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精细化工设计规范范文1
【关键词】 化工安全 化工设计 化工事故 预防
据国家安监总局对化工行业目前安全形势的分析,经过政府、协会、企业在“十一五”期间的共同努力,化工行业的安全整治和管理工作已经取得了明显成效。危化品安全事故有所减少,但化工行业安全生产基础薄弱的现状没有实现根本性改变,有部分的企业工艺技术落后,设备、自动化控制、安全设施设计达不到安全生产要求,安全管理水平低以及从业人员素质较低。
安全设计是化工项目建设的源头和关键环节,在化工安全生产中占有十分重要的地位。近几年发生的一些危化品事故,暴露出行业设计规范和标准滞后或缺失,总体规划布局欠完善,设计变更管理随意性大,设计单位水平参差不齐,安全设计存在缺陷,安全设计管理存在盲区等问题。
通过这些年化工设计的实践和体会,本文通过对湖北省内外发生的事故案例分析,针对湖北省部分化工生产企业安全隐患的现实状况,提出安全设计方面的建议,供化工设计单位和化工生产企业参考。
一、危险化学品建设项目正规设计是企业安全生产的基本保障
1、事故案例
2012年2月28日上午9时4分左右,位于河北省石家庄市赵县工业园区生物产业园内的河北克尔化工有限责任公司(以下简称河北克尔公司)生产硝酸胍的一车间发生重大爆炸事故,造成25人死亡、4人失踪、46人受伤。这起事故是近一个时期以来危险化学品领域发生的伤亡最严重的事故。
事故原因初步分析:硝酸铵、硝酸胍均属强氧化剂。硝酸铵是国家安全监管总局公布的首批重点监管的危险化学品,遇火时能助长火势;与可燃物粉末混合,能发生激烈反应而爆炸;受强烈震动或急剧加热时,可发生爆炸。硝酸胍受热、接触明火或受到摩擦、震动、撞击时,可发生爆炸;加热至150℃时,分解并爆炸。
事故直接原因是:河北克尔公司一车间的1号反应釜底部放料阀(用导热油伴热)处导热油泄漏着火,造成釜内反应产物硝酸胍和未反应完的硝酸铵局部受热,急剧分解发生爆炸,继而引发存放在周边的硝酸胍和硝酸铵爆炸。
该事故暴露出河北克尔公司存在以下突出问题:一是装置本质安全水平低、工厂布局不合理。装置自动化程度低,反应温度缺乏有效、快捷的控制手段;加料、出料、冷却等作业均需人工操作,现场操作人员多。一车间与二车间厂房均采用框架砖混结构,同向相距约25米布置,且中间建有硫酸储罐。一车间爆炸后波及到二车间,造成厂房损毁和重大人员伤亡。二是企业安全管理不严格,变更管理处于失控状态。河北克尔公司在没有进行安全风险评估的情况下,擅自改变生产原料、改造导热油系统,将导热油最高控制温度从210℃提高到255℃。三是车间管理人员、操作人员专业素质低。四是事故企业边生产,边施工建设,厂区作业单位多、人员多,加剧了事故的伤亡程度。五是安全隐患排查治理不认真。
2、建议
对照上述案例暴露的问题,目前湖北省内的部分危险化学品企业,也存在工厂布局不合理、建构筑物间防火间距不符合规范要求、装置自动化程度低等事故隐患。究其原因,一是部分企业未按要求委托有资质的单位进行正规设计,二是设计单位在建设项目设计时未认真坚持执行相关标准规范的要求。
