天然气工程液化厂项目给排水设计方案

天然气工程液化厂项目给排水设计方案概述设计依据气象资料ZZZ位于XXX省西部CCC盆地南西段，平均海拔高程2820m左右。气候属于干旱和半干旱典型的高原大陆性气候，其特点为高寒多风、干燥、蒸发量大于降水量。太阳辐射强，昼夜温差大，冬寒夏爽。ZZZ年平均气温4.3℃，极端最高温35℃，极端最低温-33.6℃。最冷月份为1月份，平均气温-22.3℃；最热月份为7月份，平均气温24.9℃。参考西宁市的气象资料，频率为10%的日平均干球温度为21.2℃，日平均湿球温度为15.6℃。设计遵循的国家规范和标准《室外给水设计规范》 GB50013-2006《室外排水设计规范》 GB50014-2006《建筑给水排水设计规范》 GB50015-2003《工业循环水冷却设计规范》 GB/T50102-2003《建筑设计防火规范》 GB50016-2006《液化天燃气(LNG)生产、储存和装运》 GB/T20368-2006《石油天然气工程设计防火规范》 GB50183-2004《高、中倍数泡沫灭火系统设计规范》 GB50196-2002《给水排水制图标准》 GB/T50106-2001《给水排水构筑物施工及验收规范》 GBJ141-90《给水排水管道工程施工及验收规范》 GB50268-97《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242-2002设计范围及分工本专业负责厂区内全部给排水工程设计。具体内容如下：生产、生活给水系统稳高压消防水给水系统泡沫混合液供应系统循环冷却水系统污水处理厂区给排水管道室内给排水管道设计分界线为厂区围墙外一米处。给水给水水量和水质本工程用水主要为人员生活用水、生产用水、设备、车辆、地面的冲洗用水、站内每天考虑一定的绿化灌溉用水未预见水量。当天然气泄漏或发生火灾事故时，需要一定量的消防用水。（1）生活用水 站区生活用水主要为职工及客人日常生活需要，职工用水量标准按200L/人·班计，小时变化系数按2.0计，该站每天工作16小时，采用两班工作制，职工最大班人数为40人，日平均用水量为16.0m3/d。（2）生产用水站区用水主要为工艺设备冷却用水为1515m3/h，由于用水量大，系统采用闭式循环冷却系统，冷却过程中约有23m3/h的耗量，则日补水量为576m3/d。（3）设备、车辆、地面的冲洗用水设备、车辆、地面的冲洗用水按2m3/d，集中用水时间为1h。（4）道路浇洒及绿化用水浇洒道路用水标准按1.5L/m2·次计，每日浇洒1次，浇洒面积约1000m2，用水量为1.5m3/d；绿化用水标准按2.0L/m2·次计，每日浇洒一次，浇洒面积约1500m2，用水量为3m3/d。（5）消防用水根据《建筑设计防火规范》和《石油化工企业设计防火规范》规定，厂区消防用水量应按同一时间内的火灾次数和最大一次灭火用水量确定。故本厂消防用水量按贮罐区一次灭火用水量计算。其水量应为配置泡沫用水及着火罐和邻近罐的冷却用水量之和，此部分水，由消防水池储备。厂内用水量见下表：表12.2-1给水统计表序号用水名称用水量备注日用水量（m3/d）最大小时（m3/h）1生产用水57624GB5749－20062生活用水162.0GB5749－20063车辆冲洗、浇洒道路及绿化用水6.56.5GB5749－20064未预见水量66．53.5按总用水量的10%计5总用水量66536不计消防用水给水方案本项目分为生产-生活给水系统，循环冷却水给回水系统，稳高压水消防给水系统和泡沫混合液供应系统。生产-生活给水系统本厂位于ZZZ市经济开发区内，该区内已有完善的给排水管网。位于厂区外有一条DN400的给水干管，供水压力约0.40MPa，流量满足本厂用水要求，且经济开发区主管部门同意向本厂供水。因此，本厂的生活、生产给水、消防补充水依托该市政管网供水，直接从附近市政管网上接管。