太平洋恩利食品有限公司新建水产品加工冷藏工程项目的给水排水设计

纪丽萍

(国内贸易工程设计研究院,北京100069)

1 项目概况

1.1 项目特点

太平洋恩利食品有限公司是集水产品加工、运输及贸易为一体的外商独资企业,是在香港上市的太平洋恩利国际控股有限公司的直属公司,产品出口到欧洲、美国、加拿大、日本、韩国等36个国家和地区。公司在青岛市设有四个全资子公司及多家协作加工厂,员工达万余人,年进出口总量25万吨。公司冷冻水产品系列是国际水产界公认的优质产品,在水产界享有很高的声誉。太平洋恩利食品有限公司新建水产品加工冷藏工程项目是公司投资8亿元人民币在青岛市城阳区红岛镇宿流村建立的大型现代化的国际食品加工工业园。工业园占地333000m2,车间面积共计 89909m2,可同时容纳3000名员工作业。该园区经过两年多的施工,于2009年2月正式投产。在同行业中该工业园规模位居全国第一、水产品进出口量位居全国第一、员工人数位居全国第一、加工能力位居全国第一。

1.2 项目组成

该工业园分为生产加工区、生活区及辅助设施区,其中辅助设施区主要为生产加工区及生活区服务。生产加工区由一座原料冷库 (公称体积:99500m3、库容量约为29000吨、库温 -28℃)、一座成品库 (公称体积:66300m3、库容量约为11200吨、库温-28℃)、两座二层小加工车间、后勤办公楼、鱼糜车间、机房、二座大加工车间、解冻中心、调理车间、腌制车间及鱼粉车间、成品仓库、丙类物料仓库、丙类仓储区、机修车间等组成,各车间之间由有顶盖的封闭连廊连接。连廊最小宽度为6.2m,高为4.0m,消防车可通行。

1.3 用水量计算

根据业主提供资料,按每吨鱼耗用28 m3水计,大加工车间按每二班 (每天)处理42.86吨成品鱼计算及小加工车间按每二班 (每天)处理21.43吨成品鱼计算。解冻中心按每二班 (每天)解冻原料鱼600吨,用水量为400 m3。车间生产用水量Kh=1.1;生活用水量按每人每班35升计算。生活用水量Kh=1.2。用水量及用水标准见表1。

表1 用水量及用水标准

1.4 水产品加工工艺流程

从加工工艺流程可知,原料鱼的解冻、修整、漂洗都涉及到给排水专业。

1.5 给水排水系统

本项目的所有水产品加工车间及冷库都涉及到给水和排水。除涵盖职工生活给排水系统及雨水系统外,还根据工艺、设备对水质、水温的不同要求,设有:

生产给水系统:包括海水给水系统、生产工艺给水系统 (3～4℃冷水)、热水给水系统。

生产排水系统:包括加工车间生产废水排水系统、油炸车间含油生产废水排水系统及冷库冷风机热氨融霜排水系统。

2 给水系统

2.1 给水水源

厂区由市政给水管网供水,压力初期为0.15MPa,现为0.38MPa。供水流程为:

厂区给水管网→入户水表→车间各用水点

2.2 给水系统分类

根据加工工艺及加工设备对给排水专业的不同需求,设以下生产给水系统。

2.2.1 海水给水系统

由于厂区位于海边,有优质便利的海水供应。为了既利用水资源又节能减排,生产线清洗处理工序及冲洗生产车间地面采用海水。海水由海水处理厂供给,根据生产要求,海水干管选用管径为DN300。海水最高日用水量为3050m3/d;最高日最大时用水量为 210 m3/h;要求水压不得小于0.25MPa。

2.2.2 生产工艺给水系统 (3～4℃冷水)

生产工艺冷水主要用在漂洗 (有冷却作用)加工后的鱼产品。经与暖通专业协商,由暖通专业提供3～4℃工艺冷冻水,给排水专业负责将冷冻水引至用水点。冷冻水系统设计选用四台200USTR制冷量的电制冷螺杆式冷水机组,分两级制冷。冷冻水供水设计采用闭式循环系统,为确保供水水温的稳定,在回水端设30分钟容水量的冷水储罐。生产工艺冷水供水流程为:

