油库码头消防取水口及反冲洗装置设计
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本工 程 取 水口设 计思 路：利 用连 通 器原 理，采 用“L”型引水 管将江 水 引至阀室平台下方，通 过安装在阀室 平台顶的长 轴 深 井 消防泵伸入 竖 直 管抽 取 江 水 用于码 头消防。为 解 决取 水口水平引水管泥沙淤积问题，本工 程设 计采 取以下解 决 方 案 。码 头取 水 口细部构造如图4所示。 5.1改善取水头部地质环境
本 工 程 码 头 取 水口水平 引水 管 取 水头部焊 接 9 0 °弯管，弯管 水平朝 向下游 方 向，并 在弯管头部焊 接 带 格 栅 的 喇 叭管，格 栅 采 用φ10 m m 圆 钢 焊 接，网 眼 尺寸 为 2 0 m m×2 0 m m 。 优化调整取水头部朝向使其顺着水 流 方 向，能 有 效 防止 泥 沙直 接 冲入引 水 管，且格 栅 对 阻 隔 卵 石、漂 浮 物 等 杂 物 也有良 好 效 果 。 5.3反冲洗装置
（2）反冲洗装置工作原理。当水 平引水管道需要清淤时，关闭消防管 道 DN 3 0 0 蝶 阀 、止回阀，打 开反冲 洗 管 道 DN20 0 蝶阀，开启电 动长 轴 深 井 消 防 泵 ，水 泵自取 水口竖 向 管 道 中 抽 水 ，经 过 加 压流 入 反冲 洗 管 道 ，经 反冲洗管道两侧φ25mm冲洗孔喷出 高压 水 流 ，带 动 水平 引水 管 道 底 部 泥 沙往外排出。
本工程码头设计低水位为
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图4 码头取水口细部构造图
图5 取水口引水管反冲洗装置图
3 4.4 3 m（保证 率 9 8 %），该 江 段在 三 峡 建 库后 枯 水期 最 低 水位 3 3.0 5m， 为 确 保 枯 水 期 最 低 水位 取 水 的可靠 性 ，设 计 消 防 取 水 口 水平 引 水 管 取 水头部中心 标 高 位于3 3 .0 5m以下约 1. 5m，基 本紧 贴 江 底，岩土 地 层分布 为淤泥地质。为避 免泥沙淤积，设计 采 用6 0 m长 DN10 0 0 m m 水平 引水 管 将 取 水头部 延伸至深 水 区，且在取 水 头部 下方进 行抛 填 块石 防 护（块石大 小 6 0 ～10 0 k g ）。改善取 水 头部 环 境 条 件，可有 效 减 轻由于 泵吸作用造 成 泥沙进入管道。 5.2优化取水头部朝向
5.本工程设计解决方案 根 据《 油 气化 工 码 头 设 计 防火
规 范 》第 4. 2.7条 规 定：装 卸火 灾 危 险 性 为 甲 B 类 、乙 类 液 体 的 化 工 码 头 ，消 防 水 泵 房 距 离 码 头 前 沿 线 防 火间 距 为 3 5 m 。若 采 用消 防 水 泵在 江 侧 直 接 抽 取 ，则 不 满 足 规 范 防火 间距要求。
参考文献： [1]中国中元兴华工程公司.消防给水及消火栓 系统技术规范：GB 50974-2014[S].北京:中国 计划出版社,2014. [2]中交水运规划设计院有限公司，交通运输 部公安局.油气化工码头设计防火规范:JTS 158-2019[S].北京:人民交通出版社,2019.