根据《关于开展提升危险化学品领域本质安全水平专项行动的通知》(安监总管三〔2012〕87号)的要求,对未经过正规设计的在役化工装置要进行安全设计诊断,全面消除安全设计隐患。对设计单位进行安全设计诊断提出如下建议。
(1)设计单位应严格按照《工业企业总平面布置设计规范》(GB50187-2012)、《化工企业总图运输设计规范》(GB50489-2009)、《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)等规范的要求,对工厂布局不合理、建构筑物间防火间距不足的提出解决方案。
(2)针对部分精细化工产品建设项目,如染料中间体、医药中间体、农药中间体等,尽管有些反应过程和单元操作过程未列入重点监管的危险化工工艺目录,建议设计单位根据具体工艺及单元操作过程,采用DCS、PLC等控制方式,进行监控、报警、紧急停车和泄放等安全联锁系统设计,提高本质安全度。
(3)根据国家对重点监管危险化学品的生产储存装置和危险化学品重大危险源的自动化控制系统的要求,建议设计单位完善上述自动化控制系统改造设计。
二、切实根据物料的性质进行生产装置的安全设计
1、事故案例
2011年1月14日20时20分左右,湖北某市一化工企业在对2,3-二氯-4—硝基乙苯减压精馏过程中发生爆燃事故,致2人死亡,1人重伤。
2,3-二氯-4—硝基乙苯是生产医药、农药的有机化工中间体。该物质遇明火、高热可燃。与强氧化剂可发生反应。受高热分解,产生有毒的氮氧化物和氯化物气体。有腐蚀性。该企业在试生产过程中,采用电热桳加热蒸馏釜夹套导热油的方式进行加热,选用的导热油正常工作温度为350℃,无温控系统。在减压精馏过程中由于2,3-二氯-4—硝基乙苯受热分解,蒸馏釜发生爆炸,致使设备毁坏,房屋垮塌。
事故后,经湖北省权威分析检测单位测定,在氮气保护下,2,3-二氯-4—硝基乙苯在215℃左右就发生分解。该起事故发生的重要原因是在不清楚2,3-二氯-4—硝基乙苯的热分解温度的情况下,选用不合适的设备和加热方式进行试生产。
2、建议
通过这起事故,也警醒设计单位,对热敏性物料(特别是芳环上带硝基的化合物)加工方面的设计,一定要在了解其热分解数据的情况下,进行设备选型、单元操作和过程控制设计。
三、设计中配置事故应急处理系统
1、事故案例
2008年6月12日19时40分左右,昆明市安宁齐天化肥厂发生硫化氢气体泄漏安全生产事故,导致6人死亡,28人在医院接受救治。
“6·12”硫化氢气体泄漏事故的初步原因,即昆明市安宁齐天化肥厂在操作时,从硫化钠配制槽放硫化钠溶液到磷酸槽的过程中(主要是为了脱除磷酸中的砷),阀门失控导致进入磷酸槽的硫化钠流量过大、流速过快,产生大量的硫化氢气体不能被及时反应消耗,磷酸槽中产生的硫化氢从槽的上部逸出(槽未封闭),造成作业人员和围观人员中毒伤亡。
直接原因是该工艺设计存在不足,硫化钠溶液流量无显示控制仪器及安全设施,并未配备硫化氢尾气吸收系统,不能除去过量的硫化氢气体,导致该气体进入作业场所。
2、建议
在精细化工生产过程中,有很多过程如出现操作失误、设备及部件失效,有可能出现硫化氢、氯化氢、膦化氢、氟化氢、氰化氢等有毒气体泄漏,造成人员中毒或死亡的事故发生。在这些生产过程中设置事故应急处理系统,如气体吸收处理系统,是防止事故发生或扩大的有效安全措施。