生产工艺冷水最高日用水量为811m3/d。最高日最大时用水量为100m3/h。

2.2.3 热水给水系统

由于青岛冬天的水温一般为5℃,建设方要求冬天的用水温度为25℃。热水供应范围为车间内的洗手间及洗手消毒间。本项目的热水供应一部分利用锅炉房提供的表压为0.4MPa的饱和蒸汽做热媒。选用容积式浮动盘管汽—水热交换器,提供60℃热水供应各集中设置的洗手间及洗手消毒间。该热水系统采用干管机械循环,设热水循环泵;热水循环泵的启、闭由设在热水循环泵吸水管上的电接点温度计自动控制,启泵温度为50℃,停泵温度为55℃。而机房、后勤办公楼及车间内分散设置的洗手间及洗手消毒间的热水则由就近设置的即热式电热水器供给。由于生产车间刷筐间内用于工具、器具的清洗及消毒的热水温度最低要求为80℃,本项目采用快速汽—水混合加热器直接将冷水加热至80℃。热水供应范围、要求及设备见表2。

表2 热水供应范围、要求及设备

2.3 海水利用与节能减排

由于水产品加工用水量大且时间长,是耗水大户,在生产线清洗处理工序及冲洗生产车间地面采用海水,日用水量3050 m3/d,每日可减少自来水用量约39%,做到了节能减排,也降低了生产成本,企业效益与社会效益双丰收。

3 循环冷却水系统

3.1 车间空调冷却循环水系统

根据生产要求,水产品加工车间均设置空调。空调冷却循环水量为1200 m3/h,选用三台节能超低噪音型横流式玻璃钢冷却塔。冷却塔主要设计参数:型号MSX-500SL;标准设计工况:大气压力P=99400Pa;进水温度T1=37℃;出水温度T2=32℃;湿球温度Tw=28℃;干球温度Td=31.5℃。循环水量500 m3/h台;N=15kW。

空调冷却循环水系统流程为:

3.2 制冷工艺蒸发式冷凝器冷却循环水系统

水产品加工间、冻结间、原料冷库及成品冷库内均设有制冷设备。制冷采用蒸发式冷凝器 (六台)冷却系统,冷凝器补充水量为45 m3/h。冷凝器冷却循环水系统流程为:

厂区管网补水→蒸发式冷凝器(自带循环水泵)

3.3 解冻中心冰沙机冷凝器循环冷却水系统

解冻中心内设有5台冰沙机制冰,用于解冻设备解冻原料鱼。在解冻中心生活辅房屋面上设有5台冷却塔,与5台冰沙机一一对应,便于生产时调控。每台冰沙机冷凝器循环水量为40 m3/h,冷却塔补水量为6 m3/h,由车间内给水管直供。冷却塔补水给水管阀后均设置压力型真空破坏器,防止虹吸污染水质。冷却塔主要设计参数:型号LRCMHL-50;标准设计工况:进水温度T1=37℃;出水温度T2=32℃;湿球温度Tw=28℃;循环水量50 m3/h台;N=1.5kW。循环水系统流程为:

4 消防系统

4.1 消火栓给水系统

本项目按丙类库房,室内按高度≤24m,体积≥5000 m3(或厂房高度≤24m,体积≥10000 m3)、室外按体积＞50000 m3进行消防给水设计。确定室内消火栓用水量为10L/s,室外消防水量为45L/s。火灾延续时间为3h,共需消防水量594 m3。考虑到卫生要求,室内、外消防管网为独立的给水系统。室内消防给水前10分钟用水 (6 m3)由消防用气压给水设备供给,之后由消防泵房内的消防泵供给。厂区设室外地下式消火栓,车间之间的有盖连廊及车间内均设室内消火栓。考虑到水产品加工是人员密集型操作,室内消火栓选择带消防软管卷盘型,便于发生火灾时工人自救。

4.2 自动喷水灭火系统

4.2.1 自动喷水灭火系统设置的依据

水产品加工车间属于用水不断的场所,湿度大,温度为15℃左右,室内仅设置消火栓给水系统可满足消防要求。由于加工车间生活辅房局部为二层或四层,车间的闷顶高度大于1.8 m,而闷顶内是水、暖、电、制冷工艺等专业管线、风道、电缆等的汇集地。自动喷水灭火系统设计规范 (GB 50084-2001)(2005年版)第7.1.8条:净空高度大于800mm的闷顶和技术夹层内有可燃物时,应设置喷头。其中条文解释:如闷顶、技术夹层内部无可燃物,且顶板与吊顶均为非燃烧体时,可不设置喷头。这就要求闷顶内水、暖、电、制冷工艺等专业的管线、风道、电缆等设施均为不燃物,顶板、吊顶均为非燃烧体时,可不设置喷头。这些要求在实际工程中执行起来有一定的难度。而且本项目的实际情况是,各生产加工车间通过有盖连廊连为一体,一旦发生火灾,加大了人员疏散与消防救援较独立设置车间的难度。加之青岛市当地消防部门也要求生产车间设置自动喷水灭火系统。