码 头 结 构 采 用 浮 码 头 型 式 ，码 头 主 要 由 趸 船 、活 动 钢 引 桥 、撑 杆 及撑 杆墩、阀室平台、纵横向管廊、 消 防 变 电平台 组 成 。码 头 结 构 如图 2所示。
3.消防取水设计 本码头主要装卸物料包括汽油
属甲B 类 危 险 物质 和 柴 油 属乙 B 类 危 险 物质 。根 据 泊 位 装 卸 物 料性 质，本
6.结语 综 上 所 述，通 过 对 宜昌港 枝 江港
区中长 燃 油 库 码 头 工 程消防取 水口 的 专项 设 计，通 过 改善取 水头部 地 质 环境、优化取 水头部 朝向、设 置引水 管 道 反冲 洗 装 置，将 取 水口泥 沙淤 积 问 题 从被 动 解 决 转 变 为日常 主 动 维 护，从根 本上 解 决了由于泥 沙 淤 积 影 响 消防取 水 效 果和 水下清 淤 维 护成 本高 的 难 题 ，为后 续 同 类工 程设 计施 工提供参考。
本工程河段在三峡水库蓄水运 用后，总体 河 势将 继 续 维 持目前 的 格 局不变，河道两岸岸线 基 本 稳定，但 局 部 冲刷 仍 将 持 续，随 着 时间推 移， 冲刷 将逐 步减 弱，冲刷 发 展 逐 步得 到
抑 制 。因 此 河 势演 变 对 本工 程 影 响 较小。
（4）取水头部局部涡流作用。取 水口引水 管伸入 河道 ，河道 断 面 局 部 缩小，在取 水头部形成 局部涡流，长 期 作用下也会 造 成 泥 沙 进 入引水 管 形成淤积。
4.取水口泥沙淤积原因 查 阅 大 量有关 取 水口资 料 、文 献
以 及在 很 多取 水口工 程 实例中，泥 沙 淤积往往是影响取水效果和维护成 本的难题。造成取水口泥沙淤积的主 要原因 有 取 水头部 高 程 低 、消 防泵 泵
吸 力作用、河 势 变 化 、取 水 头部局 部 涡流作用这四方面：
图1 油库迁建规划图
图2 中长燃油库码头效果图
48 学术 ACADEMIC
图3 码头消防取水口设计图
用1备（电动长 轴 深 井消防泵为常用 泵、柴 油 机长 轴 深 井 消 防 泵 为 备用 泵，消防泵由配套电 控 柜 控制，带自 动切换功能）。
阀 室平台下 方 设 置 2 根 钢 质 D N 1 0 0 0 m m 引 水 管 至 江 侧（引 水 管 设 置 1‰ 的 坡 度 ），2 根 引 水 管 各 设取 水头部1个。码 头设计低 水位 为 3 4.4 3 m（保 证 率 9 8 %），三 峡 建 库 后 枯 水 期 最 低 水 位 3 3 . 0 5 m ，取 水 头部中心 标 高 位于3 3 .0 5m以下约 1.5m，可以满足《消防给水及消火栓 系统技术规范》（GB 50974 -2014） 4.4.3条“天 然 消防水 源保证 率宜 为 9 0 ～ 9 7 %”及《 油 气化 工 码 头设 计 防火规范》（JTS 158-2019）7.2.3条 “天 然 水 源 应 确 保 枯 水 期 最 低 水位 取 水 的可靠 性 ”要 求 。消 防 取 水 设 计 如图3所示。
工程火灾 危险性 为甲B类，码头防火 分级按河港一级码头确定。由于周边 无 满 足 码 头消 防 需 求 的 城 市自来 水 管 网 接口，码 头消 防 水 源 采 用长 轴 深 井 消防泵 抽 取 江 水 提 供 。最 大一次 消 防用 水 量 为 2 5 81 m 3（ 其 中 码 头消 防 泵供水量 为1933m3、趸 船消防泵供 水量为648m3）。
（2）消防泵泵吸力作用。消防泵 工作 时，泵 吸 作用将水中 泥 沙 带入 水 平引水管道造成淤积。
