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精細化工設計規范范文1
【關鍵詞】 化工安全 化工設計 化工事故 預防
據國家安監總局對化工行業目前安全形勢的分析,經過政府、協會、企業在“十一五”期間的共同努力,化工行業的安全整治和管理工作已經取得了明顯成效。危化品安全事故有所減少,但化工行業安全生產基礎薄弱的現狀沒有實現根本性改變,有部分的企業工藝技術落后,設備、自動化控制、安全設施設計達不到安全生產要求,安全管理水平低以及從業人員素質較低。
安全設計是化工項目建設的源頭和關鍵環節,在化工安全生產中占有十分重要的地位。近幾年發生的一些危化品事故,暴露出行業設計規范和標準滯后或缺失,總體規劃布局欠完善,設計變更管理隨意性大,設計單位水平參差不齊,安全設計存在缺陷,安全設計管理存在盲區等問題。
通過這些年化工設計的實踐和體會,本文通過對湖北省內外發生的事故案例分析,針對湖北省部分化工生產企業安全隱患的現實狀況,提出安全設計方面的建議,供化工設計單位和化工生產企業參考。
一、危險化學品建設項目正規設計是企業安全生產的基本保障
1、事故案例
2012年2月28日上午9時4分左右,位于河北省石家莊市趙縣工業園區生物產業園內的河北克爾化工有限責任公司(以下簡稱河北克爾公司)生產硝酸胍的一車間發生重大爆炸事故,造成25人死亡、4人失蹤、46人受傷。這起事故是近一個時期以來危險化學品領域發生的傷亡最嚴重的事故。
事故原因初步分析:硝酸銨、硝酸胍均屬強氧化劑。硝酸銨是國家安全監管總局公布的首批重點監管的危險化學品,遇火時能助長火勢;與可燃物粉末混合,能發生激烈反應而爆炸;受強烈震動或急劇加熱時,可發生爆炸。硝酸胍受熱、接觸明火或受到摩擦、震動、撞擊時,可發生爆炸;加熱至150℃時,分解并爆炸。
事故直接原因是:河北克爾公司一車間的1號反應釜底部放料閥(用導熱油伴熱)處導熱油泄漏著火,造成釜內反應產物硝酸胍和未反應完的硝酸銨局部受熱,急劇分解發生爆炸,繼而引發存放在周邊的硝酸胍和硝酸銨爆炸。
該事故暴露出河北克爾公司存在以下突出問題:一是裝置本質安全水平低、工廠布局不合理。裝置自動化程度低,反應溫度缺乏有效、快捷的控制手段;加料、出料、冷卻等作業均需人工操作,現場操作人員多。一車間與二車間廠房均采用框架磚混結構,同向相距約25米布置,且中間建有硫酸儲罐。一車間爆炸后波及到二車間,造成廠房損毀和重大人員傷亡。二是企業安全管理不嚴格,變更管理處于失控狀態。河北克爾公司在沒有進行安全風險評估的情況下,擅自改變生產原料、改造導熱油系統,將導熱油最高控制溫度從210℃提高到255℃。三是車間管理人員、操作人員專業素質低。四是事故企業邊生產,邊施工建設,廠區作業單位多、人員多,加劇了事故的傷亡程度。五是安全隱患排查治理不認真。
2、建議
對照上述案例暴露的問題,目前湖北省內的部分危險化學品企業,也存在工廠布局不合理、建構筑物間防火間距不符合規范要求、裝置自動化程度低等事故隱患。究其原因,一是部分企業未按要求委托有資質的單位進行正規設計,二是設計單位在建設項目設計時未認真堅持執行相關標準規范的要求。