四、重视防止粉尘爆炸措施
1、事故案例
2008年1月13日2时45分,昆明市东站工商服务公司储存硫磺的仓库内,该公司53名工人开始从事火车硫磺卸车作业,作业过程是从火车卸下并拆开硫磺包装袋,将硫磺分别倒入平行于铁路、与地面平齐的34个料斗中,硫磺通过料斗落在地坑中输送机皮带上,用输送机传送皮带将硫磺送入硫磺库。3时40分,作业过程中地坑硫磺粉尘突然发生爆炸,爆炸冲击波将料斗、硫磺库的轻型屋顶、皮带输送机、斗式提升机等设施毁坏,造成7人死亡、7人重伤、25人轻伤。
事故发生的重要原因,一是天气干燥,空气湿度低,硫磺粉尘容易爆炸。二是作业时正值深夜,风速低,空气流动性差,造成局部空间内(皮带运输机地坑)硫磺粉尘浓度增大,达到爆炸极限,由现场产生的点火能量引发爆炸。
2、建议
可燃性粉尘(如硫磺、淀粉等)颗粒的表面能量高,在局部区域浓度达到一定范围时,在点火能量作用下(如静电、电火花等)容易发生爆炸。在设计如硫磺等可燃性粉尘储存、输送时,应采取强制通风和防爆防尘技术措施,防止粉尘爆炸。湖北省采用硫磺制酸的企业不少,也因从该事故中吸取教训,切实加强安全设施的配置和现场安全管理。
五、对静电危害应引起足够重视
1、事故案例
2002年7月,江苏姜堰某厂二车间的离心机(封闭式),在刚开始分离从搪瓷反釜卸出的W-100-1纺织用抗氧化剂和甲苯溶剂时,突然发生爆炸,致使1名职工死亡,1名职工重伤。
调查发现,此物料经过23小时不停地机械搅拌,又经过塑料导管直接送入离心机,离心机转鼓内垫有非导电体的化纤过滤布袋。经长时间搅拌,含有甲苯溶剂(甲苯的爆炸极限为1.2%~7%(V))的物料产生静电积聚,快速流经塑料管道时,静电荷得到加强。当物料进入离心机时,带有很高的电位,而转鼓上部暴露的螺丝是低电位点,当物料冲击到离心机的转鼓时,高压电位与螺丝顶端的零电位形成高低电位差而引发放电,产生了火花,引爆了离心机内混合性爆炸气体。
2、建议
目前,精细化工生产厂家由于规模小,几乎都是间歇式生产,一釜多用的现象普遍存在。进料、物料离心分离过程多采用塑料管。这些生产厂家很多都是经过设计单位设计,但设计人员对静电的危害性认识不足,没有对塑料管输送易燃易爆物料的流速进行计算,也没有做出相关说明。因此对静电危害及采取相关的技术措施,应引起设计人员和企业安全管理人员的足够重视。
六、结语
开展安全设计的出发点和落脚点,都是推动企业在建设项目设计阶段按照标准规范的要求,严格安全设计,提高企业的本质安全程度。设计单位应提高安全设计质量,从设计源头防止和减少化工企业生产安全事故,安全生产才有坚实的保障。
【参考文献】
[1] 崔克清等:化工安全设计[M].化学工业出版社,2004.
[2] 国家安全监管总局关于河北克尔化工有限责任公司“2·28”重大爆炸事故情况的通报(安监总管三〔2012〕31号)[Z].2012.
[3] 关于开展提升危险化学品领域本质安全水平专项行动的通知(安监总管三〔2012〕87号)[Z].2012.
[4] 工业企业总平面布置设计规范(GB50187-2012)[Z].2012.
[5] 化工企业总图运输设计规范(GB50489-2009)[Z].2009.