接管管径为DN300，经计量后进入厂区，与厂区管网连接。生活给水水质满足《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）指标。给水方案流程见图12.2-1。市政管网计量（水表）厂内给水管网用水点图12.2-1给水方案流程循环水系统该系统主要负责压缩机等工艺装置的循环水冷却水供给。根据工艺要求及当地气候条件，循环冷却水采用闭式系统。其流程如下：补水装置软化水膨胀水箱补水装置软化水膨胀水箱软化水箱工艺装置循环水泵工艺装置循环水泵闭式冷却塔闭式冷却塔需用循环水的装置、设备有：制冷压缩机冷却器、再生气压缩机、闪蒸气压缩机冷却器、再生气贫液冷却器等。其循环水水量、水温、压力统计详见表12.2-2。表12.2-2循环水水量、温度及压力统计类别名称循环水水量(m3/h)供水温度(℃)回水温度(℃)供水压力(MPa)回水压力(MPa)备注MRC压缩机132032400.400.25连续运行BOG压缩机1332400.400.25连续运行再生气冷却器4432400.400.25连续运行脱水再生气冷却器532400.400.25连续运行再生气压缩机832400.400.25连续运行合计139032400.400.25连续运行循环冷却水规模确定根据上述统计，并适当考虑一定的裕量，循环冷却水的设计规模确定为1600m3/h。循环水水质及补充水量根据冷却设备对循环水水质的要求，本循环水系统采用闭式循环系统。该循环水系统中，一次循环冷却水、二次循环冷却水水质应分别满足《工业循环冷却处理设计规范》（GB50050-2007）中闭式系统、间冷开式系统循环冷却水水质指标。一次循环冷却水设计规模为1600m3/h，补充水采用软化水，补充水量按设计循环水量的0.1%计，即1.6m3/h（38.4m3/d）。二次循环冷却水补充水采用厂区的自来水，水质满足《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）指标。补充水量为设计循环水量的1.4%计，即22.4m3/h（537.6m3/d）。二次循环冷水排污量为0.2%，即3.2m3/h（76.8m3/d）。循环水系统组成循环水系统包括一次循环水泵、一次循环补水泵、补水箱、密闭型冷却塔（含二次循环泵）、二次循环水处理设备、管路系统、阀门及其它有关附属设施等。全厂循环水管道材质采用焊接钢管，一次循环水泵出口供水压力≤0.50MPa；一次循环补水泵出口供水压力≥0.60MPa。冷却塔设计和水泵选择 采用ZZZ地区气象资料(每年超过5天的昼夜平均干、湿球温度)作为冷却塔的设计参数：干球温度θ=26.6℃湿球温度τ=12.8℃用户要求参数:水量Q=1600m3/h供水压力P1=0.50MPa回水压力P2=0.20MPa供水水温t2=30℃回水水温t1=38℃温差ΔT=8℃依据上述要求和条件，冷却塔采用复合流型闭式冷却塔（蒸发式空冷器）4套，单塔产水能力为411m3/h，总装机功率44kw，塔平面尺寸为9400×3870×2770。由于循环系统中，需要克服工艺设备、冷却塔以及管路系统阻力损失，循环冷却水供水泵选用双吸水泵3台(两用一备)，其性能为Q=789m3/hH=53mN=160kwU=380V。循环冷却水供回水系统干管采用DN500焊接钢管，焊接连接。管道基础采用3：7灰土垫层，管道外壁防腐采用环氧煤沥青加强防腐。膨胀水箱选择膨胀水箱用于回收引膨胀导致的泄水，系统初始运行时最大膨胀量约为1.5（m3）由软化水箱兼容。（VP=0.0006×系统容量×△t），运行正常后系统膨胀水量为0.48m3，由气压罐兼容。补充水及水质稳定处理由于一次循环系统采用闭式循环系统，水和空气不直接接触，在运行中没有水分蒸发，只需补充极少量的系统渗漏水量，系统采用软化水作为补充水。系统设软水处理装置一套，处理能力按4T/h设计。