消防穩(wěn)壓泵工作原理

1、消防穩(wěn)壓泵工作原理一、消防穩(wěn)壓（氣壓）罐的工作原理消防氣壓罐的消防水總?cè)莘e分為 3個(gè)部分，即消防貯水容積（調(diào)節(jié)容積）、緩 沖水容積和穩(wěn)壓水容積，如圖1所示。系統(tǒng)平時(shí)的壓力由穩(wěn)壓泵提供，當(dāng)壓力升高，達(dá)到穩(wěn)壓水容積的高水位 時(shí)，穩(wěn)壓泵自動(dòng)停止運(yùn)行；當(dāng)壓力降低，達(dá)到穩(wěn)壓水容積的低水位時(shí)，穩(wěn)壓泵自 動(dòng)開啟，將穩(wěn)壓水容積提升到最高水位。如此循環(huán)以保持系統(tǒng)的高壓狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，隨著消火栓的投入使用，系統(tǒng)壓力開始下降，當(dāng)降至消防 貯水容積的最低水位時(shí)，停止穩(wěn)壓泵，自動(dòng)開啟消防泵滅火。二、消防穩(wěn)壓（氣壓）罐的設(shè)計(jì)計(jì)算氣壓罐增壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容主要有兩個(gè)部分，即氣壓罐總?cè)莘e的計(jì)算 和每個(gè)壓力控制點(diǎn)壓力值的

2、計(jì)算?？?cè)莘e的計(jì)算確定所選壓力罐的大小，壓力的計(jì)算確定穩(wěn)壓泵的啟、停范 圍以及開啟消防泵的壓力值。1、氣壓罐的總?cè)莘eV氣壓罐的總?cè)莘e一般按公式 V= WR （1世）計(jì)算。式中：V為氣壓罐的總?cè)莘em3;VX為消防水總?cè)莘e等于消防貯水容積、緩沖水容 積和穩(wěn)壓水容積之和；（3為氣壓罐的容積系數(shù)，臥式、立式、隔膜式氣壓罐的容 積系數(shù)分別為1.25,1.10 和1.05; b為氣壓罐最低工作壓力和最高工作壓力之比 （以絕對(duì)壓力計(jì)），一般 宜采用0.65 0.85。消防貯水總?cè)莘e（VX）:設(shè)置氣壓罐的目的是為了保證火災(zāi)發(fā)生初期消防泵沒有啟動(dòng)之前消火栓和 噴頭所需的水壓，這段時(shí)間約為 30s。對(duì)于消火栓給水

3、系統(tǒng)，按同時(shí)使用 2支水 槍（每支水槍流量5L/s）計(jì)，消防貯水容積為2*5*30=300L;對(duì)于自動(dòng)噴水滅火系 統(tǒng)，按5個(gè)噴頭同時(shí)開啟，每個(gè)噴頭以1L/s計(jì)，消防貯水容積為5*1*30=150L。當(dāng)2個(gè)系統(tǒng)共用氣壓罐時(shí)，消防貯水總?cè)莘e為300+150=450、緩沖水容積V1 一般不小于20L,穩(wěn)壓水容積V2 一般不小于50L。2、壓力控制點(diǎn)壓力值的計(jì)算氣壓罐設(shè)4個(gè)壓力控制點(diǎn)，如圖2所示。其中：P1為氣壓罐最低工作壓力點(diǎn)或氣壓罐充氣壓力，即消防貯水容積的下限水 位壓力，等于最不利點(diǎn)消火栓所需的水壓 Hmin,其計(jì)算方法同增壓泵；P2為最 高工作壓力，即啟動(dòng)消防泵的壓力值。按下式計(jì)算：P2=（P