根據《關于開展提升危險化學品領域本質安全水平專項行動的通知》(安監總管三〔2012〕87號)的要求,對未經過正規設計的在役化工裝置要進行安全設計診斷,全面消除安全設計隱患。對設計單位進行安全設計診斷提出如下建議。
(1)設計單位應嚴格按照《工業企業總平面布置設計規范》(GB50187-2012)、《化工企業總圖運輸設計規范》(GB50489-2009)、《建筑設計防火規范》(GB50016-2006)等規范的要求,對工廠布局不合理、建構筑物間防火間距不足的提出解決方案。
(2)針對部分精細化工產品建設項目,如染料中間體、醫藥中間體、農藥中間體等,盡管有些反應過程和單元操作過程未列入重點監管的危險化工工藝目錄,建議設計單位根據具體工藝及單元操作過程,采用DCS、PLC等控制方式,進行監控、報警、緊急停車和泄放等安全聯鎖系統設計,提高本質安全度。
(3)根據國家對重點監管危險化學品的生產儲存裝置和危險化學品重大危險源的自動化控制系統的要求,建議設計單位完善上述自動化控制系統改造設計。
二、切實根據物料的性質進行生產裝置的安全設計
1、事故案例
2011年1月14日20時20分左右,湖北某市一化工企業在對2,3-二氯-4—硝基乙苯減壓精餾過程中發生爆燃事故,致2人死亡,1人重傷。
2,3-二氯-4—硝基乙苯是生產醫藥、農藥的有機化工中間體。該物質遇明火、高熱可燃。與強氧化劑可發生反應。受高熱分解,產生有毒的氮氧化物和氯化物氣體。有腐蝕性。該企業在試生產過程中,采用電熱桳加熱蒸餾釜夾套導熱油的方式進行加熱,選用的導熱油正常工作溫度為350℃,無溫控系統。在減壓精餾過程中由于2,3-二氯-4—硝基乙苯受熱分解,蒸餾釜發生爆炸,致使設備毀壞,房屋垮塌。
事故后,經湖北省權威分析檢測單位測定,在氮氣保護下,2,3-二氯-4—硝基乙苯在215℃左右就發生分解。該起事故發生的重要原因是在不清楚2,3-二氯-4—硝基乙苯的熱分解溫度的情況下,選用不合適的設備和加熱方式進行試生產。
2、建議
通過這起事故,也警醒設計單位,對熱敏性物料(特別是芳環上帶硝基的化合物)加工方面的設計,一定要在了解其熱分解數據的情況下,進行設備選型、單元操作和過程控制設計。
三、設計中配置事故應急處理系統
1、事故案例
2008年6月12日19時40分左右,昆明市安寧齊天化肥廠發生硫化氫氣體泄漏安全生產事故,導致6人死亡,28人在醫院接受救治。
“6·12”硫化氫氣體泄漏事故的初步原因,即昆明市安寧齊天化肥廠在操作時,從硫化鈉配制槽放硫化鈉溶液到磷酸槽的過程中(主要是為了脫除磷酸中的砷),閥門失控導致進入磷酸槽的硫化鈉流量過大、流速過快,產生大量的硫化氫氣體不能被及時反應消耗,磷酸槽中產生的硫化氫從槽的上部逸出(槽未封閉),造成作業人員和圍觀人員中毒傷亡。
直接原因是該工藝設計存在不足,硫化鈉溶液流量無顯示控制儀器及安全設施,并未配備硫化氫尾氣吸收系統,不能除去過量的硫化氫氣體,導致該氣體進入作業場所。
2、建議
在精細化工生產過程中,有很多過程如出現操作失誤、設備及部件失效,有可能出現硫化氫、氯化氫、膦化氫、氟化氫、氰化氫等有毒氣體泄漏,造成人員中毒或死亡的事故發生。在這些生產過程中設置事故應急處理系統,如氣體吸收處理系統,是防止事故發生或擴大的有效安全措施。
