粮油码头及公共筒仓消防给水系统设计

翟征秋，郑世武

（天津临港港务集团有限公司，天津 300452）

概要：以天津临港2#、3#粮油码头项目为例，阐述粮油码头、辅建区、后方筒仓的消防给水系统的设计。针对粮油码头及散粮装卸运输的特点，结合工程用水量及水源情况，阐述了码头及辅建区各部分的生活、生产给水系统及消防给水系统，可为同类项目提供参考。

引 言

粮油码头顾名思义是兼顾油品和散粮两种货类的码头，散粮装卸设备和油品装卸设备集成在一个码头上，提高作业效率，节省投资。粮油码头的消防系统也要兼顾粮食和油品的特点进行设计，目前，国内还没有专门针对粮油码头的消防规范，本文以天津港保税区（临港区域）2#、3#粮油码头项目为例，详细介绍粮油码头、后方筒仓及辅建区的消防设计，以期为类似工程提供参考。

1 工程概况

天津港大沽口港区 2#、3#粮油码头为 2个 7万t级散粮泊位，水工结构10万t级，设计年吞吐量为800万t。码头岸线长542 m，码头承台宽度30.5 m，承台与陆域之间3座引桥作为皮带机、植物油管线及码头与陆域联系的通道。所占地块呈长方形，长宽比为3:1。

码头后方为生产辅助区，候工用房、消防泵房、变电站、库房等，相对集中，布置便于管理。码头后方，辅建区西侧设置一个接发油间，主要功能为接发油轮来油，中转配送至港区各个企业。辅建区南侧为散粮仓储区，位于码头后方约200 m位置。钢筋混凝土立筒仓48个，共57万t仓容，呈双翼行列式布置，北翼为 4×6、南翼为 4×6。先期建设北翼 24个筒仓。散粮仓储区南侧为规划食用油库区，因油库区为规划建设，本次消防系统未设计。各个区间设置环形路网，将码头及筒仓作业区连接成整体。

给水范围为码头、辅建区、散粮筒仓群、计量塔、油品接发间等，包括生产、生活给水系统、消防供水系统及道路绿化用水等。

工程区域年平均气温 13.1 ℃，年极端最高气温40.9 ℃，年极端最低气温-13.5 ℃；本区降水有显著的季节变化，雨量多集中于每年的7、8月份，此两个月的降水量为全年降水量的 58 %，每年的12月至翌年的3月降水极少，4个月的总降水量仅为全年降水量的3 %左右。年平均降水量363.7 mm，年最大降水量491.1 mm，年最小降水量196.6 mm，一日最大降水量157.2 mm。该地区按大雾实际出现时间统计，平均每年为8.7天。

该港区常风向为S向，次常风向为E向，出现频率分别为9.89 %、9.21 %。强风向为E向，次强风向为ENE向，≥7级风出现的频率分别为0.32 %、0.11 %。年平均相对湿度为67 %。

2 消防水源及设计用水量

2.1 消防水源

本项目所在港区为新建港区，离中水水源较远，中水水源管道还没有接通，且雨水因受气候及季节的限制，水量有限，不满足作为主要水源的条件，故现阶段本工程的消防水源主要由市政自来水提供。为提高系统稳定性，保证水源充足，在厂区建设两个消防储水池。市政自来水输送至消防水池中，每个水池设有液位仪，池内水面高程低于液位仪，会自动开启阀门向水池注水。其水质符合国家现行《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）要求，接管点设置两处，接管管径为DN200，接管点压力不小于0.40 MPa。

2.2 设计用水量

本项目的设计用水量主要包括港区生产用水、生活用水、消防用水、绿化用水等，不考虑船舶用水。根据《装卸油品码头防火设计规范》，液体化工码头的消防设施在保护码头自身安全的前提下，一旦靠泊船只发生火灾，应满足扑救停靠船只的初起火灾的要求，以减少损失。故在消防对象中对靠泊船舶予以考虑。本项目的消防用水量占整个用水量的大多数。

按照《海港总平面设计规范》的有关规定[1]计算，码头消防最高日用水量为1 569 m3，未预见水量按20 %计。码头和筒仓相距较远，可认为是两个独立单元，二者同时发生火灾的概率极低，故最大消防用水量应理解为单个区域发生火灾时的最大用水量。

表1 项目最大用水量

3 消防对象

本项目占地面积大，危险源多，建设周期长，消防范围广，给消防设计造成困难，需要在项目前期结合项目特点和日后运营管理方式统筹考虑。本项目的消防对象主要为码头、散粮船、植物油船、后方筒仓群、计量塔及散粮输送设备等。

