万吨线工程给排水设计简介

【摘 要】由于生产工艺的改进，工业建筑设计中如何与原有建筑协调及与高新技术改造相结合是设计中的难点，根据实际项目的设计前期到验收至运行中的各个环节，详细介绍给排水专业的设计思路及设计方法。

【关键词】高新技术改造；自动喷水——泡沫灭火系统；循环水冷却系统

10，000 tons line Water system design engineering

Cheng Yan

（A drag Huajian Engineering Co.， Ltd Luoyang Henan 471004）

【Abstract】Due to improvement of the production process， industrial building design and how to combine and coordinate the original building is designed with high technology to transform the difficulties， according to the preliminary design to the acceptance of the actual project to run all aspects of water supply and drainage details design ideas and design methods.

【Key words】High-tech transformation；Sprinkler - foam fire extinguishing systems；Circulating water cooling system

1. 工程概述

1.1 场地及工艺概述。 该项目位于一拖集团厂区内， 东邻16吨模锻锤厂房，北侧西侧及南侧邻厂区道路。 本项目为二个24米跨，东西长117.07米，南北宽48.0 米；北侧为热模锻生产线，从东向西依次为模架翻转装置、中频加热炉、100辊锻机、12500热模锻锻压机、1250切边机、200钮拧机、 2000校正机。南跨从西向东依次为产品检验区，悬挂调质线及悬挂喷丸线。该区域现有室外管网健全， 有生活饮用水管道（供水压力0.25MPa）、生产及消防供水管道（供水压力0.40MPa） 、生活污水管道、生产废水及雨水管道。

1.2 工程设计规模及项目组成。

（1）作为国家第三批“高新技术改造传统产业、高新技术产业化、优化重点产品和技术结构的双高一优”项目，河南省“经济结构调整和传统工业技术改造升级”重点项目和洛阳市“先进技术示范工程”项目，锻造厂于2002年3月底启动“万吨线”项目，主要是新建一条从加热到热校正的热模锻生产线及与此相关的厂房和配套的车间公用设施。2008年5月8日，国内最先进的全自动125MN热模锻压力机生产线（万吨线），在一拖锻造厂全线开工生产。“万吨线”项目总投资1.4亿元，从立项到建成投产历时6年多。该生产线国内正式使用只有4条，是当今世界最先进的锻造设备。主要用于大型复杂曲轴的锻造，是具有大批量高精度专业化加工能力的自动化生产线。

（2）“万吨线”项目的创新主要有11项， 一些创新属国内首创。如曲轴的轴颈余量不超过3毫米，轴颈直径公差+1.7～-0.80毫米， 轴颈长度公差为+1.5～-0.60毫米；热模锻压力机可进行多模膛模锻，锻件精度高、质量好、废品率低，是工艺性最好的模锻设备；锻件质量达到GB12361（钢制锻件技术条件）和GB13362（钢制锻件公差余量标准）的要求，出口锻件达到德国DIV7526标准E级水平；辊锻机由930毫米型改为1000毫米型，扩大了工艺范围；坯料加热采用加热快氧化烧损少热效率高操作方便且无公害的德国IGBT中频电源感应加热，IGBT电源的使用为国内独家使用；辊锻模设计应用德国ERATZ公司的辊锻系统软件，该技术代表了国内锻压企业在辊锻工艺开发中的最新技术；伺服控制器的成功应用，代替了液压马达，定位准确可靠，填补了锻造行业机械手使用伺服控制器的空白，提升了国内锻造行业的整体装备。

（3）“万吨线”项目的建成投产，不仅使一拖锻造具备了年产曲轴前粱50万件的能力，标志着一拖在锻造领域实现历史性突破。同时也促进中国锻造产业的技术升级。提升了中国锻造的国际竞争力。2011年4月，该项目通过了河南省发改委组织的验收。项目验收委员会一致认为：该项目的实施大幅提升了一拖曲轴锻件的生产能力和技术水平，锻件质量达到国际先进标准，经济和社会效益显著。2011年12月，“万吨线”项目被评为一拖集团2011年度科技进步奖一等奖。

2. 给水排水工程设计特点

2.1 设计范围。

给水排水系统的设计范围主要包括： 生活给水系统； 污废水排放系统； 雨水排放系统； 室内消火栓系统； 室外消火栓系统； 自动喷水——泡沫灭火系统； 循环冷却水系统； 灭火器配置。

2.2 生活给水系统。

厂房及附属用房内的洗手池、餐厅及洗澡浴室用水均从采用厂区生活饮用水引入，分别在厂房、餐厅及浴室计量。管道采用枝状布置。生活及饮用水管道采用PPR管。

2.3 污废水排水系统。

洗手池、餐厅及洗澡浴室生活污水排入厂区污水管道，生产废水采用两种排水方式，除12500热模锻锻压机采用压力排出外，大部分设备排水均采用自流式排水方式排至厂区废水管道，12500热模锻锻压机压力排水采用高低液位控制潜水排污泵的启停。生活排水管材采用普通PVC管，生产排水管材采用离心排水铸铁管，压力排水管材采用焊接钢管。

2.4 雨水排水系统。

与东侧老模锻锤厂房雨水系统保持一致， 新建厂房内南北边跨雨水采用内天沟外排水，中部屋面雨水采用内天沟内排水系统。边跨重力流雨水立管在地面以上排出厂房，室外贴散水设排水明沟收集后排入厂区雨水管网， 中部屋面内排水雨水立管顺柱子敷设排放至厂房内雨水管道中。重力排水管材采用加厚PVC管。

