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高層建筑和一些重要的中、低層建筑的消防給水設(shè)計中，濕式管網(wǎng)最上部最末端(最不利點)一定壓力的保持一直是‘老大難’問題。多年的工程設(shè)計和運行維護實踐說明，加高高位消防水箱的高度不但增加建筑立面處理的難度，而且投資高、不利于抗震；而管道泵、上部管網(wǎng)局部加壓泵的及時啟動又是個問題，啟動管道泵、局部加壓泵和直接啟動主消防泵在時間上差別不大，沒有實際意義；氣壓給水、變頻調(diào)速恒壓供水又存在一次投資規(guī)模大、構(gòu)造和維護復(fù)雜、可靠性難以保證的問題。而穩(wěn)壓泵用于消防給水系統(tǒng)，既可保證系統(tǒng)平時維持一定的壓力，火災(zāi)時又可以自動啟動主消防泵，而且投資少、運行維護簡單，具有較大的優(yōu)越性和實用性。
 

1系統(tǒng)工作原理及設(shè)計參數(shù)

    穩(wěn)壓泵的特點是流量小，揚程高，可以保證消防管網(wǎng)平時滲水失壓后得到及時的補壓(故又稱補壓泵)，火災(zāi)時具有自動啟動主消防泵的功能¨J。穩(wěn)壓泵的控制是由壓水管上的電接點壓力計實現(xiàn)的：根據(jù)管網(wǎng)控制點設(shè)計基準(zhǔn)壓力確定管網(wǎng)平時壓力波動的上、下限(通常是設(shè)計壓力±0．05MPa)，當(dāng)管網(wǎng)壓力因滲漏下降到穩(wěn)壓下限時穩(wěn)壓泵自動啟動向管網(wǎng)內(nèi)充水補壓，當(dāng)壓力達到穩(wěn)壓上限時自動停泵，如此往復(fù)，達到維持系統(tǒng)高壓的目的。此外，還設(shè)有主消防泵啟動定壓點(通常小于穩(wěn)壓下限0．1MPa)，當(dāng)管網(wǎng)出水量因消防而大于穩(wěn)壓泵補水量，壓力驟降達到啟動定壓點時，即自動發(fā)出啟動主消防泵的信號，主消防泵投入運行后，穩(wěn)壓泵接到反饋信號自動停機；但主泵的停機只能在控制中心或泵房手動完成，以防止壓力回升時消防泵停止工作延誤滅火。

    在滿足揚程要求的同時，穩(wěn)壓泵的流量也是重要設(shè)計參數(shù)。首先要滿足消防管網(wǎng)正常滲漏時的補壓要求，管網(wǎng)滲漏量取決于系統(tǒng)壓力、管材和施工質(zhì)量、維護水平等因素。穩(wěn)壓泵流量不應(yīng)小于系統(tǒng)10min的允許滲漏水量，或是3．8L／min。但如果流量過大，平時可能造成穩(wěn)壓泵啟動頻繁、管網(wǎng)內(nèi)水擊嚴(yán)重的問題；而火災(zāi)時消火栓、自動噴水噴頭出水，穩(wěn)壓泵啟動后仍能滿足初期滅火用水要求，壓力不能迅速下降到主消防泵啟動定壓點，主消防泵遲遲不能啟動，以致影響系統(tǒng)的正常運行。所以目前國內(nèi)外公認(rèn)的穩(wěn)壓泵流量在1L／S左右。

    實際中，由于只采用穩(wěn)壓泵的系統(tǒng)啟動頻繁、水擊嚴(yán)重、泵磨損快，而且這一問題已成為影響穩(wěn)壓泵應(yīng)用于消防給水系統(tǒng)的一個重要障礙。為解決上述問題，目前多采用一個有效容積為數(shù)百升的小氣壓罐作為緩沖，配合穩(wěn)壓泵使用，這樣既能穩(wěn)定管網(wǎng)內(nèi)壓力，又可以避免穩(wěn)壓泵的頻繁啟動和水擊，大大提高了系統(tǒng)的可靠性。雖然一次性投資增加一些，但較適合我國國情，大大提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性。
 