精细化工设计规范范文2
关键词电网规划建设 供电可靠性
2008年,揭阳市区城市供电可靠率指标排名在全省倒数第一,作为供电管辖单位,揭阳城区供电局痛定思痛,通过对现状进行全面的剖析,找出造成供电可靠性低下的主要因素,提出针对性的解决措施,科学做好配网中长期规划,依靠加大电网建设的投入,大力优化配网架构,提高技术装备水平。通过三年来的努力,一个坚强配电网络已初步形成,据统计,2011年1-9月份累计城市客户停电时间仅为0.72小时,供电可靠率位居全省第二名,供电可靠性工作取得了长足的进步。
1 导致城网供电可靠性低下的主要因素剖析
1.1 市区主网结构薄弱,变电站电源布点少,尤其是配网结构相当脆弱,10kV供电线路严重不足,线路装机容量大,“卡脖子”现象严重,2007年底配网可转供率仅为13%,是影响供电可靠性的最重要原因。
1.2 大规模的城网改造工程的推进,是导致供电可靠率低下的直接原因。因为城网原有的架空线路比例高,且多为同杆架设,工程建设改造时停电范围大,影响客户多,2008年因各类工程建设项目施工停电时间占总停电时间的73%。
1.3 配网线路设备老化严重,技术装备水平低下,故障率高,是影响城网供电可靠性的另一主要原因。2008年城网故障造成的客户停电时间占全年停电时间的18.9%。
2突出电网规划的龙头作用
2.1科学编制电网中长期规划
从战略高度谋划电网发展,优化强化电网结构,按照“110kV及以上电网全部满足N-1要求,220kV容载比达到1.9,110kV容载比达到2.1,市区配电网转供电能力逐年提高20%以上”的目标完善滚动修编“十一五”电网规划,科学编制“十二五”电网规划,以建设“结构合理、技术先进、安全可靠、适度超前”的现代化电网提供指导。
2.2 完善主、配网架构
加快解决市区主网“N-1”问题,加大市区变电站的建设力度,增加市区电源布点,为配电网络提供强有力的支持。完善配网结构,提高环网率和转供电能力,以建设坚强、可靠、灵活的中压配电网络为发展方向,注重配电网的分区原则,注重中压主干网架的优化原则,注重各变电站之间联络网架的建设,不断优化配网网架。
2.3 推广应用科学合理的配网接线方式
严格执行城市电网规划原则,统一推广10kV配网标准接线方式和组网原则,使配网接线简单、清晰,并具有较高的可靠性和灵活的运行方式。推行电缆网“N-1”或“N供1备”的结线方式,使市区配网环网率逐年提高,进一步增强配网转负荷能力。
3 全力以赴加快电网建设进度
3.1加快市区主网工程项目建设
进一步大力加强电网建设,完善供电网架,加强区域之间的联络。110kV电网实现以220kV变电站为中心、分片供电的模式,各供电片区正常方式下相对独立运行,在检修或事故情况下具备互供能力,并逐步过渡到双链式结构,各站都具备两路电源。分阶段逐步增加各级变电站布点,不断优化和完善主网网架结构,逐步解决设备重、过载等问题。随着220kV揭阳站#3主变扩建工程、110kV马牙输变电工程的相继投产,市区的主网结构得到了完善。
3.2优化配网架构,提高线路可转供率
优先解决城网10kV线路的重、过载问题,2009年彻底消除线路“卡脖子”问题。加快配网环网线路的建设,将市区配网可转供率从2007年的13%大幅度提高到2011年的83%,负荷转供能力得到极大的提高。在市区全面推广建设电缆线路,提高线路的绝缘等级,对供电可靠性的提高起到明显的作用,至2011年9月,市区配网线路电缆化率提高到95.7%,提高了线路抵御风灾等恶劣气候及防止外力破坏的能力。
3.3构建可靠、灵活的配电网络