图1

2.5 室内消火栓系统。

由于厂区室外管网为生产及消防合用管网，故厂房内设有生产及消防管道，按照建筑防火规范，该建筑为丁戊类厂房， 室内消防水量为10L/S， 室外消防水量为20L/S，消防给水管道及生产给水管道采用内外热镀锌钢管。给水引入口为3条，一条DN150引自厂区生产及消防管，另外两条DN150引自贴临而建的原有厂房内生产及消防管。

2.6 自动喷水——泡沫灭火系统。

12500热模锻锻压机地下室内有废油聚集， 为火灾重点部位， 原工艺设计中并未要求设灭火设施， 在消防部门的后期验收中，提出增设自动喷水——泡沫灭火系统， 由于厂区有独立的消防队，有专业的消防人员及消防泡沫车， 故后期补做了简易的局部应用的闭式自动喷水——泡沫灭火系统. 该系统水源接至室内消火栓干管上。该系统见图1。

2.7 循环冷却水系统设计概况。

循环冷却水系统设计及参数。

（1）热模锻车间循环冷却水量Q=283m3/h；冷却水设计供水温度t1=30°C，设计回水温度t2=55°C； 各设备入口水压要求在0.20～0.35MPa之间， 最大为0.35MPa ；当地湿球温度τ=28°C； 小时补充水量8.00m3；由于洛阳水质硬度较高，加热炉内铜盘管管径较细， 工艺人员提出循环水水质为软化水。

（2）本系统的泵房及冷却设备设于该车间的北侧辅助用房西侧， 辅助用房包括循环水泵房、变配电间、男女浴室、备件库及办公用房。循环冷却水系统采用开式系统， 各设备冷却回水自流排至热水池， 经循环热水泵供至冷却塔， 经冷却塔冷却后回至循环冷水池， 再经循环冷水泵供至各设备循环水供水点. 循环冷水池循环热水池及循环泵房建于地下， 冷却塔设于循环水池上. 冷热水池有效容积各为100 m3， 系统补充水经软化设备处理后补充至循环冷水池内。冷却供回水管道采用断面为1000X700（h）mm的管沟敷设， 管沟按回水管道坡度要求设置坡度，并在最低端设置集水坑及排水管道， 冷却水系统见图2。

（3）各设备参数如下： 循环热水泵Q=339m3/h， H=23.5m， N=37KW；循环冷水泵Q=300m3/h， H=50.0 m， N=55KW； 冷却塔采用中高温降工业型方形逆流式玻璃钢冷却塔， 该塔主要参数τ=28°C、t= 25°C时冷却水量为361.4m3/h ， 风机N=15KW，进水压力0.065MPa。该系统的控制要求为热水泵控制箱具有与冷却塔连锁启停功能，先启热水泵，后启冷却塔风机， 先停冷却塔风机，后停热水泵；配电柜及软启动控制器由水泵厂家配套供应； 水泵安装均采用隔振器配联接板柔性连接，管道支架采用减震支架。

（4）由于中频加热炉在任何情况下都不允许断水、需要备用冷却水源，故在循环冷却水的设计中除向电器专业提出备用电源外，还从室内消防管道另接一路水源以备电源无法保证时作应急冷却水源，该水源的启用通过先导式电磁阀控制，当循环系统水压低于0.10MPa时， 电磁阀开启， 平时该阀常闭。

（5）该系统在施工完成后，调试时曾出现水泵噪声较大，水压不稳定现象。设计人员到现场后，仔细询问调试人员的操作过程，发现启泵操作不当，造成系统管道中充气，形成气蚀。设计人员建议在系统供水管最高点增设自动排气阀，同时要求水泵操作员采用闭阀启动，逐渐开启循环冷却水泵出水管上闸阀，经过上述整改，调试一次成功。

2.8 灭火器的配置。

该建筑为丁戊类厂房按照建筑灭火器配置设计规范附录c属于轻危险级，故灭火器的配置中采用灵活配置，对于配电柜及电缆沟较为集中的区域适当增加配置要求，采用灭火级别较大的8公斤磷酸铵盐干粉灭火器，其他区域采用4公斤磷酸铵盐干粉灭火器。

3. 结语

3.1 设计阶段积极加强与工艺专业人员及设备厂家技术人员的密切配合，设计初期留有余地，不要幻想一步到位，不改图纸 。由于工艺专业人员在前期往往对设计资料深度把握不详，故提不清各专业资料，所以各专业设计人员应主动与设备厂家技术人员联系，尽量掌握第一手资料，减少中间环节，避免设计工作反复，提高工作效率。

3.2 施工阶段加强与施工人员及工艺专业人员的配合，施工人员及工艺专业人员提出问题时，要及时去现场沟通解决，涉及相关专业的修改时，应及时通知相关专业协同解决，绝不能在不熟悉相关专业管道走向时，就提出修改意见，避免后期相关专业的碰头打架。

参考文献

[1] GB50016-2006 建筑设计防火规范.

[2] GB50084-2001 自动喷水灭火系统设计规范（2005）版.

[3] 黄晓家 姜文源 自动喷水灭火系统设计手册 中国建筑工业出版社，2002.

[4] GB50140-2005 建筑灭火器配置设计规范.

[5] GB/T50102-2003 工业循环水冷却设计规范.

[6] GB/T50050-2007 工业循环水冷却水处理设计规范.

[7] 罗新宇.洛阳体育馆循环冷却水系统故障处理小结.给水排水， 2006.10：100～102.

[文章编号]1006-7619（2013）10-30-919