消防泵啟動(dòng)方式的研究

許杰　孫基鳳

【摘要】《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》是我國(guó)首部消防技術(shù)型規(guī)范，隨著這項(xiàng)規(guī)范的推行以及新的《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的推出，消防系統(tǒng)中迎來(lái)了全新的變革和發(fā)展，相比于原來(lái)的規(guī)范和要求，在消火栓水泵的控制系統(tǒng)方面存在較多的差異，流量開(kāi)關(guān)和壓力開(kāi)關(guān)比原規(guī)范中更加具有操作性和可靠性，這樣能夠更加及時(shí)的調(diào)動(dòng)系統(tǒng)中的各類消防設(shè)備，更加有效的進(jìn)行火災(zāi)控制，對(duì)于原有系統(tǒng)常常受信號(hào)干擾的問(wèn)題以及復(fù)位困難問(wèn)題等可以有效避免。通常來(lái)說(shuō)，根據(jù)不同的建筑規(guī)模，是否設(shè)置了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，消防泵的啟動(dòng)方式、控制方式都有所不同，流量開(kāi)關(guān)是水泵啟動(dòng)信號(hào)的壓力開(kāi)關(guān)，本文對(duì)此進(jìn)行更深的研究和探討，希望能給有關(guān)人員可供參考之處。

【關(guān)鍵詞】消防泵;啟動(dòng)方式;壓力開(kāi)關(guān);流量開(kāi)關(guān)

1、引言

在《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》中，明確的規(guī)定了消防系統(tǒng)中的各項(xiàng)要求和標(biāo)準(zhǔn)，涉及到消防給水、消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工環(huán)節(jié)、安裝環(huán)節(jié)、調(diào)試環(huán)節(jié)、驗(yàn)收和維護(hù)管理等方面，這套技術(shù)規(guī)范是《建規(guī)》的配套規(guī)范，對(duì)于建筑的規(guī)范化和可靠性發(fā)展有著至關(guān)重要的作用，同時(shí)對(duì)于系統(tǒng)供水方式、設(shè)計(jì)參數(shù)以及水源保障等方面也是不可或缺的關(guān)鍵，是當(dāng)前水滅火系統(tǒng)中的通用和基礎(chǔ)性規(guī)范。對(duì)于專業(yè)的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，消火栓滅火系統(tǒng)啟動(dòng)方式是規(guī)范中最需要關(guān)注的方面。

2、原有規(guī)范中啟動(dòng)問(wèn)題分析

在原有的規(guī)范要求中，必須要在臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)的消火栓處進(jìn)行消防起泵按鈕的設(shè)置，這樣設(shè)置可能會(huì)導(dǎo)致雖然已經(jīng)啟動(dòng)消防水泵，但沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行用水槍滅火的啟動(dòng)，導(dǎo)致消防水泵在整個(gè)消防管網(wǎng)沒(méi)有運(yùn)行前就已啟動(dòng)，這必然會(huì)大大增加管網(wǎng)的壓力，造成其壓力超出合理值，甚至造成管網(wǎng)的爆裂，一旦在火災(zāi)過(guò)程中有爆裂現(xiàn)象發(fā)生，就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)消火栓系統(tǒng)的全面癱瘓，造成不堪設(shè)想的后果。另一方面，由于每個(gè)消火栓啟泵按鈕都會(huì)造成消防主泵的啟動(dòng)，通過(guò)主線將所有消火栓按鈕進(jìn)行并聯(lián)，并且這種方式與火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)相互獨(dú)立，當(dāng)按鈕被誤按后，必須通過(guò)專用的工具才能將其復(fù)位，對(duì)于大體量的綜合系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，通常有著成百上千的復(fù)位按鈕，這樣當(dāng)火災(zāi)過(guò)后，尋找需要復(fù)位的按鈕工作則極為龐大和繁雜，導(dǎo)致工作效率低下。

3、消防泵常用啟動(dòng)方式及可靠性

3.1直接啟動(dòng)