四、重視防止粉塵爆炸措施
1、事故案例
2008年1月13日2時45分,昆明市東站工商服務公司儲存硫磺的倉庫內,該公司53名工人開始從事火車硫磺卸車作業,作業過程是從火車卸下并拆開硫磺包裝袋,將硫磺分別倒入平行于鐵路、與地面平齊的34個料斗中,硫磺通過料斗落在地坑中輸送機皮帶上,用輸送機傳送皮帶將硫磺送入硫磺庫。3時40分,作業過程中地坑硫磺粉塵突然發生爆炸,爆炸沖擊波將料斗、硫磺庫的輕型屋頂、皮帶輸送機、斗式提升機等設施毀壞,造成7人死亡、7人重傷、25人輕傷。
事故發生的重要原因,一是天氣干燥,空氣濕度低,硫磺粉塵容易爆炸。二是作業時正值深夜,風速低,空氣流動性差,造成局部空間內(皮帶運輸機地坑)硫磺粉塵濃度增大,達到爆炸極限,由現場產生的點火能量引發爆炸。
2、建議
可燃性粉塵(如硫磺、淀粉等)顆粒的表面能量高,在局部區域濃度達到一定范圍時,在點火能量作用下(如靜電、電火花等)容易發生爆炸。在設計如硫磺等可燃性粉塵儲存、輸送時,應采取強制通風和防爆防塵技術措施,防止粉塵爆炸。湖北省采用硫磺制酸的企業不少,也因從該事故中吸取教訓,切實加強安全設施的配置和現場安全管理。
五、對靜電危害應引起足夠重視
1、事故案例
2002年7月,江蘇姜堰某廠二車間的離心機(封閉式),在剛開始分離從搪瓷反釜卸出的W-100-1紡織用抗氧化劑和甲苯溶劑時,突然發生爆炸,致使1名職工死亡,1名職工重傷。
調查發現,此物料經過23小時不停地機械攪拌,又經過塑料導管直接送入離心機,離心機轉鼓內墊有非導電體的化纖過濾布袋。經長時間攪拌,含有甲苯溶劑(甲苯的爆炸極限為1.2%~7%(V))的物料產生靜電積聚,快速流經塑料管道時,靜電荷得到加強。當物料進入離心機時,帶有很高的電位,而轉鼓上部暴露的螺絲是低電位點,當物料沖擊到離心機的轉鼓時,高壓電位與螺絲頂端的零電位形成高低電位差而引發放電,產生了火花,引爆了離心機內混合性爆炸氣體。
2、建議
目前,精細化工生產廠家由于規模小,幾乎都是間歇式生產,一釜多用的現象普遍存在。進料、物料離心分離過程多采用塑料管。這些生產廠家很多都是經過設計單位設計,但設計人員對靜電的危害性認識不足,沒有對塑料管輸送易燃易爆物料的流速進行計算,也沒有做出相關說明。因此對靜電危害及采取相關的技術措施,應引起設計人員和企業安全管理人員的足夠重視。
六、結語
開展安全設計的出發點和落腳點,都是推動企業在建設項目設計階段按照標準規范的要求,嚴格安全設計,提高企業的本質安全程度。設計單位應提高安全設計質量,從設計源頭防止和減少化工企業生產安全事故,安全生產才有堅實的保障。
【參考文獻】
[1] 崔克清等:化工安全設計[M].化學工業出版社,2004.
[2] 國家安全監管總局關于河北克爾化工有限責任公司“2·28”重大爆炸事故情況的通報(安監總管三〔2012〕31號)[Z].2012.
[3] 關于開展提升危險化學品領域本質安全水平專項行動的通知(安監總管三〔2012〕87號)[Z].2012.
[4] 工業企業總平面布置設計規范(GB50187-2012)[Z].2012.
[5] 化工企業總圖運輸設計規范(GB50489-2009)[Z].2009.