（3）河 势 变 化 原 因 。河 势 演 变 主 要 表 现 在 河 床 冲 淤、洲 滩 消 长 和 汊 道 的 交 替 冲 淤 变 化 。当取 水口处 于 河 道 凸 型 弯 道 段 的 下 游，取 水 口 头部水流和泥沙运动发生变化和 调 整，将造 成 取 水 头 部 泥 沙 回 淤 。
上 述 两 种 措 施皆 为 被 动 防 护，虽 然能够有效防止泥沙进入引水管道， 但 是 一旦管 道 泥 沙 淤 积 量 大将 影 响 消防取 水，需要定 期清淤维 护，且管 道 在设计低 水位以下3m位 置，清淤 工作尤为困难。
（1）反冲洗装置设计。综合上述
问题，本工程码头消防取 水口在 2条 DN 10 0 0 m m 水平 引水 管内 分 别 设 置 1 条 DN 2 1 9 m m 反 冲 洗 管 道 ，反 冲 洗 管 道 置 于 水平 引水 管内 底 部间 隔 3 m 焊 接 固 定 在引水 管 道 上 ，反 冲 洗 管 道 两 侧 间 隔 开 φ2 5 m m 冲 洗 孔 、间 距 2 m，左 右 交 替 错 开，反冲 洗 管 道 末 端采用法兰盖板封堵，法兰盖板底部 开φ25mm冲洗孔1个。
通 过 2个DN10 0 0 m m等 径 钢质 四通将2条DN10 0 0mm 水平引水管 道 在 根部 位 置相互 连 通，竖向取 水 管 道通过90°弯管和四通相连形成“L” 型引水 管 道 ，四 通 最 外 侧两个出口采 用钢 板 焊 接 封 堵，反冲 洗 管 道 从钢 质 四 通 两 侧 钢 板 穿出 并 穿 过 阀 室平台 顶 板与长 轴 深 井 消 防泵 通 过 阀门连 接。取 水口引水管反冲 洗装 置如图5 所示。
（1）取 水头部 高 程 低 。为 确 保 枯 水 期 最 低 水位 取 水 的可靠性，取 水 口引水 管 进 水口靠 近 江（河）底，河 床 淤 泥 地 质，水 质 相 对 较 差，泥 沙 和 小卵 石容易 伴 随江 水带入引水 管 道， 长 期 作用易淤 积 在 水平 引水 管 道 底 部，造 成引水 管 道 有 效引水 截 面减 小 甚 至淤塞，影 响 消防取 水效 果和水 泵 运 行 安 全，同时 大 大 增 加了维 护 和 清 淤成本。
关键词：取水工程 油库码头 反冲洗装置
1.项目背景 为服从国家长江生态保护战略
的 需 要，服 务 长 江 经 济 带“ 绿 色 发 展”的大 局，配合湖 北省、宜昌市两 级 政 府 的工作，按 照 宜昌市 政 府 统 筹 安 排，中长 燃 宜昌油 库 码 头 位于 中 华 鲟自然保护区内，限期2021年底完成 迁建并撤除原宜昌油库码头。拟将宜 昌油 库 迁 至枝 江 姚 家 港 化 工 园区，油 库 码 头 迁 至长江枝 江 罗家河港 区 。油 库迁建规划图如图1所示。
2.工程概况 中长燃枝江油库码头工程拟建
设 5 0 0 0 吨 级 成 品油 进 出口泊 位 1个，
ห้องสมุดไป่ตู้
设计 年 吞吐 量81万吨 /年。配 置相应 的装 卸 设 备，配 套 建 设相 应 的 供电 照 明、通信、环保、给排水、消防等工程 以 及 生 产 和 辅 助 生 产设 施 。设 计 通 过能力85万吨/年。
在阀室平台顶设 置消防泵 站 ，设 置 电 动 长 轴 深 井 消 防 泵 1台 （ 流 量 1 5 0 L / s ，扬 程 1 . 2 M P a ，功 率 3 1 5 k W/ 10 k V ）、柴 油 机长 轴 深 井 消 防 泵 1台（ 流 量 1 5 0 L / s ，扬 程 1. 2 M P a ，柴 油 机 配 套 功 率 4 5 2 kW， 底 座自带 油 箱，油 箱容 积 75 0L），1
（3）注意事项。由于水平引水管 道 为DN 10 0 0 m m ，而反 冲 洗 管 道 为 DN 2 1 9 m m ，直 径相 差 悬 殊 ，如果 淤