4、1 +0.098） db-0.098P01為穩(wěn)壓水容積下限水位壓力，此時(shí)啟動(dòng)穩(wěn)壓泵 ；P02為穩(wěn)壓水容積上限 水位壓力，即氣壓罐最高工作壓力，此時(shí)停止穩(wěn)壓泵。由于壓力傳感器有精度、穩(wěn)定性的要求，一般使緩沖水容積的上、下限水 位壓差不小于0.02-0.03Mpa;穩(wěn)壓水容積的上、下限水位壓差不小于0.05-0.06Mpa。則：P01=P2+0.02-0.03MpaP02=P01 +0.05-0.06Mpa=P2+0.070.09MPa3、計(jì)算舉例在一棟建筑高度接近100m的一類綜合樓建筑中，頂部幾層采用立式氣壓 罐穩(wěn)壓，屋頂水箱至頂層消火栓栓口的距離：H=4m。屋頂水箱至頂層消火栓處的水頭損失

5、Eh=0.82m氣壓罐工作壓力比：ob=0.76氣壓罐總?cè)莘e：V= WX+ (1 -b)=1.1 x (300+20+50) +(1-0.76)=1.70m3 選用：SQL1000XP1=Hmin=Hq+Hd+HK2-H=0.16+0.01 +0.02+0.0082-0.04=0.14(Mpa)最高工作壓力：P2=(P1 +0.098) db-0.098=0.14 +0.76-0.098=0.22(Mpa)穩(wěn)壓泵啟動(dòng)壓力：P01=P2+0.02-0.03Mpa=0.22+0.02-0.03=0.24-0.25(Mpa)穩(wěn)壓泵停泵壓力：P02=P2+0.07-0.09Mpa=0.22+0.07-

6、0.09=0.29-0.31(Mpa)穩(wěn)壓泵揚(yáng)程：H=(P01+:P02) + 2=(0.24+0.39) +2=0.27(Mpa)穩(wěn)壓泵流量：0<5.0L/S選用40LG12-15X冰泵兩臺(tái)一用一備每臺(tái):Q=4.17L/sH=27mN=2.2KW4、穩(wěn)壓泵的流量由于消防初期流量由氣壓罐供給，泵的流量只需考慮系統(tǒng) 的滲漏量或氣壓罐對(duì)流量的要求，所以流量可適當(dāng)選小一點(diǎn)。對(duì)于消火栓系統(tǒng) 穩(wěn)壓泵的流量以約小于1個(gè)消火栓的出水量計(jì)，為W5L/s噴灑系統(tǒng)穩(wěn)壓泵的流量以約小于 1個(gè) 噴頭的出水量計(jì)，為1L/s三、兩種增壓設(shè)施的比較單設(shè)管道泵的增壓系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)單，占地面積小，設(shè)計(jì)與施工都較方便，系 統(tǒng)控

7、制簡(jiǎn)單，保證系統(tǒng)正常工作的前提是需選擇性能良好的低功率管道泵，可 靠的繼電器開停裝置；供電應(yīng)保證雙回路并能自動(dòng)切換。此種增壓方式存在的不 足之處為：對(duì)于管網(wǎng)漏損壓力波動(dòng)較大的供水系統(tǒng)，管道泵的啟停頻繁，設(shè)備容易損 害，故障率高，能耗提高，從而增加運(yùn)行費(fèi)用。同時(shí)消防安全度較低。與單設(shè)管道泵的增壓系統(tǒng)相比，消防穩(wěn)壓（氣壓）罐不但能調(diào)節(jié)容積（貯存30s 的室內(nèi)消防用水），更重要的是貯存能量。穩(wěn)壓泵每啟動(dòng) 1次，可以長(zhǎng)時(shí)間地維 持管網(wǎng)壓力，設(shè)備啟動(dòng)次數(shù)少，運(yùn)行費(fèi)用低，頂部管網(wǎng)經(jīng)常處于承壓水狀態(tài)， 供水安全可靠?；馂?zāi)初期，氣壓罐不但能保證頂部幾層消火栓和噴頭的壓力要 求，而且能提供30s的室內(nèi)消防用水（