软化水通过变频水泵补入循环系统，系统选用BHGC2/2-0.67型补水设备一套，水泵采用两台，一用一备，初期上水或事故补水时，两台同时运行。并配￠380×770气压罐一个，用以系统稳压。为防止二次循环冷却水系统内因水质恶化引起结垢、腐蚀，降低密闭式冷却塔的散热管路的换热效率和使用年限，每台喷淋泵进水管设过滤器，出水管上增设电子水处理仪，其反洗排污通过设备控制箱自动完成。电子水处理仪具有杀菌灭藻、防垢、超净过滤功能。循环水系统的水质问题往往是综合性的，综合水处理仪通过采用高频技术与电能场效应的结合方式，针对电化学腐蚀、结垢、菌藻繁殖的不同问题，采用多重频段及静电高压组合，并利用高频叠加原理形成广谱大功率设备，从而具有高效的杀菌灭藻、防垢功能。稳高压消防给水系统厂区消防给水采用稳高压系统，根据消防要求，厂内在同一时间内的火灾次数按一次考虑，其消防水量按储罐区一次消防用水量确定。一次消防总用水量为V=5285m3，消防水总有效容积按5500m3计。采用钢筋混凝土结构，尺寸为44*36m,池深4.0m，分两格，并能够独立使用。该稳高压消防给水系统总供水量Q=954m3/h，供水压力H=0.8-0.9MPa，消防主泵选用两台，其性能为Q=504m3/hH=87m，N=160kw；备用柴油机消防泵两台，其性能为Q=570m3/hH=110m柴油机，N=250kw；稳压泵选用两台（一用一备），其性能为Q=30m3/hH=95m，N=15Kw，平时由稳压泵维持系统压力，火灾时由消防主泵根据管网压力变化自动向系统加压供水。当出现供电系统故障时，或消防主泵故障时，柴油机消防泵投入使用。管网布置成环状，设室外地下式消火栓和室外消火栓箱；在罐区周围另外设置消防水炮对罐壁实施冷却喷淋，罐体上部设置喷淋环对罐顶实施冷却喷淋；在综合楼、压缩机房等单体内设置室内消火栓。消防给水干管采用DN350焊接钢管，焊接接口。管道基础采用3：7灰土垫层，管道外壁防腐采用聚乙烯胶带防腐层。泡沫混合液制备和供给系统根据消防要求，为控制罐区液化天然气流淌火灾，需在罐区集液池及罐区周围设置高倍数泡沫发生器。本项目泡沫混合液供给量为24L/S，泡沫混合液制备采用压力式，混合比为3%，泡沫混合液连续供给时间为60min，采用氟蛋白泡沫原液约2592L。选用V=3000L型压力式泡沫比例混合装置一套。其性能为沫混合液供给量Q=24L/S混合液压力0.6MPa，采用稳高压消防给水系统作为比例混合器的压力水。进口压力08-0.85MPa，该系统的泡沫原液储罐、比例混合器、仪表、阀门、管道以及与压力水管上的电动阀和传感控制设施等均由成套供货负责。泡沫混合液供给管采用DN150焊接钢管，焊接接口。管道基础采用3：7灰土垫层，管道外壁防腐采用聚乙烯胶带防腐层。主要设备选型主要设备选型见下表编号设备名称型号规格单位数量备注一循环水系统1闭式冷却塔Q=411m3/hN=44kWΔT=8℃塔体尺寸：9400×3870×2770材质：镀铝锌钢板套42单级双吸泵Q=789m3/hH=53mN=160kWU=380V台3两用一备3补水装置BHGC2-2-0.67撬1配水泵：Q=2m3/hH=0.67MPaN=1.1kWU=380伏台2一用一备配气压罐￠380×770个14不锈钢膨胀水箱由22.5m3除盐水箱兼容个15全滤式综水处理器处理能力：Q=9m3/h6WA5型手动单轨吊车处理能力：Q=9m3/h套1自带控制系统排水污水排水量厂区污水排水主要来工艺装置排出的生产污水、设备检修污水以及化验室、循环水场、锅炉房污水等辅助生产装置排出的生产污水和厂区生产、管理人员的生活污水等，根据排水性质，其水量、水质见表12.3-1。