积 严重，反冲 洗 效 果 不佳 。这 就 要求 在码头运营期内定期开启反冲洗装 置 进 行 清 淤 维 护，而 不应 淤 积 严重 时 再开启装 置 进 行 清 淤，否则 在 发 生 火 灾 时反冲 洗 装 置因 淤塞 严重 失 效 时 造成严重后果。
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油库码头消防取水口及反冲洗装置设计
◎ 华永福 武汉长江航运规划设计院有限公司
摘 要：在很多江河取水工程中，由于泥沙淤积导致引水管道有效截面减小甚至取水口淤 塞，是影响运营单位取水效果和维护成本高的难题。文章以位于长江中游的宜昌港枝江港 区中长燃油库码头工程为例，该工程在设计阶段超前考虑，对消防取水口引水管道采用反冲 洗装置设计，从本质上解决引水管道泥沙淤积问题，降低了维护成本。
本 工 程 码 头 取 水口水平 引水 管 取 水头部焊 接 9 0 °弯管，弯管 水平朝 向下游 方 向，并 在弯管头部焊 接 带 格 栅 的 喇 叭管，格 栅 采 用φ10 m m 圆 钢 焊 接，网 眼 尺寸 为 2 0 m m×2 0 m m 。 优化调整取水头部朝向使其顺着水 流 方 向，能 有 效 防止 泥 沙直 接 冲入引 水 管，且格 栅 对 阻 隔 卵 石、漂 浮 物 等 杂 物 也有良 好 效 果 。 5.3反冲洗装置
（2）反冲洗装置工作原理。当水 平引水管道需要清淤时，关闭消防管 道 DN 3 0 0 蝶 阀 、止回阀，打 开反冲 洗 管 道 DN20 0 蝶阀，开启电 动长 轴 深 井 消 防 泵 ，水 泵自取 水口竖 向 管 道 中 抽 水 ，经 过 加 压流 入 反冲 洗 管 道 ，经 反冲洗管道两侧φ25mm冲洗孔喷出 高压 水 流 ，带 动 水平 引水 管 道 底 部 泥 沙往外排出。
本工程码头设计低水位为
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图4 码头取水口细部构造图
图5 取水口引水管反冲洗装置图
3 4.4 3 m（保证 率 9 8 %），该 江 段在 三 峡 建 库后 枯 水期 最 低 水位 3 3.0 5m， 为 确 保 枯 水 期 最 低 水位 取 水 的可靠 性 ，设 计 消 防 取 水 口 水平 引 水 管 取 水头部中心 标 高 位于3 3 .0 5m以下约 1. 5m，基 本紧 贴 江 底，岩土 地 层分布 为淤泥地质。为避 免泥沙淤积，设计 采 用6 0 m长 DN10 0 0 m m 水平 引水 管 将 取 水头部 延伸至深 水 区，且在取 水 头部 下方进 行抛 填 块石 防 护（块石大 小 6 0 ～10 0 k g ）。改善取 水 头部 环 境 条 件，可有 效 减 轻由于 泵吸作用造 成 泥沙进入管道。 5.2优化取水头部朝向
5.本工程设计解决方案 根 据《 油 气化 工 码 头 设 计 防火
规 范 》第 4. 2.7条 规 定：装 卸火 灾 危 险 性 为 甲 B 类 、乙 类 液 体 的 化 工 码 头 ，消 防 水 泵 房 距 离 码 头 前 沿 线 防 火间 距 为 3 5 m 。若 采 用消 防 水 泵在 江 侧 直 接 抽 取 ，则 不 满 足 规 范 防火 间距要求。
参考文献： [1]中国中元兴华工程公司.消防给水及消火栓 系统技术规范：GB 50974-2014[S].北京:中国 计划出版社,2014. [2]中交水运规划设计院有限公司，交通运输 部公安局.油气化工码头设计防火规范:JTS 158-2019[S].北京:人民交通出版社,2019.