严格执行配网工程标准化设计,进一步统一配网工程设计规范和建设标准。新建一批10KV开闭所,采用多开关电缆分支箱,在10kV馈线上安装干线分段开关、分支线开关,形成多分支,多控制的线路架构,对重要客户实行“双电源T接”供电方式,至2011年10月,市区配网10KV负荷开关与配电变压器之比达到1.6,大多数配电变压器均可由专用负荷开关控制,极大地提高了电网运行方式的灵活性,缩小因故障停电或设备正常检修时的停电范围。根据负荷发展情况,超前在开关房内预留备用开关柜,减少业扩工程接火导致客户停电。
3.4提高配网技术装备水平
遵循“安全、可靠、降损、先进、经济”的原则,全面淘汰落后、老化的设备,采用高可靠性、运行稳定、少维护的新设备,从而降低故障率,节省运维资源及成本,减少故障停电时间。例如开展配电房规范化建设及改造,推广全绝缘、全封闭的负荷开关,采用节能低耗的配电变压器,全面淘汰10kV阀式避雷器,在低压配电线路上安装低压避雷器,更换残旧、老化的低压线路,消除配电网事故隐患,确保了配网的安全稳定运行。
4 精细化工程施工管理,综合减少停电时间
4.1对内强化组织管理
针对工程施工停电这一影响供电可靠性最大的因素,加强综合管理,定期召开停电协调会,协调主、配网停电计划,确保变电站内设备的预试、定检工作要与站外线路停电检修工作同时进行。在安全施工的前提下,多点开花,使停电时间内的工作效率和工作项目最大化,减少重复停电次数。在每一项线路工程割接启动前研究制定《配网工程割接启动组织实施方案》等组织技术措施方案,提前做好预想及应急措施,推行操作精细化管理,提高操作效率,确保割接启动工作万无一失,从而压缩停电时间。
4.2对外严控施工管理
在工程施工的现场管理上狠下功夫,压缩各个作业环节中的时间,从细节上开源节流,最大限度利用宝贵的停电时间。严格审查施工单位的工程施工方案,审查施工任务的分组安排、作业时间的合理性,落实对施工、检修实行项目时间定额管理;线路停电开始时,施工单位人员应提前到达现场,并做好开工前的各项准备工作,等候线路设备停电;提前检查施工单位的人员、材料、施工机械是否准备充足,要求施工单位对涉及需停电的拆旧工作必须当天完成,避免以后重复停电;加强对施工单位的监管,对引起延时送电或重复停电的,将责令施工单位“说清楚”,并进行通报批评及经济处罚。
5 结束语
三年多来,揭阳城区供电局抓住国家加大城市电网改造的投资的机会,通过科学合理规划及大力开展电网建设,针对辖区配网的具体情况,制定了相关措施,无论是设备的更新改造和网架的优化都做了很多有效的工作,彻底扭转了配网薄弱落后的局面,供电可靠性得到大幅度提升,第三方客户满意度稳步提高,树立起供电企业的良好形象,满足了城市社会经济的发展需求。
精细化工设计规范范文3
关键词华夫梁结构工艺管线共用支架材料选择镀锌轻型型钢图纸设计安装
中图分类号:TF573文献标识码: A
引 言
随着我国产业结构的调整和高新技术产业的迅猛发展,微电子、光电通讯、精细化工、精密仪器等一批新型生产企业的建立,其研制、生产所需的洁净厂房的规模越来越大,要求越来越高。其相应产品的精密化、微型化、高纯度的技术要求不断提高,研制、生产所需的控制尘埃粒子污染的环境——洁净室的洁净度要求也越来越高。为了满足洁净空气循环的需要以及防止尘埃粒子附着影响洁净度,楼板上需要留有大量孔洞,大型洁净厂房一般采用华夫梁结构。以电子芯片厂房为例,洁净室是其核心生产区域,该区域要求空气洁净度等级很高,同时部分区域要求抗微震、抗噪声。华夫板模板是钢筋混凝土现浇井字梁楼板的一种用环氧材料制作的工具式模板,永久嵌入混凝土结构中(不可脱式),兼作下层吊顶,所有阴阳角均为小圆弧(见图1)。它具有强度高、刚度大、光洁度好、自重轻等优点。[1]
图1不可脱式FRP华夫板模板
1.工程概况
本工程华夫板位于生产厂房二楼4-10/C-H轴之间,柱间距4.8m,梁高0.65m,板厚0.2m。华夫板孔直径φ360mm,孔间距为600mm,孔体之间为钢筋混凝土柱支撑加固,上层为钢结构屋架。
