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消防给水设备自动巡检功能及应用

浏览次数:1635次发表时间:2013/3/30 11:01:23

消防给水设备是各种水灭火系统的重要组成部分,其基本性能的优劣\日常维护管理是否完善直接关系着被保护对象的安全。同时其基本性能与日常维护管理又存在着紧密的关系,一方面,日常的维护管理是消防给水设备维持基本性能的保证:另一方面,在消防给水设备的设计中也应该考虑到方便日常的维护管理。
 

一、问题的提出

    近年来“自诊断”和“免维护”的提法在许多非消防领域已经提出,这也给消防设备生产企业提出了一个新的课题。实际上消防设施与非消防设施比较,大的不同之处就在于前者平时不用,战时必须可靠地运转:而后者是平时常用,而消防作战时可以停用。虽然对消防给水设备来说,做到“免维护”目前是困难的,但做到“自诊断”还是可以实现的。

极速赛车稳赚群    近年来,消防给水设备在供水能力、设备体型和自动化程度等方面都有了长足的发展,即便如此,对消防给水设备的“自诊断”也一直未能很好地解决。发生火灾后消防给水设备不能正常运转的火灾案例屡见不鲜,消防部门在日常的防火检查中发现的消防给水设备形同虚设的情况也比比皆是。主要问题如下:

极速赛车稳赚群    1、消防供水设备的供电电源长时间中断,使水泵根本无法运转(98年北京某家具城特大火灾):

极速赛车稳赚群    2、消防水泵严重锈蚀,不能正常运转:

极速赛车稳赚群    3、消防给水系统的常开阀门被误关,使系统无法出水:常闭阀门被误开,使供水设备所提供的水量短路回流:

    4、系统的单向阀阀瓣损坏或被杂物卡死:

    5、阀门开启度不够,局部水头损失增加很多(第2~5项在防火检查和消防验收中常见)。综合分析上述问题,供电中断和阀门的误开、误关这些属人为原因造成:设备的锈蚀和损坏属日常维护管理不善造成。这些问题的解决除加强管理外,采取技术措施也可以及早发现并促进及时解决。基于以上考虑,我们采用工业计算机控制技术,对消防给水设备进行监测、控制(WZX微机控制自动巡检消防给水设备专利号:ZL95207638.7),并准备与建筑物的火灾报警系统结合,对室内消火栓系统和自动喷水灭火系统进行全系统的整体巡检监控。
 

二、对消防给水设备的自动巡检

    对消防给水设备的巡检\试验检测是防止消防水泵锈死,掌握和了解消防水泵情况的有效方法。

极速赛车稳赚群    《自动喷水灭火系统施工及验收规范》第9.0.10条规定:“消防水泵应每月启动运转一次……当消防水泵为自动控制启动时,应每月模拟自动控制的条件启动运转一次”。在夏季,青岛地区某工程实例反映消防水泵在一个月内未启动就发生了锈死情况。因此我们建议:每周至少进行一次给水设备的自动巡检。

    为使消防给水设备做到“自诊断”,我们采用了巡检和水泵运转试验相结合的运行方式。

    WZX系统的微机控制器启动巡检子程序,使设备中的变频调速器输出一个较低的频率去逐一驱动消防水泵,水泵以每分钟300转的速度运转,每台泵各运行十分钟,即结束一次巡检运行。由于转速低,远达不到泵的出水转速,因此不会给供水管网增压。各电磁阀均不动作。可通过微机内的RS485接口把各泵的动作、低速运行时的电流、各阀门状态等信息送至消防中心或楼宇自控系统。

    这种低速方式的巡检具有以下特点:

极速赛车稳赚群    1、由于是变频调速器驱动泵组,这种软启动方式不会对水泵有机械冲击,特别是对大中功率的消防泵其意义更大。

极速赛车稳赚群    2、巡检时,由于水泵转速低,泵不会出水,也不会对管网增压,无造成管网或喷淋头破裂之虑。

    3、低启动电流。

    4、除对水泵进行巡检外,还可对供电电源的欠压、缺相、负载短路、过载、电路故障等作出报警。

极速赛车稳赚群    水泵运转实验的过程如下:

