邢六占(華北制藥集團規(guī)劃設(shè)計院有限公司 河北 石家莊 050015)
在《工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計規(guī)范》(GB50187-2012),表5.3.9中,規(guī)定了自然通風(fēng)冷卻塔和機械通風(fēng)冷卻塔的“冷卻塔與相鄰設(shè)施的最小水平間距”,同時在第5.3.9“注4”中,規(guī)定了:“單個小型冷卻塔與相鄰設(shè)施的間距可適當(dāng)減少,玻璃鋼冷卻塔與相鄰設(shè)施的間距可不受本表規(guī)定的限制。”(詳述以規(guī)范為準,此略)。
在《化工企業(yè)總圖運輸設(shè)計規(guī)范》(GB50489-2009)中,規(guī)定了“機械通風(fēng)冷卻塔與相鄰建筑物、構(gòu)筑物之間的最小水平間距(M)”,在第5.3.3注5中,規(guī)定:“小型機械通風(fēng)冷卻塔與相鄰設(shè)施的間距可適當(dāng)減少?!?詳述以規(guī)范為準,此略)。
在《工業(yè)循環(huán)水處理設(shè)計規(guī)范》GB50050-2007說明中,規(guī)定:“現(xiàn)行規(guī)范和修訂規(guī)范對旁濾量的規(guī)定均為1~5%,但是考慮到有些多塵地區(qū)的企業(yè)反映,旁濾量不足,所以增加了多塵地區(qū)或灰塵指數(shù)偏高地區(qū)可適當(dāng)提高”(詳見規(guī)范說明,此略)。據(jù)此,當(dāng)前設(shè)計循環(huán)水旁濾量有增加的趨勢,有的已達8-10%。而重力式無閥過濾罐,正因其水力自動,不需氣源電源,不需配套設(shè)備,不需人為操控,安裝場地要求不高,無易損、更換件,檢修周期長,長期使用后,也只需在必要時,清洗或更換石英砂濾料,維護簡便、成本極低等獨具的優(yōu)點,而成為首選被廣泛采用,并占有廣闊的市場。
工業(yè)涼水塔是循環(huán)水冷卻必需設(shè)備,重力式無閥過濾罐也應(yīng)用十分廣泛,又由于規(guī)范作了上述規(guī)定,所以很有必要對當(dāng)前已存在的問題,引起高度重視,使設(shè)備發(fā)揮出最大效能。下面就對其予以分析探討。
筆者所知,不少工程項目在這兩種設(shè)備的選型和配置上,均存在不合規(guī)或不合理,甚至既不合規(guī)又不合理問題。
1.涼水塔在此方面存在的問題,多表現(xiàn)在:(1)臺數(shù)配置不合理,不是單臺能力過大就是過小。若單臺能力過大,臺數(shù)就少了,運行調(diào)節(jié)范圍變小。因為冷卻塔熱力性能由諸多設(shè)計參數(shù)(含氣象條件)決定,水溫降并非隨流量的大幅減少而成線線性比例顯著增大。尤其調(diào)節(jié)為低負荷(低于設(shè)計下限)狀態(tài)下運行,就成大馬拉小車,造成運轉(zhuǎn)成本相對升高。若單臺能力過小,雖調(diào)節(jié)性強,但占地較大。(2)對規(guī)范中對涼水塔類型及大、中、小型界限的劃分定義,理解不準不透,導(dǎo)致涼水塔布置不符合規(guī)范規(guī)定的“冷卻塔與相鄰設(shè)施的最小水平間距”和“通風(fēng)間距”,不是間距小了,達不到規(guī)范“最小水平間距”和通風(fēng)間距的要求,驗收通不過,就是間距大了,浪費占地;(3)對涼水塔的選型,排列組合的科學(xué)性不夠,造成配置不合理。(4)對其布置形式缺乏多種方案比較,該分散還是集中。
2.重力式無閥過濾罐在此方面存在的問題,表現(xiàn)在:(1)沒有注意到產(chǎn)品樣本中,虹吸排污池不合理,尺寸偏小問題。大排污量時出現(xiàn)反沖洗污水外溢;
這種重力式無閥過濾罐,產(chǎn)品樣本中,各制造廠家的設(shè)備特性參數(shù)是相同的。其平均反沖洗強度均為15升/M2.S。單臺過濾罐產(chǎn)水量從20M3/h~175M3/h,對應(yīng)的虹吸反沖洗排水流量(強度按15升/M2.S在繼續(xù)進水工況下)從18.75升/S~163.65/S。排污量增加了近8倍,對應(yīng)的虹吸排污池尺寸卻為同一大小。單臺產(chǎn)水量從200M3/h~750M3/h的過濾罐,對應(yīng)的反沖洗排水流量(強度按15升/M2.S在繼續(xù)進水工況下)從188.3升/S~467.6/S。排污量增加了近1.5倍,對應(yīng)的虹吸反沖洗排污池尺寸也為同一大小。(2)單臺型號選的大,除仍存在不便調(diào)節(jié)外,排污不能分流錯峰,既是將反沖洗強度經(jīng)調(diào)小,反沖洗排污瞬間排量和沖量仍會很大,排不急,大量外溢。有的一味靠增大排水管徑,卻又造成了投資浪費。(3)沒有與涼水塔的配置作對應(yīng)的合理匹配,使二者檢修和運行不宜協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)。