表12.3-1污水统计表污水类别污水来源排放规律污水量（m3/d）主要污染物CODcr预估值生产污水生产装置连续9.6化学溶剂600分析化验污水分析化验室间断2.0化学药剂5000全厂检修污水全厂装置1次/年80（m3/年）化学溶剂10000全厂场地冲洗废水全厂间断50（m3/月）含泥砂类50循环水排水密闭式冷却塔连续76.8含盐类、悬浮物100生活污水办公区间断12.8含有机物类400排水方案污水系统：针对天然气液化厂内排水点多、排水水质成分复杂、差异大的特点，设计上根据各排放点的具体水质情况采取分类收集、水质调和、分类处理。雨水系统：本厂区外没有的市政雨水排水管网。本厂雨向东北方向通过场地设计坡向排至站外。各工艺装置区设截流沟，能将工艺装置泄漏或事故消防时产生的有毒有害污水，统一收集到事故污水池。排水分类根据污水水质特点及处理工艺要求，按分质、分流方式进行处理。对厂区污水做如下分类：1）生产污水天然气液化厂正常生产污水包括工艺装置日常排水、化验室排水等，约12m3/d。该部分污水水质变化幅度相对较小，但有时也会因工艺上操作不当产生较大的冲击负荷。正常运行时CODcr值约400～800mg/l。2）检修污水检修污水水量约80m3/a，检修污水仅在每年开停工清洗工艺设备时产生，水质变化受清洗操作方式影响较大，CODcr值约1000～10000mg/l。3）事故污水事故污水为工艺装置、LNG罐区发生泄露、火灾等产生的污水，污水中污染物成分较复杂，污水浓度变化幅度也大。CODcr值约10000～100000mg/l。4）生活污水、生产废水生活污水为职工排出的生活污水；生产废水包括含盐废水及含泥沙废水。生活污水含少量有机物等，约12.8m3/d。生产废水含盐废水包括锅炉排污水、循环冷却水系统排污水等，水量为76.8m3/d，该部分水质较好，仅含较多的盐份、悬浮物，COD值在100mg/l以下。装置区场地冲洗水、设备冲洗水，主要含泥沙等，50m3/月.次。排水处置根据业主提供的资料，距离本厂约1km处为ZZZ炼油厂，该厂有污水处理设施一套，处理规模为350m3/h，目前实际处理量为280-300m3/h。该厂污水处理站同意接纳本厂排放的生产污水。据此，拟将本厂的生产污水、化验污水、检修污水、事故污水（水质主要含化学溶剂TEG、化学药剂等，CODcr约1000-2000mg/l）排至ZZZ炼油厂集中处理，污水量约12m3/d；其它生活污水、生产废水等（水质主要含CODcr、SS等，CODcr<300mg/l、SS约400mg/l）水质符合《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082-1999）要求，直接排至本厂附近的城市污水管网，进入城市污水处理厂集中处理，污水量约89.6m3/d。污水处理系统流程见图12.3.-1。（1）事故污水事故污水池移动式提升泵（2）生产污水、化验污水、检修污水集水池 提升泵ZZZ炼油厂污水处理站（3）生活污水、生产废水城市污水管网图12.3-1污水处理系统流程主要设备材料及工程量排水系统的主要设备材料见表12.3-2。表12.3-2主要设备材料序号名称规格单位数量备注（一）污水系统1提升泵，Q=30m3/h，H=40m，N=7.5Kw台21用1备2移动式提升泵，Q=25m3/h，H=9m，N=1.1Kw台1320#无缝钢管，DN100～50m1400420#无缝钢管，DN200m400（二）全厂排水系统1PVC-U双壁波纹管，DN300m15002PVC-U双壁波纹管，DN200m2003砖砌隔油池ZG-1座14污水收集池LxBxH=20m*12m*3m座15事故应急池LxBxH=30m*12m*3m座16砖砌化粪池Z5-12QF座17地面操作立式阀门井，φ1200，H=1400-2000mm座48砖砌圆形污水检查井，φ700-1000mm，座60事故状态下水体污染防控系统根据国家安监总危化[2006]10号文件规定，本厂应设置事故应急池，用于收集事故状态下的事故废液。事故状态下可能外溢的废液主要有