精細化工設計規范范文2
關鍵詞電網規劃建設 供電可靠性
2008年,揭陽市區城市供電可靠率指標排名在全省倒數第一,作為供電管轄單位,揭陽城區供電局痛定思痛,通過對現狀進行全面的剖析,找出造成供電可靠性低下的主要因素,提出針對性的解決措施,科學做好配網中長期規劃,依靠加大電網建設的投入,大力優化配網架構,提高技術裝備水平。通過三年來的努力,一個堅強配電網絡已初步形成,據統計,2011年1-9月份累計城市客戶停電時間僅為0.72小時,供電可靠率位居全省第二名,供電可靠性工作取得了長足的進步。
1 導致城網供電可靠性低下的主要因素剖析
1.1 市區主網結構薄弱,變電站電源布點少,尤其是配網結構相當脆弱,10kV供電線路嚴重不足,線路裝機容量大,“卡脖子”現象嚴重,2007年底配網可轉供率僅為13%,是影響供電可靠性的最重要原因。
1.2 大規模的城網改造工程的推進,是導致供電可靠率低下的直接原因。因為城網原有的架空線路比例高,且多為同桿架設,工程建設改造時停電范圍大,影響客戶多,2008年因各類工程建設項目施工停電時間占總停電時間的73%。
1.3 配網線路設備老化嚴重,技術裝備水平低下,故障率高,是影響城網供電可靠性的另一主要原因。2008年城網故障造成的客戶停電時間占全年停電時間的18.9%。
2突出電網規劃的龍頭作用
2.1科學編制電網中長期規劃
從戰略高度謀劃電網發展,優化強化電網結構,按照“110kV及以上電網全部滿足N-1要求,220kV容載比達到1.9,110kV容載比達到2.1,市區配電網轉供電能力逐年提高20%以上”的目標完善滾動修編“十一五”電網規劃,科學編制“十二五”電網規劃,以建設“結構合理、技術先進、安全可靠、適度超前”的現代化電網提供指導。
2.2 完善主、配網架構
加快解決市區主網“N-1”問題,加大市區變電站的建設力度,增加市區電源布點,為配電網絡提供強有力的支持。完善配網結構,提高環網率和轉供電能力,以建設堅強、可靠、靈活的中壓配電網絡為發展方向,注重配電網的分區原則,注重中壓主干網架的優化原則,注重各變電站之間聯絡網架的建設,不斷優化配網網架。
2.3 推廣應用科學合理的配網接線方式
嚴格執行城市電網規劃原則,統一推廣10kV配網標準接線方式和組網原則,使配網接線簡單、清晰,并具有較高的可靠性和靈活的運行方式。推行電纜網“N-1”或“N供1備”的結線方式,使市區配網環網率逐年提高,進一步增強配網轉負荷能力。
3 全力以赴加快電網建設進度
3.1加快市區主網工程項目建設
進一步大力加強電網建設,完善供電網架,加強區域之間的聯絡。110kV電網實現以220kV變電站為中心、分片供電的模式,各供電片區正常方式下相對獨立運行,在檢修或事故情況下具備互供能力,并逐步過渡到雙鏈式結構,各站都具備兩路電源。分階段逐步增加各級變電站布點,不斷優化和完善主網網架結構,逐步解決設備重、過載等問題。隨著220kV揭陽站#3主變擴建工程、110kV馬牙輸變電工程的相繼投產,市區的主網結構得到了完善。
3.2優化配網架構,提高線路可轉供率
優先解決城網10kV線路的重、過載問題,2009年徹底消除線路“卡脖子”問題。加快配網環網線路的建設,將市區配網可轉供率從2007年的13%大幅度提高到2011年的83%,負荷轉供能力得到極大的提高。在市區全面推廣建設電纜線路,提高線路的絕緣等級,對供電可靠性的提高起到明顯的作用,至2011年9月,市區配網線路電纜化率提高到95.7%,提高了線路抵御風災等惡劣氣候及防止外力破壞的能力。
3.3構建可靠、靈活的配電網絡