實際工程案例證明,單臺過濾罐產(chǎn)水量從20M3/h~80M3/h,即反沖洗排水流量從18.75升/S~75升/S范圍時,樣本中緩沖池尺寸較為合適,反沖洗排水流量從75升/S~163升/S范圍時,尺寸明顯偏小,緩沖度不夠。在188.3升/S~467.6/S排量時,隨排量的增大,水勢更猛,沖量更大,問題也顯得更加突出,即便增大排水管,效果也不明顯。污水外溢,既污染周圍地面環(huán)境。又損失污水回收處理量和增加人工維護工作量。所以精心合理的選擇過濾罐臺數(shù),并改大虹吸排污池尺寸,是一個很好的措施,也是一個不可忽視的重要環(huán)節(jié)。
首先要對規(guī)范有準確的理解和掌握,特別注意各規(guī)范的適用范圍,熟悉所設(shè)計項目的特點,分析和了解生產(chǎn)工藝方式、預(yù)判生產(chǎn)負荷變化規(guī)律情況,為設(shè)備選型提供依據(jù)。設(shè)備在選型和配置上,可針對性地從以下幾個方面入手:
1.涼水塔選型及配置:(1)要選擇正規(guī)的、有制造資質(zhì)的生產(chǎn)廠家;(2)要符合《工業(yè)循環(huán)水冷卻設(shè)計規(guī)范》有關(guān)規(guī)定。(3)利用最先進成熟的科技成果。(3)選擇涼水塔布置方式,是集中還是分散;(4)選擇空間布置的形式,是部分還是全部平面或豎向布置;(5)選擇組合形式,少臺還是多臺,同型號還是不同型號組合;(6)借鑒利用好的經(jīng)驗;(7)要適合項目所在地的氣象、氣候條件、熱力性能滿足生產(chǎn)工藝需要;(8)適合水質(zhì)的要求;(9)確定能承受的地震烈度;(10)確定能承受的最大風(fēng)載;(9)經(jīng)過方案比選,確定既符合規(guī)范中“與相鄰設(shè)施的最小水平間距”和“通風(fēng)間距”的要求,又最省地,最適合項目特點和實際的最優(yōu)方案等。
2.重力式無閥過濾罐選型及配置:(1)要選擇正規(guī)的、有相應(yīng)資質(zhì)的生產(chǎn)廠家,生產(chǎn)制造符合相關(guān)規(guī)范;(2)選擇組合形式,少臺還是多臺,不同型號還是同型號;(3)應(yīng)與涼水塔的配置相匹配;(4)經(jīng)過多方案比選,確定最優(yōu)的方案。
對前述虹吸排污池小的問題,可采取以下措施:1>依據(jù)排水量,并考慮到其沖量,注意適當(dāng)放大樣本中虹吸排污池尺寸,提高緩沖能力;這在設(shè)備設(shè)置在屋頂時,尤為重要;2>酌情盡量選多臺小型過濾罐配置,這樣各臺能錯開排污。還可將各虹吸排污池聯(lián)通,以分散排污;3>若場地允許,就近設(shè)專用緩沖池,這樣可減小排污總管管徑;4>大排量的情況下,就近設(shè)置專門的循環(huán)水排污水處理站,縮短排污管和回用中水管長,減少阻力,減少工程投資,一舉多得(注:就近設(shè)置專門排污水處理回收站問題不在此討論);5>特別提示,不建議一味采取增大排水管徑的措施,既便是增大排水管徑,也應(yīng)僅限在靠近排出口較短距離內(nèi),起到疏散緩沖水流的作用即可,以免增加工程投資。
此項設(shè)計是一個比較復(fù)雜的系統(tǒng)工程,目前存在問題的案例不少,要避免上述問題的發(fā)生使其設(shè)計合理,就應(yīng)著重從以下方面著手。
1.熟悉其設(shè)備性能、原理,搞好市場調(diào)研,摸清用戶對該種設(shè)備的使用情況;加深對項目生產(chǎn)工藝特點的了解,開拓和豐富設(shè)計思路、利用好有關(guān)經(jīng)驗,精心推敲,全面權(quán)衡。
2.熟悉相關(guān)規(guī)范,將規(guī)范、基本理論知識和最新科技成果,豐富的設(shè)計和工程經(jīng)驗及先進的理念有機結(jié)合,融會貫通;有針對性地選型配置,做到因地制宜,量體裁衣。
3.對還存在此問題的案例,筆者認為,在適當(dāng)?shù)臅r機,酌情擇機予以技改,是很有必要的,對合理經(jīng)濟運行,降低動力成本,提高經(jīng)濟效益很有成效。
本文只是針對筆者本人發(fā)現(xiàn)的問題,提出探討性的思路,希望對設(shè)計者起到拾漏補缺,有所啟發(fā),引起重視,對使用者起到有所收益的作用。
[1]《工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計規(guī)范》(GB50187-2012).
[2]新版國標(biāo)《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范》GB50050-2007規(guī)范修訂的背景、意義及其特點.
[3]《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50016-2006).
[4]《室外排水設(shè)計規(guī)范》(GB50014-2006).
[5]《工業(yè)循環(huán)水冷卻設(shè)計規(guī)范》(GBT50102-2003).
[6]《化工企業(yè)總圖運輸設(shè)計規(guī)范》(GB50489-2009).
[7]《機械通風(fēng)冷卻塔工藝設(shè)計規(guī)范》(GB/T50392-2006).