8、450L）。即消火栓或噴頭隨時(shí)可以取得符合 壓力要求的消防用水，在這一點(diǎn)上氣壓罐明顯 -優(yōu)于增壓泵。但氣壓罐增壓系統(tǒng) 也存在不足之處：設(shè)備占地面積相對(duì)較大，一次性投資相對(duì)較高。四、選用方法上述2種增壓設(shè)施各有所長(zhǎng)，在具體工程中應(yīng)分別對(duì)待，選用合適的設(shè)計(jì) 方案。對(duì)于一類高層建筑和重要的建筑物，火災(zāi)造成的損失巨大，防火要求 高，應(yīng)盡量采用氣壓罐增壓設(shè)施解決頂部幾層的壓力需求，且穩(wěn)壓泵應(yīng)設(shè)置備 用泵，以提高使用的可靠性；對(duì)于二類高層建筑和普通危險(xiǎn)級(jí)的建筑物，由于受 場(chǎng)地、資金等條件的限制，可考慮只設(shè)增壓泵，但在選用增壓泵產(chǎn)品時(shí)應(yīng)確保 質(zhì)量可靠。五、結(jié)語無論是氣壓罐還是增壓泵，提供的都是火災(zāi)初期消火栓

9、和噴頭的水壓保 障，而初期滅火的成功是控制火災(zāi)的關(guān)鍵，可將火災(zāi)造成的損失降低到最低限 度。1.消防增壓穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)計(jì)算：穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容：穩(wěn)壓泵啟泵壓力P1、穩(wěn)壓泵停泵壓力P2、消火栓泵啟泵壓力P3、穩(wěn)壓泵揚(yáng)程Ho依據(jù)消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范GB 50972014第5.3.3條3款，穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)應(yīng)保持系統(tǒng)最不利點(diǎn)處滅火設(shè)施在準(zhǔn)工作狀態(tài) 時(shí)的靜水壓力為0.15MPa。(1)穩(wěn)壓泵啟泵壓力P1 (當(dāng)穩(wěn)壓泵設(shè)置在屋頂時(shí))：穩(wěn)壓泵啟泵壓力 P1 (MPa) >(15-h1+h2) x0.01h1 消防水箱最低水位與最不利點(diǎn)消火栓的靜高差(m);h2消防水箱最低水位與氣壓罐電接點(diǎn)壓力表的靜

10、高差(m),取2m;貝U P1 (MPa) =(15-5+2) X0.01 =0.12MPa(2)穩(wěn)壓泵停泵壓力P2:穩(wěn)壓泵停泵壓力 P2 (MPa) =P1 (MPa) + (0.050.07) (MPa)(綜合考慮穩(wěn)壓泵啟泵次數(shù)的經(jīng)驗(yàn)值，按150L調(diào)節(jié)容積復(fù)核穩(wěn)壓泵啟泵次數(shù)不大于15次/h )貝U P2 (MPa)=0.12+0.07=0.19MPa(3)消火栓泵啟泵壓力P3:消火栓泵啟泵壓力 P3 (MPa) =P1 + h3x0.01-(0.070.10) (MPa) h3氣壓罐電接點(diǎn)壓力表與消火栓泵壓力開關(guān)的靜高差 (m),電接點(diǎn)壓力表距離屋面高差取2.5m。貝U P3 (MPa)=

11、0.12+7 X0.01-0.1=0.09MPa(4)穩(wěn)壓泵揚(yáng)程H:穩(wěn)壓泵揚(yáng)程H (m)三(P2 h2X0.01) X 10則 H (m)=(0.01) X100=17m(5)穩(wěn)壓泵設(shè)備選用：水泵選用立式多級(jí)分段式離心消防專用泵兩臺(tái)，一用一備。單泵 Q=1L/s, H=23m, 3000r/min , N=1.1kw, Pg=1.6MPa, QH性能曲線平滑無駝峰，電機(jī)軸功率應(yīng)能滿足 QH性能曲線 上任何一點(diǎn)的工作要求。氣壓罐選用隔膜式、有效容積 300L。2.噴淋增壓穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)計(jì)算：穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容：穩(wěn)壓泵啟泵壓力P1、穩(wěn)壓泵停泵壓力P2、噴淋泵啟泵壓力P3、穩(wěn)壓泵揚(yáng)程Ho依據(jù)消防給水

