷睿2双核（E7500/2GDDR3/320G/SATA/DVD-ROM
台
1
14
显示器
22英寸，1920x1080
台
1
15
PLC
套
1
升级会员 