3.1 码头

本项目码头属于丙类油品一级码头，码头前沿布置2台卸粮机、2台带斗门机、还有顺岸皮带机及转接塔用于输送散粮。码头前沿布置1台移动式输油臂及4根DN250的输油管线用来接卸植物油，输油管线沿码头钢结构安装。码头最大的消防对象为5万t级船舶（包括植物油船和散粮船）。进行消防能力设计时按照配备水上消防船（或拖消两用船）考虑，消防船依托天津临港现有消防船和拖消两用拖船，在食用油码头装卸作业时，保证至少一艘消防船或拖消两用船进行实时全程监控。

码头岸边需同时设置专用的冷却水消防管道和泡沫混合液管道，采用移动水泡和泡沫炮进行灭火作业，其消防炮的总流量不少于120 L/s。根据《装卸油品码头防火设计规范》，液体化工码头的消防设施在保护码头自身安全的前提下，一旦靠泊船只发生火灾，应满足扑救停靠船只的初起火灾的要求，以减少损失。故码头消防用水还应考虑扑救船舶初始火灾用水。

根据项目的实际情况，天津临港水域有本项目业主单位所属的水上消防船（或者拖消两用船），在码头进行食用油装卸时，可以保证至少一艘消防船或拖消两用船进行实时全程监护。经过计算，需要后方消防设备提供最大一次的消防用水量为1 569 m3。

3.2 接发油间

接发油间是将码头油管线与粮油园区的企业油管线用软管进行连通的地方。因码头为粮油共用码头，为减少码头之间交叉作业的影响，减少风险，故远离码头前沿，设置在紧挨码头中引桥的后方陆域上。接发油间布置4根码头管线，16根企业管线，可以实现一对多的接卸。

室外消防用水量为15 L/s，室内消防用水量为5 L/s，火灾延续3 h，一次消防用水量为216 m3。

3.3 筒仓群

本项目规划建设 48个钢筋混凝土粮食筒仓，一期建设 24个筒仓，消防系统设计时统一考虑，本次预留消防接口，避免以后重复建设。筒仓的耐火等级为二级，24个筒仓和计量塔、散粮输送廊道可以视为一个完整的工艺单元群组，群组内各个建筑的防火间距不受《建筑设计防火规范》限制。筒仓仓群顶部为敞开式，设备露天安装；中部为储粮部分，仓内被粮食所充满；下部即地面层为筒下层，内设筒仓出粮设备，属乙类安全场所。

按规范其室内消防水量为40 L/s，室外消防水量为45 L/s，灭火延续时间为3 h，所需消防用水量为918 m3。

3.4 计量塔

计量塔是粮食筒仓配套的，设置输送、计量、清理等设备，完成工艺转接的钢结构大型构筑物，高64.3 m，为乙类厂房，二级耐火钢构架。计量塔是敞开钢构，建筑按构筑物考虑，不属于规范中需要设置喷淋的厂房范畴，故未设自喷系统。每层设置室内消火栓系统，设置逃生电梯。按规范室内消防水量30 L/s，灭火延续时间为3 h，最大用水量为324 m3。

3.5 钢栈桥上方散粮输送管线

散粮是通过架设在钢栈桥上的皮带进行运输的，由于连接廊道为敞开构筑物，且粮食是在密封状态下输送，设计时没有考虑设置室内消火栓，而是采取在廊道布置灭火器和室外消火栓联合保护的方式。

3.6 辅建区

辅建区内有候工用房、工索具库房、变电站等建筑物。侯工用房为3层建筑，为码头现场办公用房，耐火等级为二级，本工程按多层楼设计，室内消火栓系统采用临时高压制供水方式，室内消火栓用水量为15 L/s，火灾延续时间按2 h计，最大用水量为108 m3。

工索具库房为现场存放工索具的地方，为1层钢结构厂房，耐火等级为二级，火灾延续时间按1 h计，设置2个消火栓，室内消防水量为5 L/s，最大用水量为18 m3。

变电站为丙类厂房，按照《建筑设计防火规范》（GB 50016-2006），室外消防用水量为20 L/s，灭火延续时间3 h，最大用水量为216 m3。变电站为厂区主供配电设施，根据电力的特点，消防系统未设室内给水系统，采用全淹没气溶胶自动灭火装置。

4 消防给水系统

结合以上项目及运营特点，为了便于统一管理，统一指挥调度，减少配套设施的一次性投资，经多方论证研究比选，在码头区和筒仓区之间设置一个消防泵房，油船用的泡沫泵合并建在消防泵房内，主要提供码头消防用水、筒仓区消防用水、辅建区生活用水等。

消防泵房为钢筋混凝土地上1层建筑，建筑面积为435 m2，建设2座地上式水池，水池为矩形钢筋混凝土结构，周边用岩棉保温。单个储水容积为800 m3，由于室外供水管网供水充足，可以保证在火灾情况下连续补水，满足码头最大消防用水量要求。泵房内设3台柴油机驱动消防泵组，两用一备，每台泵组流量为110 L/s，扬程125 m，消防泵附带控制柜和油箱，油箱满足消防泵连续工作6小时，向码头、接发油间、筒仓及计量塔提供临时高压水或0.5 MPa的低压消防水。泵房内设置两个电泵，扬程20 m，功率1.5 kW，两用一备，向辅建区候工用房屋顶水箱提供消防水。