2工程設(shè)計實例分析

    丹東市永安新區(qū)某大廈是一幢集辦公、居住、地下停車場(兼作戰(zhàn)時人防工程)于一體的綜合性高層建筑。由于屋頂水箱不能滿足最不利點水壓要求，消火栓、自動噴水系統(tǒng)均采用由兩臺100DL×5離心泵作為主消防泵(一臺工作，一臺備用)，兩臺50DL×8離心泵作為穩(wěn)壓泵(一臺工作，一臺備用)和出水管上一臺800*1600的小型氣壓罐聯(lián)合工作的高壓消防給水系統(tǒng)。

    以消火栓系統(tǒng)為例，設(shè)計控制點是17層的消火栓，采用直流水槍，25m麻質(zhì)水帶。設(shè)計充實水柱13mH20時，流量為5．7L／S，故消火栓口壓力應(yīng)為：

    從水泵出水口到16層消火栓口的幾何高差為66m，設(shè)水力損失為5mH20，則設(shè)計揚程為：50DL×8穩(wěn)壓泵穩(wěn)壓范圍定在90～100mH20，此時水泵工作點在高效區(qū)，流量為3L／S，主消防泵啟動壓力定為80mH20。800*660氣壓罐(如圖l所示)總?cè)莘eVz=760L，容積附加系數(shù)B=1．1，則有效容積V=700L。罐內(nèi)壓力從穩(wěn)壓下限降到主泵啟動定壓點，水位下降5cm失水25L，即調(diào)節(jié)容積為25T．．

    火災(zāi)時，若消火栓出水，供水量與用水量相差2．7L／S(初期滅火一般使用一支水槍)，10S左右耗盡25L調(diào)節(jié)水，壓力降至80mH20，發(fā)出啟動主消防泵信號，主消防泵啟動后穩(wěn)壓泵自動停機。

    若噴頭出水，因穩(wěn)壓泵流量大于一只噴頭流量，故在控制系統(tǒng)中增加時間繼電器，穩(wěn)壓泵連續(xù)運行20S即自動發(fā)出主消防泵啟動信號，主泵啟動后穩(wěn)壓泵自動停機。

    非火災(zāi)情況時，當(dāng)罐內(nèi)壓力上升到穩(wěn)壓上限100mH20時，設(shè)氣壓罐要補水△V，則根據(jù)理想氣體方程有：

    解上述方程得V450L，即80mH20時，罐內(nèi)存水450L。同理有：

    如果系統(tǒng)滲漏水流量為4L／min，則5min消耗△V，穩(wěn)壓泵流量3L／S，約7S補水完畢。即5min內(nèi)，壓力從100mH20下降到90mH20，穩(wěn)壓泵啟動補壓，7S內(nèi)壓力回升到100mH20停泵。這樣，年運行時間為：

    年耗電量約為l400kW·h，若電價以O(shè)．5元／kW·h計，每年電費約為700元。
 

3穩(wěn)壓泵消防給水可視為常高壓

    長期以來，對配有穩(wěn)壓泵的消防系統(tǒng)是“臨時高壓’’還是‘常高壓’’一直沒有定論，“名不正言不順’，這也是影響其推廣、使用的重要因素。“臨時高壓’’是指管網(wǎng)平時只處于濕式狀態(tài)，火災(zāi)時臨時啟動主消防泵加壓供水；“常高壓’’是指管網(wǎng)平時維持高壓，可隨時投入消防供水的系統(tǒng)。過去，在自動化程度較低的情況下，常高壓是由高位水池、區(qū)域高壓給水系統(tǒng)保證的，對于像穩(wěn)壓泵這樣平時保持高壓、火災(zāi)時自動啟動主消防泵保證水量、水壓的情況，不少人將其視為“臨時高壓’’(因為火災(zāi)時要啟動主消防泵)，這種觀念是滯后于技術(shù)發(fā)展的，事實證明，只要能保證消防電源，火災(zāi)時自動啟動主消防泵，消防管網(wǎng)始終保持高壓，完全可以視為常高壓系統(tǒng)。
 

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