消防泵的主泵備用泵切換的技術研究方法
消防網訊 導讀電氣消防泵控制的原理中可任意指定一臺消防泵為主泵或備用泵電流信號控制方法在目前國內采用最早最多而壓力信號控制方法在國外的自動噴水滅火系統開始運用壓力信號控制方法對消防給水系統的自動控制提供了可靠的方式
消防泵是消防給水系統中的心臟在消防給水系統中設置消防備用泵可以增加整個系統的安全性有利于提高整個消防給水系統的可靠性根據國家標準《建筑設計防火規范》(GBJ16-87)的規定除室外消防用水量不超過25L/s的工廠倉庫和七層至九層的單元住宅外固定消防泵應設有備用泵其工作能力不應小于一臺主要泵《高層民用建筑設計防火規范》(GB50045-95)中7.5.3條也規定消防給水系統應設置備用消防水泵消防泵的主備用切換是實現消防備用泵投人工作的重要手段也是消防給水系統可靠安全運行的重要環節
1.消防泵的主備用切換方法
從消防泵啟動信號的采集和控制角度來看設計中消防泵的主備用切換主要有兩種方法其關鍵是控制信號來源的選擇它可分為電流信號控制方法和壓力信號控制方法通常消防泵的主備用泵均需按互為備用的方式進行設計
電流信號控制方法是現在消防設計中消防泵主備用切換的常用方法它通過對水泵的電動機電流信號反饋來判斷消防泵是否工作當電機短路(斷電)電流過大時電源自動切換至另一臺水泵機組的電機停止第一臺消防泵的工作啟動另一臺消防泵工作
壓力信號控制方法是在消防泵的出水總管上設置電節點壓力表如圖1消防泵主備用的切換是由該壓力表的信號來判斷的當消防泵控制箱接到動作指令立刻啟動任一臺消防泵若消防泵工作后的電節點壓力表指示的壓力未能達到設定的壓力值時控制箱將自動切換到另一臺消防泵啟動工作
當然電氣消防泵控制的原理中可任意指定一臺消防泵為主泵或備用泵電流信號控制方法在目前國內采用最早最多而壓力信號控制方法在國外的自動噴水滅火系統開始運用壓力信號控制方法對消防給水系統的自動控制提供了可靠的方式
2.主備用切換方法的比較
2.1消防泵出現故障的原因分析消防泵出現的故障最終結果是消防泵不能正常給水造成消防泵故障的主要原因可分為兩類一類是電機故障另一類是水泵故障
在電機故障中有電源問題如供電不正常造成的斷電電壓過高或過低等電機本身問題如由于電機損壞無法運行電機過載問題電機帶動的水泵軸功率過大或管道堵塞形成電流過大而停止工作等等
在水泵故障中可能是由于水泵軸承葉輪等問題造成根據工程實踐的經驗電機故障的概率要較水泵故障的概率高
2.2消防泵主備用切換方法的分析
采用電流信號控制方法其優點是能及時反映電機的故障而電機的故障也是水泵機組的主要故障但這種方法并不能說明消防泵實際是否出水
采用壓力信號控制方法可以真實地反映消防水泵機組實際的工作情況其切換的信號可信度較高無論是電機故障還是水泵故障只要消防泵出水管的壓力沒有達到一定的壓力值就需要及時切換主備用消防泵然而壓力信號控制方法也有其缺點當消防給水系統的實際出水量較大時消防泵出水管的壓力下降后易造成消防泵壓力的切換信號誤動作停止一臺消防泵的工作切換成另一臺消防泵的啟動水泵在切換重新啟動需要有一定的時間這樣勢必會造成消防給水的中斷延誤滅火此外壓力信號控制方法也可在電路設計考慮電機的短路過載過壓缺相欠壓過熱等保護功能
從系統的角度分析將消防泵和電機作為整個消防泵機組來看判斷其給水的最終效果即水泵機組是否出水理應是采用壓力信號控制的主備用切換方法較為合理在消防給水系統的用水量超過設計流量時可以在控制電路上加以調整擴大消防泵用電容量的設計保證全部消防泵工作的用電量而消防泵的用電量在消防期間僅僅是全部消防用電量的一個部分對整個消防供電系統不至于造成較大的影響這樣在出水管壓力降低后及時啟動另一臺消防泵可不必考慮原消防泵的關閉問題
從可靠性的角度出發消防泵給水系統的可靠性是與可靠性的結構有關消防泵機組設置主備用的可靠性框圖可表示為水泵與電機的串聯關系機組與機組之間的并聯關系"〔1〕如圖2
整個線路的可靠度可簡單地表示為RR=1一(1一R1)X(1一R2)=1一(1一R1aXRlb)X(1一R2aXR2b)從圖2中也可直接看出提高消防泵與電機的可靠性同等重要若僅以1臺電機(1B或2B)來判斷給水系統的可靠是不完善的采用整個系統的可靠度即在消防泵機組出水總管設置信號這才是具有可靠意義的
值得注意的是在消防泵出水管壓力值的設定時應考慮滅火初期時消防高位水箱的給水壓力因此對于臨時高壓的室內消防給水系統其設定的壓力值應大于平時管網的給水壓力另在啟動消防主泵后需設置一定的延時方可去判斷電節點壓力表的壓力值確定是否需要切換到另一臺消防備用泵并建議將電節點壓力表設置在消防泵出水管閥門后(按水流方向)的消防給水總管對噴淋系統宜設置在消防泵出水管止回閥與水力報警閥組之間以確保壓力信號的可靠
2.3兩種控制方法的比較
電流信號控制方法和壓力信號控制方法均是消防泵主備用切換的方式消防泵控制的要求是一致的而兩種方法對信號的采集不同最終控制的效果也不同兩種控制方法的比較如表1
合理選擇消防泵主備用切換的方式具有重要的意義它對于消防給水系統的可靠性起重要的保證作用壓力信號控制方法有利于BA的真實控制特別適用于自動噴水滅火系統
2.4壓力信號控制方法需注意的問題
在壓力信號控制方法的設計中需注意以下問題以確保消防泵主備用切換的可靠
(1)電節點壓力表宜設在消防泵的出水總管上不應設在消防泵閥門之前(按水流方向)壓力設定值應大于高位消防水箱的給水壓力值
這是因為壓力信號的位置應能真實地反映消防泵和系統的給水運行工況若壓力表設在消防泵出水閥前而閥門誤關閉則消防泵雖然正常運行可顯示正常的給水壓力但系統的給水工況并不正常因此采用壓力信號控制方法的切換還可調整消防泵的管路不正常的給水工況及時啟動另一給水管路的消防泵
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