直接啟動(dòng)這種方式的線路中涉及較少的器件，并且都是無(wú)源器件，這種消防泵的啟動(dòng)方式是速度最快的，并且其啟動(dòng)電流也是最大的，這也就要求更大的電網(wǎng)變壓器容量，在當(dāng)前使用的水泵電機(jī)通常其啟動(dòng)特性都較為良好，并且其平方率負(fù)載，也可以看作為輕載啟動(dòng)，對(duì)于低壓電機(jī)來(lái)說(shuō)，其單臺(tái)電機(jī)可以達(dá)到90kW的功率。而對(duì)于高壓電機(jī)來(lái)說(shuō)，其功率甚至可以達(dá)到幾兆瓦。如果有消防泵過(guò)電流和過(guò)載的情況，通常是以熱磁脫扣器的形式來(lái)進(jìn)行保護(hù)。但熱繼電器在動(dòng)作時(shí)只報(bào)警而不掉閘。這種啟動(dòng)方式是最為經(jīng)濟(jì)和簡(jiǎn)單，同時(shí)也是較為可靠的方式之一。

3.2星-角啟動(dòng)

相比于直接啟動(dòng)方式，星-角啟動(dòng)所涉及期間也均為無(wú)源器件，但其線路則較為復(fù)雜，啟動(dòng)過(guò)程一般需要60s來(lái)完成，而啟動(dòng)電流則相對(duì)較小。因此，對(duì)于單臺(tái)電機(jī)來(lái)說(shuō)可以將功率設(shè)置到110kW，并且這種線路一般只在低壓電機(jī)中使用。當(dāng)有消防泵過(guò)電流和過(guò)載情況發(fā)生時(shí)，通常也是以熱磁脫扣器的型式保護(hù)，其熱繼電器也是只報(bào)警而不掉閘的動(dòng)作。由于這種方式線路較為復(fù)雜，因此出現(xiàn)故障的概率相對(duì)較大。

3.3自藕變壓器啟動(dòng)

相比于前兩者啟動(dòng)方式來(lái)說(shuō)，自藕變壓器啟動(dòng)線路則更為復(fù)雜，器件方面仍為無(wú)源器件。通常在90s內(nèi)完成啟動(dòng)，在啟動(dòng)電流方面則更小，采用這種方式時(shí)，單臺(tái)電機(jī)功率處于160kW左右，這種方式也僅僅應(yīng)用于低壓電機(jī)。消防泵的過(guò)流和過(guò)載情況也是以熱磁脫扣器的型式保護(hù)，熱繼電器仍然是只報(bào)警而不掉閘的動(dòng)作。但是這種方式線路比前兩者都要復(fù)雜，因此其故障率更高。

3.4 KBO啟動(dòng)

KB0啟動(dòng)也是無(wú)源啟動(dòng)的一種，將接觸器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)以及過(guò)載繼電器等器件的功能進(jìn)行集成化處理，并且綜合多種信號(hào)，在內(nèi)部進(jìn)行控制和保護(hù)功能。這種方式具有機(jī)電可靠性高、壽命長(zhǎng)、體積小、短路分?jǐn)嘈阅苤笜?biāo)高、安全方便等眾多優(yōu)點(diǎn)。但是當(dāng)前該器件額定電流只能達(dá)到125A，無(wú)法應(yīng)用于高壓產(chǎn)品，只能在小功率低壓消防泵中進(jìn)行應(yīng)用。當(dāng)出現(xiàn)消防泵的過(guò)電流和過(guò)載情況時(shí)，該器件不掉閘而只報(bào)警，能夠滿足消防泵控制保護(hù)的規(guī)范和要求。在小功率消防泵中應(yīng)用這種方式能夠大大提升其可靠性，但是其成本有所提升。

3.5軟啟動(dòng)器啟動(dòng)