2.图纸优化
生产厂房一层作为下技术夹层,各种工艺管线、风管、电缆桥架错综复杂,且种类繁多,如何将各种管线规划好,使整个技术夹层简洁、美观,统一规划共用支架来调整各管线的走向是重中之重。统一规划共用支架,势必会对下技术夹层的各类管线走向进行调整。根据设计院提供的施工图纸结合业主提供的各类工艺设备的动力参数,对设计院的施工图进行二次优化设计,整合各类管线的走向,集中布置,达到既简洁、美观又不影响“优化”使用的效果。
3.支架材料的选择
本工程采用的华夫板作为一层吊顶,整个华夫板满铺4-10/C-H轴洁净区,支架在华夫板上不可以直接固定,对此,支架的安装有一定的难度。考虑到整个技术夹层的结构,最终采用以混凝土柱作为支架的固定点。
对于支架材料的选择,一是选用传统的槽钢、工字钢进行制作,二是采用轻型型钢进行制作。考虑到本工程是洁净工程,且华夫板安装已经完成,若在厂房内焊接,势必会对华夫板造成一定的影响;若制作完成后二次镀锌,安装有难度,且工期也相应延长。因此,最终采用镀锌轻型型钢来作为下技术夹层所有管线的共用支架。
4.共用支架图纸设计
根据优化后的管线设计图纸,对各部位集中布置的管线进行荷载计算,选择合适的轻型型钢。根据优化图纸及荷载计算,本工程共用支架共分为三层,一层为主管道、风管、桥架支架,采用镀锌C160型钢(H160×B60×C20×T3)双拼制作(型钢间距20mm)(见图2);二层为支管道、风管、桥架支架,采用镀锌C80型钢(H80×B40×C20×T3)双拼制作(型钢间距20mm)(见图2);三层为消防喷淋支管及二次配管支架,采用镀锌C41型钢(H41×W41×T2.5)背靠背制作(见图3)。
型钢部位间连接采用镀锌构件进行连接(见图4)。
图2 型钢双拼示意图
图3型钢背靠背示意图
图4型钢部位间连接图
共用支架安装
考虑到安装的便捷,支架用C型钢全部定尺制作。柱子与柱子之间的间距,型钢与型钢之间的间距,两端各留5mm的余量,防止安装的偏差。
5.1 放线
共用支架有三层,为了保证安装完的支架整齐、美观,放线准确,这是基础。
以土建单位测量的1米线(抽点复测,看是否准确)为基准线,按照相应的标高,在柱子上画出十字中心线,放线完成后,必须抽点复测,防止错误。
5.2 底座安装
连接底座采用10mm厚的钢板加工制作,镀锌处理(见图5)。采用M12的外膨胀螺栓与柱子固定。膨胀螺栓打孔时,若遇到混凝土柱的钢筋,可以在底座范围内重新打孔,底座上重新钻眼,进行连接。切不可移动底座位置。
图5 型钢底座示意图及实际安装图
5.3 型钢及连接件安装
C型钢按照标高、型号进行组对安装,安装时注意加工时考虑的两端各5mm的余量,保证两边余量等同。
C160、C80双拼型钢与底座采用M12镀锌全牙丝杆连接(见图6),底座上端安装50×50×5的镀锌方垫片。C41背靠背型钢与底座采用M10的弹簧螺母进行连接。
型钢与型钢之间采用十字连接件(见图7)、T型连接件(见图8)、高低连接件(见图9)用M12镀锌全牙丝杆进行连接,各连接件均需要根据实际尺寸进行定加工,镀锌处理。
每组型钢长度基本在4700mm-4800mm之间,考虑到轻型型钢强度不够,将型钢四等分进行加固,加固采用连接件(见图10),M12镀锌全牙丝杆连接。
特别注意的是,全牙丝杆外要安装D20的镀锌钢管作为套管,目的是要将双拼C型钢撑开,保证部分吊挂支架能顺利安装。
5.4 检查及调整
各标高型钢支架安装完成后,对整体的水平度、标高用激光水准仪进行测量,若有偏差,及时做出调整(见图11)。逐一检查每个支架的螺栓紧固件,看是否有松动或没拧紧的,排除隐患。
图6型钢与底座连接图 图7十字连接件
图8T型连接件 图9高低连接件
图10 型钢中间加固件 图11整体效果图