    《建筑设计防火规范》第8.8.4条规定:“消防水泵的出水管上宜设置检查用的放水阀门”。图l中所示,在两个消防水泵的出水管上分别设置了试验管DNl、DN2和试验用放水阀门(电磁阀MEl、ME2,平时保持常闭状态)。巡检消防水泵Ml时,由计算机控制打开电磁阀MEl后启动消防水泵Ml。这时水泵Ml的出水经回流管DNl和电磁阀MEl回流到水池。同时消防水泵Ml、水流开关SLl、压力开关YLl和消防阀门的信号通过485接口传到消防中心。试验结束后,立即自动恢复到原来的状态。正常情况下,只做正常记录,一旦发现问题,自动发出报警信号,提示有关人员去维修。第二台水泵的巡检过程同上。

    显然,采用上述任一种方式均可以解决水泵的锈死问题,但这后一种工频巡检(水泵运转实验)的做法,其出水的作用是前一种方式所不具备的,同时它也有以下缺点:

    1、由于巡检周期不能太长,这样消防水泵频繁或较频繁的使用工频来启动,对于功率较大的消防泵来说机械冲击将会极大地减少水泵的使用寿命。试想,一组90KW的消防泵每个月启动23次,那么一年就是30多次,3年就是近百次,将由机械冲击而减少使用寿命PP0

极速赛车稳赚群    2、由于工频启动水泵时产生的启动电流(水泵运行电流的35倍)会频繁地对供电电网造成冲击。

    3、耗电量大,运行费用高。

    4、因为电磁阀本身质量和使用寿命的原因,不宜无为地过多动作。在我们的WZX设备中,将上述水泵试验间隔控制在每月或几个月一次,其间每周或每三天,以低速巡检消防水泵,而且各种阀门不再动作。这样既解决了水泵的锈蚀问题,也大大降低了工频启动消防水泵和电磁阀门动作过频的问题。
 

三、对自动喷水灭火系统和消火栓系统全系统自动检测和监控的设想

    图2所示为自动喷水灭火系统示意图,图中供水设备的管路与图l一样,系统与普通自动喷水灭火系统所不同之处在于每个喷水管路的末端设有电磁阀,阀后管路接入排水管道。对自动喷水灭火系统全系统的自动检测和监控的设想是,将计算机控制与建筑内全总线火灾自动报警系统结合,通过全总线系统的控制模块,对自动喷水灭火系统进行末端的电磁阀控制。

    定期自动打开每层自动喷水灭火系统末端的电磁阀,此时管网出水量相当于2~3只喷头的出水量。此时,自动喷水灭火系统在该层的水流指示器动作:系统的湿式报警阀开启,报警阀上的压力开关动作、水力开关的报警信号和消防水泵运转的反馈信号。测试工作完成后,系统各部分恢复正常状态。这种检测工作建议每周进行一次,测试的楼层编程依次进行。通过上述测试,系统所存在的大部分问题均可及时发现,另外,有条件的话,可将楼层测试点的压力数据一并反应到消防中心。如能对测试压力与原设定压力进行比较,将很容易发现如管道堵塞、阀门开启度不够、单向阀阀瓣被杂物卡死等造成局部水力损失过大的问题。图3所示为室内消火栓灭火系统示意图,其自动测试的方式与自动喷水灭火系统的测试有类似之处,不过是更为简单罢了,在此不再赘述。
 

四、系统组成

    1、控制部分介绍上页图4所示为系统控制部分的框图。

极速赛车稳赚群    以微机(PL()为中枢构成控制中心。各阀门的状态、各泄水管的水流指示和压力指示,均可直接送入它的输入端。可与消防中心、楼宇自控系统双向通讯,以方便地进行远距离的监控。可使用普通的电话线路接至R$485接口进行异地通信,完成远距离的程序调试、设备故障诊断、查看设备运行记录和进行各种操作控制。这为异地及时的售后服务提供了极大的方便。系统所有的动作均可打印记录。

    2、系统软件

    图5为系统的主程序框图

    

    综上所述,本系统以独特的“自诊断”消防系统在非消防状态时,以上述维护态方式运行,把系统故障消灭在火灾发生之前,以确保整个水消防系统时时处于良好状态。

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