RQ器件即是軟啟動(dòng)器。這種方式為有源啟動(dòng)，在線路方面比前面幾種方式都要復(fù)雜。無(wú)啟動(dòng)電流是這種方式的最大優(yōu)點(diǎn)，可以根據(jù)水泵電機(jī)的功率來(lái)設(shè)定其啟動(dòng)時(shí)間，因此單臺(tái)電機(jī)功率便可以達(dá)到幾百千瓦。但是由于器件本身的原因，這種方式通常都僅僅用于低壓電機(jī)中，并且適用于EPS供電電源的情況。由于這種方式具有電子式保護(hù)，一旦發(fā)生電源欠壓、消防泵過(guò)流和過(guò)載問(wèn)題，都會(huì)使其處于掉閘保護(hù)狀態(tài)而將輸出關(guān)斷，這也是有源器件的特點(diǎn)所在。在火災(zāi)過(guò)程中，一旦有電源欠壓、過(guò)壓以及消防泵過(guò)載問(wèn)題，消防泵會(huì)停止運(yùn)行，因此其穩(wěn)定性較差。

3.6變頻器啟動(dòng)

在高壓泵中應(yīng)用時(shí)，要配置相應(yīng)的輸入變壓器和輸出變壓器。這種啟動(dòng)為有源啟動(dòng)，并且無(wú)啟動(dòng)電流。其線路較為復(fù)雜，可以方便的設(shè)定啟動(dòng)時(shí)間，單臺(tái)電機(jī)功率可達(dá)及兆瓦，電壓范圍可達(dá)kV。由于線路較為復(fù)雜，并且由于其變頻器自身的有源特性，導(dǎo)致這種啟動(dòng)方式的可靠性不是很好。

4、消防泵噴淋泵聯(lián)動(dòng)要求

《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)》中涉及到一些消防泵和噴淋泵控制方式的變化，將控制電路中的手動(dòng)、自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)中手動(dòng)位取消，保證手自動(dòng)氣泵信號(hào)能夠隨時(shí)傳輸給消防泵控制箱。

4.1消防泵控制方式

4.1.1聯(lián)動(dòng)控制方式

在直接啟動(dòng)消火栓泵時(shí)，觸發(fā)信號(hào)可以是高位消防水箱出水管上的流量開(kāi)關(guān)、出水干管上的低壓壓力開(kāi)關(guān)，或者是報(bào)警閥壓力開(kāi)關(guān)等，在聯(lián)動(dòng)控制中，消防聯(lián)動(dòng)控制器的手動(dòng)狀態(tài)或者是自動(dòng)狀態(tài)應(yīng)不影響聯(lián)動(dòng)控制。

4.1.2手動(dòng)控制方式

通過(guò)專用線路將消火栓泵控制箱的啟停按鈕直接連接至手動(dòng)控制盤上，并且通過(guò)手動(dòng)來(lái)對(duì)啟動(dòng)停止進(jìn)行直接的控制。如果建筑物內(nèi)沒(méi)有自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，用導(dǎo)線直接將消火栓按鈕引至消防泵控制箱，將消防泵啟動(dòng)，同時(shí)向消防聯(lián)動(dòng)控制器實(shí)時(shí)反饋消火栓泵的動(dòng)作信號(hào)。

4.2噴淋泵控制方式

4.2.1聯(lián)動(dòng)控制方式

觸發(fā)信號(hào)選擇為濕式報(bào)警閥壓力開(kāi)關(guān)的動(dòng)作信號(hào)，使其直接對(duì)噴淋消防泵進(jìn)行啟動(dòng)控制，同時(shí)控制器的自動(dòng)狀態(tài)和手動(dòng)狀態(tài)不影響聯(lián)動(dòng)控制。

4.2.2手動(dòng)控制方式

應(yīng)通過(guò)專用路線，將噴淋消防泵啟停按鈕連接至消防控制室內(nèi)的聯(lián)動(dòng)控制器手動(dòng)控制盤上，對(duì)噴淋泵的啟停進(jìn)行直接控制。同時(shí)要向聯(lián)動(dòng)控制器實(shí)時(shí)反饋信號(hào)，包括壓力開(kāi)關(guān)、信號(hào)閥、水流指示器、噴淋消防泵啟停信號(hào)等。對(duì)于消防泵和噴淋泵的聯(lián)動(dòng)控制來(lái)說(shuō)，其直接啟動(dòng)條件與規(guī)范有一些不同。通過(guò)直控方式，有利于在技術(shù)層面解決由于通過(guò)報(bào)警總線傳輸信號(hào)誤動(dòng)作以及動(dòng)作時(shí)間而造成的遲滯，從而為滅火贏得寶貴時(shí)間。通過(guò)上述觸發(fā)信號(hào)來(lái)對(duì)啟泵進(jìn)行直接控制，具有可靠、快速、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際設(shè)計(jì)中要加以注意，完善消防設(shè)計(jì)。