嚴格執行配網工程標準化設計,進一步統一配網工程設計規范和建設標準。新建一批10KV開閉所,采用多開關電纜分支箱,在10kV饋線上安裝干線分段開關、分支線開關,形成多分支,多控制的線路架構,對重要客戶實行“雙電源T接”供電方式,至2011年10月,市區配網10KV負荷開關與配電變壓器之比達到1.6,大多數配電變壓器均可由專用負荷開關控制,極大地提高了電網運行方式的靈活性,縮小因故障停電或設備正常檢修時的停電范圍。根據負荷發展情況,超前在開關房內預留備用開關柜,減少業擴工程接火導致客戶停電。
3.4提高配網技術裝備水平
遵循“安全、可靠、降損、先進、經濟”的原則,全面淘汰落后、老化的設備,采用高可靠性、運行穩定、少維護的新設備,從而降低故障率,節省運維資源及成本,減少故障停電時間。例如開展配電房規范化建設及改造,推廣全絕緣、全封閉的負荷開關,采用節能低耗的配電變壓器,全面淘汰10kV閥式避雷器,在低壓配電線路上安裝低壓避雷器,更換殘舊、老化的低壓線路,消除配電網事故隱患,確保了配網的安全穩定運行。
4 精細化工程施工管理,綜合減少停電時間
4.1對內強化組織管理
針對工程施工停電這一影響供電可靠性最大的因素,加強綜合管理,定期召開停電協調會,協調主、配網停電計劃,確保變電站內設備的預試、定檢工作要與站外線路停電檢修工作同時進行。在安全施工的前提下,多點開花,使停電時間內的工作效率和工作項目最大化,減少重復停電次數。在每一項線路工程割接啟動前研究制定《配網工程割接啟動組織實施方案》等組織技術措施方案,提前做好預想及應急措施,推行操作精細化管理,提高操作效率,確保割接啟動工作萬無一失,從而壓縮停電時間。
4.2對外嚴控施工管理
在工程施工的現場管理上狠下功夫,壓縮各個作業環節中的時間,從細節上開源節流,最大限度利用寶貴的停電時間。嚴格審查施工單位的工程施工方案,審查施工任務的分組安排、作業時間的合理性,落實對施工、檢修實行項目時間定額管理;線路停電開始時,施工單位人員應提前到達現場,并做好開工前的各項準備工作,等候線路設備停電;提前檢查施工單位的人員、材料、施工機械是否準備充足,要求施工單位對涉及需停電的拆舊工作必須當天完成,避免以后重復停電;加強對施工單位的監管,對引起延時送電或重復停電的,將責令施工單位“說清楚”,并進行通報批評及經濟處罰。
5 結束語
三年多來,揭陽城區供電局抓住國家加大城市電網改造的投資的機會,通過科學合理規劃及大力開展電網建設,針對轄區配網的具體情況,制定了相關措施,無論是設備的更新改造和網架的優化都做了很多有效的工作,徹底扭轉了配網薄弱落后的局面,供電可靠性得到大幅度提升,第三方客戶滿意度穩步提高,樹立起供電企業的良好形象,滿足了城市社會經濟的發展需求。
精細化工設計規范范文3
關鍵詞華夫梁結構工藝管線共用支架材料選擇鍍鋅輕型型鋼圖紙設計安裝
中圖分類號:TF573文獻標識碼: A
引 言
隨著我國產業結構的調整和高新技術產業的迅猛發展,微電子、光電通訊、精細化工、精密儀器等一批新型生產企業的建立,其研制、生產所需的潔凈廠房的規模越來越大,要求越來越高。其相應產品的精密化、微型化、高純度的技術要求不斷提高,研制、生產所需的控制塵埃粒子污染的環境——潔凈室的潔凈度要求也越來越高。為了滿足潔凈空氣循環的需要以及防止塵埃粒子附著影響潔凈度,樓板上需要留有大量孔洞,大型潔凈廠房一般采用華夫梁結構。以電子芯片廠房為例,潔凈室是其核心生產區域,該區域要求空氣潔凈度等級很高,同時部分區域要求抗微震、抗噪聲。華夫板模板是鋼筋混凝土現澆井字梁樓板的一種用環氧材料制作的工具式模板,永久嵌入混凝土結構中(不可脫式),兼作下層吊頂,所有陰陽角均為小圓弧(見圖1)。它具有強度高、剛度大、光潔度好、自重輕等優點。[1]
圖1不可脫式FRP華夫板模板
1.工程概況