结语
目前技术夹层各类工艺管线已基本安装完成,经过共用支架的整合,下技术夹层显得简洁、美观,得到了业主的认可和赞誉。并且,我们还将下技术夹层的环氧自流平的颜色(见图12)与共用支架协调一致,对下技术夹层的照明也起到了优化和对照度的补充,节约了灯具配置,随着各类工艺管线的即将运行,我们将跟踪运行使用的效果。
图12环氧自流平
轻型型钢支架在华夫梁结构洁净厂房中的应用,作为一种新工艺,我们将持续关注型钢支架的使用效果,在实践中不断发现问题、解决问题,形成一个完整的新工艺,再将之逐步推广。
参考文献
精细化工设计规范范文4
【关键词】 兰州新区给水工程规划可持续发展
中图分类号:TU991 文献标识码:A文章编号:
1 引言
继上海浦东新区、天津滨海新区、重庆两江新区、浙江舟山群岛新区后,兰州新区成为国务院批复的第五个国家级新区。随着国家向西开放和战略性产业重构的战略需求,兰州新区将成为实施国家战略的重要平台,正在迎来前所未有的发展机遇。
给水工程作为城市最基本的市政工程设施,是城市生存和发展最重要的基本前提条件。本文将结合笔者参与的兰州新区给水工程规划实例,从规划中的可持续发展这一角度出发,通过以下4个方面做一简要的论述和分析。
2多水源供水与城市供水安全
兰州新区位于甘肃省中部,属温带半干旱区。天然降水量较少,年平均降雨量仅为245毫米。年平均蒸发量为1879.7毫米。为降水量的7.7倍,自产地表水资源贫乏。而地下水水质较差,可利用地下水资源量有限。属典型资源型缺水及水质性缺水地区。
兰州新区现状供水水源主要为引大入秦工程水及永登龙泉地下水为水源。引大入秦工程是一项大型跨流域调水工程,是把甘肃、青海两省交界处的大通河水跨流域东调120公里,引到兰州市以北60公里处干旱缺水的秦王川盆地的一项规模宏大的自流灌溉工程。该工程以农林灌溉为主,其总干渠、干渠及支渠大多为明渠,供水季节性较强。而龙泉地下水水量有限,年可供水量仅为55万立方米/年。
随着兰州新区工业化、城市化进程加快,该地区用水结构将会发生较大的变化,城镇生活和工业用水需求将有较大的增加。因而提高兰州新区供水保障能力是实现兰州新区经济社会可持续性发展的基础保障。
根据《兰州新区总体规划》(2011-2030),至2030兰州新区给水工程统一供给最高日用水量为:80万立方米/日。年需水量为2.54亿立方米/日。而引大入秦工程向兰州新区净可供水量约为2.11亿立方米/年,还缺水约0.43亿立方米/年。所缺部分水量需从黄河提水供给。因此规划给水水源为双水源供水,由引大入秦工程水及黄河水共同供给。
水是城市发展的基础性自然资源和战略性经济资源,是城市生存和发展的必需品和最大消费品,也是城市安全的风险来源。引大入秦工程水及黄河水均为远距离输水至兰州新区。多水源供水可大大的增加新区城市供水的可靠性。兰州新区东北部规划布局为炼化产业组团及精细化工产业组团,两组团位于引大入秦工程东一干渠及东二干渠中间,若发生2010年兰州石化公司303厂石油罐发生爆炸等类似事故,双水源供水可有效的防范突发事件给城市供水安全带来的隐患。
3取水口的选择
兰州新区主要供水水源为引大入秦工程水及黄河水。引大入秦工程水取自甘肃、青海两省交界处的大通河水,水质可达到《生活饮用水水源水质标准》(CJ3020-93)的要求。而黄河水取水口的选择则应经过多方论证再加以选择。
黄河兰州段沿岸工业集中,人口稠密,黄河水体污染较严重。虽然兰州中心城区给水工程统一供水地表水饮用水源取水口位于黄河兰州段上游,水源水质现均达到国家三类水标准,但随着兰州市城市化进程的加快,《兰州市城市总体规划(2011—2020年)》(住建部送审稿)已将兰州中心城区给水工程统一供水地表水饮用水源取水口上游河口南地区规划为城市建设用地,这样势必会给城市给水水源保护带来一定的难度。这种情况在国内其它城市也时有发生,较常采用的办法为城市取水口上移。