码 头 结 构 采 用 浮 码 头 型 式 ，码 头 主 要 由 趸 船 、活 动 钢 引 桥 、撑 杆 及撑 杆墩、阀室平台、纵横向管廊、 消 防 变 电平台 组 成 。码 头 结 构 如图 2所示。
3.消防取水设计 本码头主要装卸物料包括汽油
属甲B 类 危 险 物质 和 柴 油 属乙 B 类 危 险 物质 。根 据 泊 位 装 卸 物 料性 质，本
6.结语 综 上 所 述，通 过 对 宜昌港 枝 江港
区中长 燃 油 库 码 头 工 程消防取 水口 的 专项 设 计，通 过 改善取 水头部 地 质 环境、优化取 水头部 朝向、设 置引水 管 道 反冲 洗 装 置，将 取 水口泥 沙淤 积 问 题 从被 动 解 决 转 变 为日常 主 动 维 护，从根 本上 解 决了由于泥 沙 淤 积 影 响 消防取 水 效 果和 水下清 淤 维 护成 本高 的 难 题 ，为后 续 同 类工 程设 计施 工提供参考。
本工程河段在三峡水库蓄水运 用后，总体 河 势将 继 续 维 持目前 的 格 局不变，河道两岸岸线 基 本 稳定，但 局 部 冲刷 仍 将 持 续，随 着 时间推 移， 冲刷 将逐 步减 弱，冲刷 发 展 逐 步得 到
抑 制 。因 此 河 势演 变 对 本工 程 影 响 较小。
（4）取水头部局部涡流作用。取 水口引水 管伸入 河道 ，河道 断 面 局 部 缩小，在取 水头部形成 局部涡流，长 期 作用下也会 造 成 泥 沙 进 入引水 管 形成淤积。
4.取水口泥沙淤积原因 查 阅 大 量有关 取 水口资 料 、文 献
以 及在 很 多取 水口工 程 实例中，泥 沙 淤积往往是影响取水效果和维护成 本的难题。造成取水口泥沙淤积的主 要原因 有 取 水头部 高 程 低 、消 防泵 泵
吸 力作用、河 势 变 化 、取 水 头部局 部 涡流作用这四方面：
图1 油库迁建规划图
图2 中长燃油库码头效果图
48 学术 ACADEMIC
图3 码头消防取水口设计图
用1备（电动长 轴 深 井消防泵为常用 泵、柴 油 机长 轴 深 井 消 防 泵 为 备用 泵，消防泵由配套电 控 柜 控制，带自 动切换功能）。
阀 室平台下 方 设 置 2 根 钢 质 D N 1 0 0 0 m m 引 水 管 至 江 侧（引 水 管 设 置 1‰ 的 坡 度 ），2 根 引 水 管 各 设取 水头部1个。码 头设计低 水位 为 3 4.4 3 m（保 证 率 9 8 %），三 峡 建 库 后 枯 水 期 最 低 水 位 3 3 . 0 5 m ，取 水 头部中心 标 高 位于3 3 .0 5m以下约 1.5m，可以满足《消防给水及消火栓 系统技术规范》（GB 50974 -2014） 4.4.3条“天 然 消防水 源保证 率宜 为 9 0 ～ 9 7 %”及《 油 气化 工 码 头设 计 防火规范》（JTS 158-2019）7.2.3条 “天 然 水 源 应 确 保 枯 水 期 最 低 水位 取 水 的可靠 性 ”要 求 。消 防 取 水 设 计 如图3所示。
工程火灾 危险性 为甲B类，码头防火 分级按河港一级码头确定。由于周边 无 满 足 码 头消 防 需 求 的 城 市自来 水 管 网 接口，码 头消 防 水 源 采 用长 轴 深 井 消防泵 抽 取 江 水 提 供 。最 大一次 消 防用 水 量 为 2 5 81 m 3（ 其 中 码 头消 防 泵供水量 为1933m3、趸 船消防泵供 水量为648m3）。
（2）消防泵泵吸力作用。消防泵 工作 时，泵 吸 作用将水中 泥 沙 带入 水 平引水管道造成淤积。
（3）河 势 变 化 原 因 。河 势 演 变 主 要 表 现 在 河 床 冲 淤、洲 滩 消 长 和 汊 道 的 交 替 冲 淤 变 化 。当取 水口处 于 河 道 凸 型 弯 道 段 的 下 游，取 水 口 头部水流和泥沙运动发生变化和 调 整，将造 成 取 水 头 部 泥 沙 回 淤 。
上 述 两 种 措 施皆 为 被 动 防 护，虽 然能够有效防止泥沙进入引水管道， 但 是 一旦管 道 泥 沙 淤 积 量 大将 影 响 消防取 水，需要定 期清淤维 护，且管 道 在设计低 水位以下3m位 置，清淤 工作尤为困难。