本工程華夫板位于生產廠房二樓4-10/C-H軸之間,柱間距4.8m,梁高0.65m,板厚0.2m。華夫板孔直徑φ360mm,孔間距為600mm,孔體之間為鋼筋混凝土柱支撐加固,上層為鋼結構屋架。
2.圖紙優化
生產廠房一層作為下技術夾層,各種工藝管線、風管、電纜橋架錯綜復雜,且種類繁多,如何將各種管線規劃好,使整個技術夾層簡潔、美觀,統一規劃共用支架來調整各管線的走向是重中之重。統一規劃共用支架,勢必會對下技術夾層的各類管線走向進行調整。根據設計院提供的施工圖紙結合業主提供的各類工藝設備的動力參數,對設計院的施工圖進行二次優化設計,整合各類管線的走向,集中布置,達到既簡潔、美觀又不影響“優化”使用的效果。
3.支架材料的選擇
本工程采用的華夫板作為一層吊頂,整個華夫板滿鋪4-10/C-H軸潔凈區,支架在華夫板上不可以直接固定,對此,支架的安裝有一定的難度。考慮到整個技術夾層的結構,最終采用以混凝土柱作為支架的固定點。
對于支架材料的選擇,一是選用傳統的槽鋼、工字鋼進行制作,二是采用輕型型鋼進行制作。考慮到本工程是潔凈工程,且華夫板安裝已經完成,若在廠房內焊接,勢必會對華夫板造成一定的影響;若制作完成后二次鍍鋅,安裝有難度,且工期也相應延長。因此,最終采用鍍鋅輕型型鋼來作為下技術夾層所有管線的共用支架。
4.共用支架圖紙設計
根據優化后的管線設計圖紙,對各部位集中布置的管線進行荷載計算,選擇合適的輕型型鋼。根據優化圖紙及荷載計算,本工程共用支架共分為三層,一層為主管道、風管、橋架支架,采用鍍鋅C160型鋼(H160×B60×C20×T3)雙拼制作(型鋼間距20mm)(見圖2);二層為支管道、風管、橋架支架,采用鍍鋅C80型鋼(H80×B40×C20×T3)雙拼制作(型鋼間距20mm)(見圖2);三層為消防噴淋支管及二次配管支架,采用鍍鋅C41型鋼(H41×W41×T2.5)背靠背制作(見圖3)。
型鋼部位間連接采用鍍鋅構件進行連接(見圖4)。
圖2 型鋼雙拼示意圖
圖3型鋼背靠背示意圖
圖4型鋼部位間連接圖
共用支架安裝
考慮到安裝的便捷,支架用C型鋼全部定尺制作。柱子與柱子之間的間距,型鋼與型鋼之間的間距,兩端各留5mm的余量,防止安裝的偏差。
5.1 放線
共用支架有三層,為了保證安裝完的支架整齊、美觀,放線準確,這是基礎。
以土建單位測量的1米線(抽點復測,看是否準確)為基準線,按照相應的標高,在柱子上畫出十字中心線,放線完成后,必須抽點復測,防止錯誤。
5.2 底座安裝
連接底座采用10mm厚的鋼板加工制作,鍍鋅處理(見圖5)。采用M12的外膨脹螺栓與柱子固定。膨脹螺栓打孔時,若遇到混凝土柱的鋼筋,可以在底座范圍內重新打孔,底座上重新鉆眼,進行連接。切不可移動底座位置。
圖5 型鋼底座示意圖及實際安裝圖
5.3 型鋼及連接件安裝
C型鋼按照標高、型號進行組對安裝,安裝時注意加工時考慮的兩端各5mm的余量,保證兩邊余量等同。
C160、C80雙拼型鋼與底座采用M12鍍鋅全牙絲桿連接(見圖6),底座上端安裝50×50×5的鍍鋅方墊片。C41背靠背型鋼與底座采用M10的彈簧螺母進行連接。
型鋼與型鋼之間采用十字連接件(見圖7)、T型連接件(見圖8)、高低連接件(見圖9)用M12鍍鋅全牙絲桿進行連接,各連接件均需要根據實際尺寸進行定加工,鍍鋅處理。
每組型鋼長度基本在4700mm-4800mm之間,考慮到輕型型鋼強度不夠,將型鋼四等分進行加固,加固采用連接件(見圖10),M12鍍鋅全牙絲桿連接。
特別注意的是,全牙絲桿外要安裝D20的鍍鋅鋼管作為套管,目的是要將雙拼C型鋼撐開,保證部分吊掛支架能順利安裝。
5.4 檢查及調整
各標高型鋼支架安裝完成后,對整體的水平度、標高用激光水準儀進行測量,若有偏差,及時做出調整(見圖11)。逐一檢查每個支架的螺栓緊固件,看是否有松動或沒擰緊的,排除隱患。
