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消防稳压泵在建筑灭火给水系统中的应用

浏览次数:2772次发表时间:2013/3/30 11:11:51

高层建筑和一些重要的中、低层建筑的消防给水设计中,湿式管网上部末端(不利点)一定压力的保持一直是‘老大难’问题。多年的工程设计和运行维护实践说明,加高高位消防水箱的高度不但增加建筑立面处理的难度,而且投资高、不利于抗震;而管道泵、上部管网局部加压泵的及时启动又是个问题,启动管道泵、局部加压泵和直接启动主消防泵在时间上差别不大,没有实际意义;气压给水、变频调速恒压供水又存在一次投资规模大、构造和维护复杂、可靠性难以保证的问题。而稳压泵用于消防给水系统,既可保证系统平时维持一定的压力,火灾时又可以自动启动主消防泵,而且投资少、运行维护简单,具有较大的优越性和实用性。
 

1系统工作原理及设计参数

极速赛车稳赚群    稳压泵的特点是流量小,扬程高,可以保证消防管网平时渗水失压后得到及时的补压(故又称补压泵),火灾时具有自动启动主消防泵的功能¨J。稳压泵的控制是由压水管上的电接点压力计实现的:根据管网控制点设计基准压力确定管网平时压力波动的上、下限(通常是设计压力±0.05MPa),当管网压力因渗漏下降到稳压下限时稳压泵自动启动向管网内充水补压,当压力达到稳压上限时自动停泵,如此往复,达到维持系统高压的目的。此外,还设有主消防泵启动定压点(通常小于稳压下限0.1MPa),当管网出水量因消防而大于稳压泵补水量,压力骤降达到启动定压点时,即自动发出启动主消防泵的信号,主消防泵投入运行后,稳压泵接到反馈信号自动停机;但主泵的停机只能在控制中心或泵房手动完成,以防止压力回升时消防泵停止工作延误灭火。

    在满足扬程要求的同时,稳压泵的流量也是重要设计参数。首先要满足消防管网正常渗漏时的补压要求,管网渗漏量取决于系统压力、管材和施工质量、维护水平等因素。稳压泵流量不应小于系统10min的允许渗漏水量,或是3.8L/min。但如果流量过大,平时可能造成稳压泵启动频繁、管网内水击严重的问题;而火灾时消火栓、自动喷水喷头出水,稳压泵启动后仍能满足初期灭火用水要求,压力不能迅速下降到主消防泵启动定压点,主消防泵迟迟不能启动,以致影响系统的正常运行。所以目前国内外公认的稳压泵流量在1L/S左右。

    实际中,由于只采用稳压泵的系统启动频繁、水击严重、泵磨损快,而且这一问题已成为影响稳压泵应用于消防给水系统的一个重要障碍。为解决上述问题,目前多采用一个有效容积为数百升的小气压罐作为缓冲,配合稳压泵使用,这样既能稳定管网内压力,又可以避免稳压泵的频繁启动和水击,大大提高了系统的可靠性。虽然一次性投资增加一些,但较适合我国国情,大大提高了系统运行的稳定性和可靠性。
 

2工程设计实例分析

    丹东市永安新区某大厦是一幢集办公、居住、地下停车场(兼作战时人防工程)于一体的综合性高层建筑。由于屋顶水箱不能满足不利点水压要求,消火栓、自动喷水系统均采用由两台100DL×5离心泵作为主消防泵(一台工作,一台备用),两台50DL×8离心泵作为稳压泵(一台工作,一台备用)和出水管上一台800*1600的小型气压罐联合工作的高压消防给水系统。

    以消火栓系统为例,设计控制点是17层的消火栓,采用直流水枪,25m麻质水带。设计充实水柱13mH20时,流量为5.7L/S,故消火栓口压力应为:

    从水泵出水口到16层消火栓口的几何高差为66m,设水力损失为5mH20,则设计扬程为:50DL×8稳压泵稳压范围定在90~100mH20,此时水泵工作点在高效区,流量为3L/S,主消防泵启动压力定为80mH20。800*660气压罐(如图l所示)总容积Vz=760L,容积附加系数B=1.1,则有效容积V=700L。罐内压力从稳压下限降到主泵启动定压点,水位下降5cm失水25L,即调节容积为25T..

极速赛车稳赚群    火灾时,若消火栓出水,供水量与用水量相差2.7L/S(初期灭火一般使用一支水枪),10S左右耗尽25L调节水,压力降至80mH20,发出启动主消防泵信号,主消防泵启动后稳压泵自动停机。

    若喷头出水,因稳压泵流量大于一只喷头流量,故在控制系统中增加时间继电器,稳压泵连续运行20S即自动发出主消防泵启动信号,主泵启动后稳压泵自动停机。

    非火灾情况时,当罐内压力上升到稳压上限100mH20时,设气压罐要补水△V,则根据理想气体方程有:

    解上述方程得V450L,即80mH20时,罐内存水450L。同理有:

    如果系统渗漏水流量为4L/min,则5min消耗△V,稳压泵流量3L/S,约7S补水完毕。即5min内,压力从100mH20下降到90mH20,稳压泵启动补压,7S内压力回升到100mH20停泵。这样,年运行时间为:

    年耗电量约为l400kW·h,若电价以O.5元/kW·h计,每年电费约为700元。
 

3稳压泵消防给水可视为常高压

    长期以来,对配有稳压泵的消防系统是“临时高压’’还是‘常高压’’一直没有定论,“名不正言不顺’,这也是影响其推广、使用的重要因素。“临时高压’’是指管网平时只处于湿式状态,火灾时临时启动主消防泵加压供水;“常高压’’是指管网平时维持高压,可随时投入消防供水的系统。过去,在自动化程度较低的情况下,常高压是由高位水池、区域高压给水系统保证的,对于像稳压泵这样平时保持高压、火灾时自动启动主消防泵保证水量、水压的情况,不少人将其视为“临时高压’’(因为火灾时要启动主消防泵),这种观念是滞后于技术发展的,事实证明,只要能保证消防电源,火灾时自动启动主消防泵,消防管网始终保持高压,完全可以视为常高压系统。
 

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