4.2.2 自动喷水灭火系统设计参数的取值与设置场所

根据 《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001(2005年版),本工程火灾危险等级为中危险级 I级;喷水强度 6L/(min·m2),作用面积160m2。自喷系统消防水量为20L/s。

在车间闷顶内设有自动喷水灭火设施。其中湿式报警阀设在一层的水泵房内,便于管理。

管网供水由设在厂区消防水泵房内的自动喷水灭火消防泵集中供给。自动喷水灭火系统管网末端设有试验用手动阀门,且配水管网顶端设有自动排气阀。

室外设置两个SQX-100型地下式消防水泵接合器与喷淋管网相连。喷淋给水管进户处压力为0.45MPa。最不利点处喷头工作压力0.10MPa,喷头动作温度为68℃,喷头流量系数K=80,喷头向上安装。

5 排水系统

5.1 水产品加工车间内生产废水排水系统

根据水产品加工工艺要求,在水产品加工的不同区域,根据加工设备的摆放位置、排水量大小设置不锈钢排水浅沟,再由设在不锈钢排水浅沟内的带网筐地漏将水收集后排至室外排水管网。

车间内排水沟及地漏位置的设置,由于业主变更工艺设备,先后经历了三次颠覆性的改变。待业主最终确定工艺设备及相关工艺流程时,车间主体结构已施工完毕,地面楼板已预留好地漏等洞口(洞口￠≥400mm),而这些预留好的洞口与最终确定的工艺设备排水点又有很大差异。若简单根据工艺设备要求重新布置排水点,那么已有的洞口多数要废弃,还要增设新洞口,楼板开洞多,结构不允许。经与业主、工艺设备供货商数次沟通、协商下,局部调整工艺设备,在充分利用已有地漏洞口的基础上,尽量减少新开洞口,同时还要满足工艺设备排水要求,整个设计调整过程繁杂而艰辛。最终获得了业主的肯定与认可。

5.2 调理车间含油生产废水排水系统

调理车间内设有油炸设备及水产品深度加工处理设备。生产废水中含有大量油类及食品残渣,故必须设置隔油除渣装置。该车间生产废水集中排至设在地下架空层、靠近室外的隔油池后,再排至室外排水管网。

5.2.1 隔油池的设置

将隔油池设在地下架空层、靠近室外的部位,一方面对室内、外环境造成污染的程度最小,另一方面又便于工人清掏维护和管理。

5.2.2 废油运输方式

考虑在隔油池旁设置废油、废渣提升泵,通过泵将废油、废渣提升至室外密封装置后外运处理,减轻工人的工作强度,也减少对周围环境的污染。

5.3 车间内生活污水排水系统

车间内洗手间 (男、女厕)生活污水先排至室外化粪池处理后,再排至室外排水管网。做到室内生产废水与生活污水分开排放,避免交叉污染。

5.4 原料冷库与成品冷库的冷风机热氨融霜排水系统

原料冷库与成品冷库的库温均为-28℃,每一冷间有 12台冷风机,考虑到冷风机热氨融霜时,库温 -28℃会使融霜排水管结冰,造成排水不畅或管道冻裂,除了对排水管道做保温外,还需做电伴热。冷风机热氨融霜时,电伴热即自动开启,融霜完3～5分钟后关闭。

融霜排水先排至室外水封井后,再排至室外排水管网。

6 雨水系统

本工程屋面雨水均采用建筑外排水,大部分雨水直接排至室外地面,再由路面上设置的雨水口收集后排至厂区雨水管网。小部分屋面雨水排至连廊之后,在连廊与车间屋面连接侧设置雨水口,用管道将雨水有组织地排至厂区雨水管网。厂区汇集后的雨水由管网排至厂外的海域排放点。考虑到海水倒灌等因素,在排至海域排放点处的雨水管出口装设LF橡胶止回阀,只允许雨水流出,不让海水倒灌,保障雨水顺利排放。

7 结语

本项目是外商独资企业,进口工艺设备多,水产品加工工艺涉及到的给排水内容较多、系统较多。设计过程中要充分熟悉、理解水产品加工工艺流程和产品质量要求等方面的特点,详细了解工艺专业设备的运行状况,根据不同情况选择合理的设计方案,满足工艺提出的要求。与相关专业进行良好的协调,解决矛盾,做到合理的设计。水产品加工也是耗水大户,充分利用海水资源,节省自来水用量,也是 “节能减排”所倡导的。

[1]路海锋,刘芳.航空食品配餐楼项目设计要点分析[J].给水排水,2011,37(1):86-89