圖6型鋼與底座連接圖 圖7十字連接件
圖8T型連接件 圖9高低連接件
圖10 型鋼中間加固件 圖11整體效果圖
結語
目前技術夾層各類工藝管線已基本安裝完成,經過共用支架的整合,下技術夾層顯得簡潔、美觀,得到了業主的認可和贊譽。并且,我們還將下技術夾層的環氧自流平的顏色(見圖12)與共用支架協調一致,對下技術夾層的照明也起到了優化和對照度的補充,節約了燈具配置,隨著各類工藝管線的即將運行,我們將跟蹤運行使用的效果。
圖12環氧自流平
輕型型鋼支架在華夫梁結構潔凈廠房中的應用,作為一種新工藝,我們將持續關注型鋼支架的使用效果,在實踐中不斷發現問題、解決問題,形成一個完整的新工藝,再將之逐步推廣。
參考文獻
精細化工設計規范范文4
【關鍵詞】 蘭州新區給水工程規劃可持續發展
中圖分類號:TU991 文獻標識碼:A文章編號:
1 引言
繼上海浦東新區、天津濱海新區、重慶兩江新區、浙江舟山群島新區后,蘭州新區成為國務院批復的第五個國家級新區。隨著國家向西開放和戰略性產業重構的戰略需求,蘭州新區將成為實施國家戰略的重要平臺,正在迎來前所未有的發展機遇。
給水工程作為城市最基本的市政工程設施,是城市生存和發展最重要的基本前提條件。本文將結合筆者參與的蘭州新區給水工程規劃實例,從規劃中的可持續發展這一角度出發,通過以下4個方面做一簡要的論述和分析。
2多水源供水與城市供水安全
蘭州新區位于甘肅省中部,屬溫帶半干旱區。天然降水量較少,年平均降雨量僅為245毫米。年平均蒸發量為1879.7毫米。為降水量的7.7倍,自產地表水資源貧乏。而地下水水質較差,可利用地下水資源量有限。屬典型資源型缺水及水質性缺水地區。
蘭州新區現狀供水水源主要為引大入秦工程水及永登龍泉地下水為水源。引大入秦工程是一項大型跨流域調水工程,是把甘肅、青海兩省交界處的大通河水跨流域東調120公里,引到蘭州市以北60公里處干旱缺水的秦王川盆地的一項規模宏大的自流灌溉工程。該工程以農林灌溉為主,其總干渠、干渠及支渠大多為明渠,供水季節性較強。而龍泉地下水水量有限,年可供水量僅為55萬立方米/年。
隨著蘭州新區工業化、城市化進程加快,該地區用水結構將會發生較大的變化,城鎮生活和工業用水需求將有較大的增加。因而提高蘭州新區供水保障能力是實現蘭州新區經濟社會可持續性發展的基礎保障。
根據《蘭州新區總體規劃》(2011-2030),至2030蘭州新區給水工程統一供給最高日用水量為:80萬立方米/日。年需水量為2.54億立方米/日。而引大入秦工程向蘭州新區凈可供水量約為2.11億立方米/年,還缺水約0.43億立方米/年。所缺部分水量需從黃河提水供給。因此規劃給水水源為雙水源供水,由引大入秦工程水及黃河水共同供給。
水是城市發展的基礎性自然資源和戰略性經濟資源,是城市生存和發展的必需品和最大消費品,也是城市安全的風險來源。引大入秦工程水及黃河水均為遠距離輸水至蘭州新區。多水源供水可大大的增加新區城市供水的可靠性。蘭州新區東北部規劃布局為煉化產業組團及精細化工產業組團,兩組團位于引大入秦工程東一干渠及東二干渠中間,若發生2010年蘭州石化公司303廠石油罐發生爆炸等類似事故,雙水源供水可有效的防范突發事件給城市供水安全帶來的隱患。
3取水口的選擇
蘭州新區主要供水水源為引大入秦工程水及黃河水。引大入秦工程水取自甘肅、青海兩省交界處的大通河水,水質可達到《生活飲用水水源水質標準》(CJ3020-93)的要求。而黃河水取水口的選擇則應經過多方論證再加以選擇。