消防泵房内设平衡式泡沫混合器一台，泡沫液流量为96 L/s，10 m3不锈钢泡沫原液罐一座（采用3 %的水成膜泡沫原液），为码头上的移动式消防泡沫炮提供泡沫混合液。

4.1 码头区

码头前沿设置3套移动泡沫炮（流量48 L/s，射程60 m，两用一备），和3套移动式消防水炮（流量48 L/s，射程65 m，两用一备）。消防时同时开启两门移动式泡沫炮，炮工作压力为0.8 MPa。根据码头特点，码头布置冷却水和泡沫水两种管道，均接自消防泵房，冷却水管道直径DN200，泡沫液管道直径DN250，均呈环形布置。采用焊接钢管，从泵房出来至码头引桥陆域部分埋地布置，码头区沿钢结构架空铺设，消防管道采用镀锌钢管，环氧煤沥青加强级防腐，管道埋深不小于1.4 m，沿线布置SN65管牙接口。码头区室外消防管道采用临时高压制，消防系统工作压力为1.25 MPa，当压力超过时，出水管上设有回流泄压管，泄压管线上的标定排流压力为1.6 MPa。

接发油间的消防管道有两根，分别接自消防冷却水干管和泡沫混合液干管。接发油间的消防管道和码头消防管道共用一段，在消防管道出地面之前设置一个三通引至接发油间，在接发油间室外设置两个消火栓，室内设置一个消火栓箱。室外管道埋地敷设至接发油间消火栓箱附近。

消防管道采用干式系统，在最低点处设有泄水阀，冷却水管道灭火后管道要泄空，泡沫混合液管道及装置要用淡水清洗并泄空。

4.2 筒仓区

筒仓区内的消防系统主要包括室外消防系统、计量塔各层和筒仓下层消防系统。消防泵房引出两根消防管道，沿厂区周边埋地布置至计量塔北端，一路引至计量塔，另一路去筒仓群地面，整个消防管道布设成环形室外消防管网。主管管径DN200，在室外形成环状布置。室外消火栓由室外消防环网直接接出，采用地下式，型号为SA100/65-1.6，安装见国标 01S201-21，需设自动泄水装置。筒仓上层和散粮输送廊道为敞开式结构，且散粮运输为封闭的输送机，故只布设手提式灭火器，紧急情况下可由室外消防管网配合。消防管试验压力为1.4 MPa，15分钟无压降、无渗漏为合格。

计量塔为二级耐火钢构架，构架高度64.3 m。考虑生产检修及消防安全，消防给水采用临时高压给水系统。设置室内消火栓系统，按规范室内消防水量30 L/s，灭火延续时间3 h，管道冬季放空，入口处设置快速启闭电磁阀或快速启闭蝶阀。室内消火栓箱安装见04S202-5（丁型）；栓口安装高度距室内地坪1.1 m。室内消火栓型号为SN65，DN65麻质水龙带，25 m/根，水枪为QZ19。消防箱内接启动消防泵的消防按钮。减压稳压消火栓，出口压力0.35 MPa。消火栓设置保证两股水柱同时到达室内任何部位。

4.3 辅建区

辅建区包括候工用房、变电站、消防泵房、库房等建筑。辅建区室外消防供水系统采用低压消防系统，水源为水池用水。消防管线均从泵房引出，保证系统成环状，辅建区低压管道工作压力为0.5 MPa。室外管线埋地敷设，成环状布置，沿线布置消火栓，间距120 m，保护半径150 m。管道采用球墨铸铁管，橡胶圈接口。室内消防管道采用镀锌钢管，焊接或卡扣连接。沿途设置阀门。水泵及供水管径，依据规范规定，按当生产、生活用水量达到最大同时仍能满足消防用水量考虑。

候工用房屋顶消防水箱间设置消防水箱一座，储存消火栓及喷淋用水25 m3，并设置消火栓增压稳压设备，以保持管网工作压力及初期用水量；消防水箱间供水由消防泵内设加压供水泵单独供水，各个楼层内设置室内消火栓和喷淋系统，消火栓布置满足两支水枪到达室内任何部位。

5 结 语

天津临港粮油码头及筒仓项目，按照码头、接发油间、筒仓群、计量塔及辅建区等不同区域的功能要求，分别设计了相应的消防给水系统。本项目竣工后分期取得消防验收合格证。消防给水系统经过近4年的运行，使用情况良好，取得了较好的社会效益和经济效益。