5、對(duì)壓力開(kāi)關(guān)和流量開(kāi)關(guān)的設(shè)置要求

當(dāng)系統(tǒng)中高位水箱的水位有所下降時(shí)，在水箱出水管上，流量開(kāi)關(guān)會(huì)檢測(cè)到水的流動(dòng)狀態(tài)，并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)消防主泵的啟動(dòng)。應(yīng)該將流量開(kāi)關(guān)的初始值設(shè)置為零，而對(duì)于流量預(yù)警值來(lái)說(shuō)，筆者認(rèn)為應(yīng)該在5L/S以及平時(shí)管網(wǎng)漏損流量之間進(jìn)行更為科學(xué)的選擇。

對(duì)于已經(jīng)設(shè)置了高位消防水箱的噴淋系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其是否需要再?gòu)乃涑鏊芴庍M(jìn)行流量開(kāi)關(guān)設(shè)置的問(wèn)題，新消防技術(shù)規(guī)范中是這樣要求的，消防水泵的啟動(dòng)要由消防水箱出水管的流量開(kāi)關(guān)、消防水泵出水干管上的壓力開(kāi)關(guān)、以及報(bào)警閥壓力開(kāi)關(guān)燈信號(hào)來(lái)進(jìn)行控制，并事先自動(dòng)的消防泵啟動(dòng)。按照要求中的字面理解來(lái)看是不需要在進(jìn)行流量開(kāi)關(guān)的設(shè)置。在該研究中認(rèn)為噴淋系統(tǒng)中已經(jīng)在自動(dòng)噴淋系統(tǒng)的水平干管上進(jìn)行了分區(qū)或者是分樓的水流指示器，并且都按照地址編碼輸入到相應(yīng)程序當(dāng)中。如果有某層或者是某區(qū)域有火災(zāi)發(fā)生，當(dāng)噴頭開(kāi)始噴水，系統(tǒng)水通過(guò)指示器便會(huì)將觸電電路接通，并且將火災(zāi)發(fā)生的具體位置顯示在控制臺(tái)相應(yīng)區(qū)域，同時(shí)進(jìn)行火災(zāi)報(bào)警。與此同時(shí)還可以將噴淋主泵進(jìn)行連接，提供滅火處理，因此流量開(kāi)關(guān)是可以不再設(shè)置的。

結(jié)語(yǔ)：

《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》和《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的要求和規(guī)定能夠更加方便和及時(shí)的調(diào)動(dòng)各類消防設(shè)備，更加有效的控制火災(zāi)。在消防泵啟動(dòng)方式層面來(lái)說(shuō)，則更加具有可操作性和控制的人性化，有利于方便的進(jìn)行維護(hù)。通過(guò)流量開(kāi)關(guān)和壓力開(kāi)關(guān)的使用和設(shè)置能夠更加有利于系統(tǒng)的運(yùn)行以及設(shè)計(jì)工作，防止由于錯(cuò)誤動(dòng)作而造成的問(wèn)題，解決誤動(dòng)后復(fù)位問(wèn)題，通過(guò)強(qiáng)制檢測(cè)各種水源水位信號(hào)來(lái)確保消防給水的可靠性。當(dāng)水箱水位有所下降時(shí)，流量開(kāi)關(guān)會(huì)檢測(cè)到水的流動(dòng)，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)而將消防主泵啟動(dòng)。

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作者簡(jiǎn)介：

許杰，男（1989-），湖南長(zhǎng)沙，本科，工程師，從事給排水設(shè)計(jì)。