（1）反冲洗装置设计。综合上述
问题，本工程码头消防取 水口在 2条 DN 10 0 0 m m 水平 引水 管内 分 别 设 置 1 条 DN 2 1 9 m m 反 冲 洗 管 道 ，反 冲 洗 管 道 置 于 水平 引水 管内 底 部间 隔 3 m 焊 接 固 定 在引水 管 道 上 ，反 冲 洗 管 道 两 侧 间 隔 开 φ2 5 m m 冲 洗 孔 、间 距 2 m，左 右 交 替 错 开，反冲 洗 管 道 末 端采用法兰盖板封堵，法兰盖板底部 开φ25mm冲洗孔1个。
通 过 2个DN10 0 0 m m等 径 钢质 四通将2条DN10 0 0mm 水平引水管 道 在 根部 位 置相互 连 通，竖向取 水 管 道通过90°弯管和四通相连形成“L” 型引水 管 道 ，四 通 最 外 侧两个出口采 用钢 板 焊 接 封 堵，反冲 洗 管 道 从钢 质 四 通 两 侧 钢 板 穿出 并 穿 过 阀 室平台 顶 板与长 轴 深 井 消 防泵 通 过 阀门连 接。取 水口引水管反冲 洗装 置如图5 所示。
（1）取 水头部 高 程 低 。为 确 保 枯 水 期 最 低 水位 取 水 的可靠性，取 水 口引水 管 进 水口靠 近 江（河）底，河 床 淤 泥 地 质，水 质 相 对 较 差，泥 沙 和 小卵 石容易 伴 随江 水带入引水 管 道， 长 期 作用易淤 积 在 水平 引水 管 道 底 部，造 成引水 管 道 有 效引水 截 面减 小 甚 至淤塞，影 响 消防取 水效 果和水 泵 运 行 安 全，同时 大 大 增 加了维 护 和 清 淤成本。
关键词：取水工程 油库码头 反冲洗装置
1.项目背景 为服从国家长江生态保护战略
的 需 要，服 务 长 江 经 济 带“ 绿 色 发 展”的大 局，配合湖 北省、宜昌市两 级 政 府 的工作，按 照 宜昌市 政 府 统 筹 安 排，中长 燃 宜昌油 库 码 头 位于 中 华 鲟自然保护区内，限期2021年底完成 迁建并撤除原宜昌油库码头。拟将宜 昌油 库 迁 至枝 江 姚 家 港 化 工 园区，油 库 码 头 迁 至长江枝 江 罗家河港 区 。油 库迁建规划图如图1所示。
2.工程概况 中长燃枝江油库码头工程拟建
设 5 0 0 0 吨 级 成 品油 进 出口泊 位 1个，
ห้องสมุดไป่ตู้
设计 年 吞吐 量81万吨 /年。配 置相应 的装 卸 设 备，配 套 建 设相 应 的 供电 照 明、通信、环保、给排水、消防等工程 以 及 生 产 和 辅 助 生 产设 施 。设 计 通 过能力85万吨/年。
在阀室平台顶设 置消防泵 站 ，设 置 电 动 长 轴 深 井 消 防 泵 1台 （ 流 量 1 5 0 L / s ，扬 程 1 . 2 M P a ，功 率 3 1 5 k W/ 10 k V ）、柴 油 机长 轴 深 井 消 防 泵 1台（ 流 量 1 5 0 L / s ，扬 程 1. 2 M P a ，柴 油 机 配 套 功 率 4 5 2 kW， 底 座自带 油 箱，油 箱容 积 75 0L），1
（3）注意事项。由于水平引水管 道 为DN 10 0 0 m m ，而反 冲 洗 管 道 为 DN 2 1 9 m m ，直 径相 差 悬 殊 ，如果 淤
积 严重，反冲 洗 效 果 不佳 。这 就 要求 在码头运营期内定期开启反冲洗装 置 进 行 清 淤 维 护，而 不应 淤 积 严重 时 再开启装 置 进 行 清 淤，否则 在 发 生 火 灾 时反冲 洗 装 置因 淤塞 严重 失 效 时 造成严重后果。
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油库码头消防取水口及反冲洗装置设计
◎ 华永福 武汉长江航运规划设计院有限公司
摘 要：在很多江河取水工程中，由于泥沙淤积导致引水管道有效截面减小甚至取水口淤 塞，是影响运营单位取水效果和维护成本高的难题。文章以位于长江中游的宜昌港枝江港 区中长燃油库码头工程为例，该工程在设计阶段超前考虑，对消防取水口引水管道采用反冲 洗装置设计，从本质上解决引水管道泥沙淤积问题，降低了维护成本。