给水工程是城市发展的生命线,兰州新区作为一个在建的国家级新区,其饮用水源取水口的选择关系到城市的未来和城市的可持续发展性。考虑到兰州中心城区现状建设情况及城市未来发展的可能性,在兰州中心城区周边选择取水口难度较大。从兰州新区可持续发展性出发,结合现状建设情况,建议兰州新区黄河水取水由位于兰州中心城区上游的刘家峡水库(距兰州市75公里)引水。
4分区供水与节能降耗
“节能降耗”是城市可持续发展的重要环节,在城市给水工程规划中,按地势高差合理分区供水,能最大程度节约给水系统中的能量损失。兰州新区地形特点为北高南低,东西高,中间低,南北高差约400米。为促进节能降耗,实现城市可持续发展,新区供水采用分区供水的方式。布置形式按多水源、分区、分压给水系统布置。
根据兰州新区北高南低的地形地势及产业布局,分设三个供水区域:东北部重力供水区域、西北部及中东部加压供水区域、南部重力供水区域。结合引大入秦工程东二干渠的标高及位置,在2129米的标高处,设置兰州新区第一水厂(石门沟水厂),重力自流至新区东北部区域;结合引大入秦工程东一干渠的标高及位置,在2015米的标高处,设置兰州新区第二水厂(程家井水厂),加压后向西北部及中东部区域供水,并利用地势优势重力向新区南部区域供水。
利用地势优势将水厂出水采用重力流形式送出可避免设置给水泵房,最大程度地节约了电耗,节能效果和经济效益非常显著,促进了新区的可持续发展。
5开源与节流
兰州新区是一个水资源严重匮乏的城市,且地势较高,黄河提水运行成本大。所以坚持开源与节流是保证城市可持续发展的基本条件之一。
要保证兰州新区社会经济的可持续发展,应对新区各种水资源进行统筹考虑,合理分配和长期有效的利用兰州新区有效的水资源。不能只依靠扩大水资源的开发规模,还要依靠污水回用、雨水资源化利用、调整黄河流域内兰州新区分水配额等综合措施予以解决。
规划除生活和工业等用水使用水厂处理后的一次水外,生态、道路浇洒和绿化景观等用水全部使用再生水。另外,水质要求不高的工业用水(如热电厂冷却用水等)、污水处理厂和再生水厂厂内除职工生活用水外的自用水,也采用再生水。
在城市建设中随着城区不透水地面的逐年增多,雨水的径流量也在逐年增大。这不仅加重了城市排水系统的压力,同时也浪费了宝贵的雨水资源。储存利用雨水资源可降低城市需水量,对城市可持续发展意义重大。在规划中可结合新区现有及规划水系,修建雨水储水设施,存储雨水,调节雨季和非降雨期的水量平衡,使雨水资源成为有持续供水能力的稳定系统。存储的雨水可作为中水应用于绿地浇灌、道路浇洒、景观用水等。
另外,在水资源严重匮乏的兰州新区,在注重开源的同时,还应紧抓节流。城市建设应实行量水而行,合理控制产业结构,改进生产工艺,推行节水技术,宣传节水理念,减少水资源浪费,合理控制和减缓需水量的增长。努力将兰州新区创建为节水型城市,实现水资源可持续利用。
6结语
随着兰州新区的迅猛发展,,可持续发展的设计理念也将会更加充分的体现在给水工程的实践当中。因此,兰州新区的给水工程规划要求既要考虑现实的需求,又要考虑未来的发展。力求能够有效地利用兰州新区的资源能源,使新区水资源达到一个长期的稳定,供水安全性得到更好的保障,为兰州新区的建设与发展提供有力支撑。
参考文献
[1] 中华人民共和国国家标准城市给水工程规划规范(GB 50282—98).中国建筑工业出版社1999
[2] 中华人民共和国国家标准污水再生利用工程设计规范(GB 50318—2000). 中国建筑工业出版社2003
[3] 中国城市规划设计研究院兰州市城市总体规划(住建部送审稿). 2013
[4] 中国城市规划设计研究院兰州新区总体规划. 2012