黃河蘭州段沿岸工業集中,人口稠密,黃河水體污染較嚴重。雖然蘭州中心城區給水工程統一供水地表水飲用水源取水口位于黃河蘭州段上游,水源水質現均達到國家三類水標準,但隨著蘭州市城市化進程的加快,《蘭州市城市總體規劃(2011—2020年)》(住建部送審稿)已將蘭州中心城區給水工程統一供水地表水飲用水源取水口上游河口南地區規劃為城市建設用地,這樣勢必會給城市給水水源保護帶來一定的難度。這種情況在國內其它城市也時有發生,較常采用的辦法為城市取水口上移。
給水工程是城市發展的生命線,蘭州新區作為一個在建的國家級新區,其飲用水源取水口的選擇關系到城市的未來和城市的可持續發展性。考慮到蘭州中心城區現狀建設情況及城市未來發展的可能性,在蘭州中心城區周邊選擇取水口難度較大。從蘭州新區可持續發展性出發,結合現狀建設情況,建議蘭州新區黃河水取水由位于蘭州中心城區上游的劉家峽水庫(距蘭州市75公里)引水。
4分區供水與節能降耗
“節能降耗”是城市可持續發展的重要環節,在城市給水工程規劃中,按地勢高差合理分區供水,能最大程度節約給水系統中的能量損失。蘭州新區地形特點為北高南低,東西高,中間低,南北高差約400米。為促進節能降耗,實現城市可持續發展,新區供水采用分區供水的方式。布置形式按多水源、分區、分壓給水系統布置。
根據蘭州新區北高南低的地形地勢及產業布局,分設三個供水區域:東北部重力供水區域、西北部及中東部加壓供水區域、南部重力供水區域。結合引大入秦工程東二干渠的標高及位置,在2129米的標高處,設置蘭州新區第一水廠(石門溝水廠),重力自流至新區東北部區域;結合引大入秦工程東一干渠的標高及位置,在2015米的標高處,設置蘭州新區第二水廠(程家井水廠),加壓后向西北部及中東部區域供水,并利用地勢優勢重力向新區南部區域供水。
利用地勢優勢將水廠出水采用重力流形式送出可避免設置給水泵房,最大程度地節約了電耗,節能效果和經濟效益非常顯著,促進了新區的可持續發展。
5開源與節流
蘭州新區是一個水資源嚴重匱乏的城市,且地勢較高,黃河提水運行成本大。所以堅持開源與節流是保證城市可持續發展的基本條件之一。
要保證蘭州新區社會經濟的可持續發展,應對新區各種水資源進行統籌考慮,合理分配和長期有效的利用蘭州新區有效的水資源。不能只依靠擴大水資源的開發規模,還要依靠污水回用、雨水資源化利用、調整黃河流域內蘭州新區分水配額等綜合措施予以解決。
規劃除生活和工業等用水使用水廠處理后的一次水外,生態、道路澆灑和綠化景觀等用水全部使用再生水。另外,水質要求不高的工業用水(如熱電廠冷卻用水等)、污水處理廠和再生水廠廠內除職工生活用水外的自用水,也采用再生水。
在城市建設中隨著城區不透水地面的逐年增多,雨水的徑流量也在逐年增大。這不僅加重了城市排水系統的壓力,同時也浪費了寶貴的雨水資源。儲存利用雨水資源可降低城市需水量,對城市可持續發展意義重大。在規劃中可結合新區現有及規劃水系,修建雨水儲水設施,存儲雨水,調節雨季和非降雨期的水量平衡,使雨水資源成為有持續供水能力的穩定系統。存儲的雨水可作為中水應用于綠地澆灌、道路澆灑、景觀用水等。
另外,在水資源嚴重匱乏的蘭州新區,在注重開源的同時,還應緊抓節流。城市建設應實行量水而行,合理控制產業結構,改進生產工藝,推行節水技術,宣傳節水理念,減少水資源浪費,合理控制和減緩需水量的增長。努力將蘭州新區創建為節水型城市,實現水資源可持續利用。
6結語
隨著蘭州新區的迅猛發展,,可持續發展的設計理念也將會更加充分的體現在給水工程的實踐當中。因此,蘭州新區的給水工程規劃要求既要考慮現實的需求,又要考慮未來的發展。力求能夠有效地利用蘭州新區的資源能源,使新區水資源達到一個長期的穩定,供水安全性得到更好的保障,為蘭州新區的建設與發展提供有力支撐。
參考文獻
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[4] 中國城市規劃設計研究院蘭州新區總體規劃. 2012