12、及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范GB 50972014第5.3.3條3款，穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)應(yīng)保持系統(tǒng)最不利點(diǎn)處滅火設(shè)施在準(zhǔn)工作狀態(tài) 時(shí)的靜水壓力為0.15MPa。1)穩(wěn)壓泵啟泵壓力P1 (當(dāng)穩(wěn)壓泵設(shè)置在屋頂時(shí))：穩(wěn)壓泵啟泵壓力 P1 (MPa) >(15-h1+h2) x0.01h1 消防水箱最低水位與最不利點(diǎn)噴頭的靜高差(m);h2消防水箱最低水位與氣壓罐電接點(diǎn)壓力表的靜高差(m),取2m;貝U P1 (MPa) =(15-1+2) X0.01 =0.16MPa(2)穩(wěn)壓泵停泵壓力P2:穩(wěn)壓泵停泵壓力 P2 (MPa) =P1 (MPa) + (0.050.07) (MPa)貝U P2 (MPa)=0

13、.16+0.07=0.23MPa(3)噴淋泵啟泵壓力P3:噴淋泵啟泵壓力 P3 (MPa) =P1 + h3x0.01-(0.070.10) (MPa)h3氣壓罐電接點(diǎn)壓力表與最不利噴頭的靜高差(m),電接點(diǎn)壓力表距 離屋面高差取2.5m。貝U P3 (MPa)=0.1 =0.09MPa(4)穩(wěn)壓泵揚(yáng)程H:穩(wěn)壓泵揚(yáng)程H (m)三(P2 h2X0.01) X 10則 H (m)=(0.23-2X0.01) xi00=21m(5)穩(wěn)壓泵設(shè)備選用：水泵選用立式多級(jí)分段式離心消防專用泵兩臺(tái)，一用一備。單泵Q=1L/s,H=23m, 3000r/min , N=1.1 kw, Pg=1.6 MPa, Q

14、H性能曲線平滑無駝峰，電機(jī)軸功率應(yīng)能滿足QH性能曲線上任何一點(diǎn)的工作要求。氣壓罐選用隔膜式、有效容積150L3.自動(dòng)掃描射水高空水泡增壓穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)計(jì)算：1)穩(wěn)壓泵啟泵壓力P1 (當(dāng)穩(wěn)壓泵設(shè)置在屋頂時(shí))：穩(wěn)壓泵啟泵壓力 P1 (MPa) >(60-h1+h2) x0.01h1 消防水箱最低水位與最不利點(diǎn)水泡的靜高差(m);h2消防水箱最低水位與氣壓罐電接點(diǎn)壓力表的靜高差(m),取2m;貝U P1 (MPa) =(60-20+2) X0.01=0.42MPa(2)穩(wěn)壓泵停泵壓力P2:穩(wěn)壓泵停泵壓力 P2 (MPa) =P1 (MPa) + (0.050.07) (MPa)(綜合考慮穩(wěn)壓泵啟

15、泵次數(shù)的經(jīng)驗(yàn)值，按150L調(diào)節(jié)容積復(fù)核穩(wěn)壓泵啟泵次數(shù)不大于15次/h )貝U P2 (MPa)=0.42+0.07=0.49MPa(3)自動(dòng)掃描射水高空水泡泵啟泵壓力 P3:自動(dòng)掃描射水高空水泡泵啟泵壓力P3 (MPa) =P1+h3x0.01-(0.070.10) (MPa) h3氣壓罐電接點(diǎn)壓力表與最不利水泡的靜高差(m),電 接點(diǎn)壓力表距離屋面高差取2.5m。貝U P3 (MPa)=0.42+18 X0.01-0.1=(4)穩(wěn)壓泵揚(yáng)程H:穩(wěn)壓泵揚(yáng)程H (m)三(P2 h2X0.01) X 10則 H (m)=(0.23-2X0.01) xi00=21m(5)穩(wěn)壓泵設(shè)備選用：水泵選用立式多

16、級(jí)分段式離心消防專用泵兩臺(tái)，一用一備。單泵Q=1L/s,H=23m, 3000r/min , N=1.1kw, Pg=1.6MPa, QH性能曲線平滑無駝峰，電機(jī)軸功率應(yīng)能滿足QH性能曲線上任何一點(diǎn)的工作要求。氣壓罐選用隔膜式、有效容積150L1、如何確定消防給水系統(tǒng)穩(wěn)壓泵的揚(yáng)程？如何確定消火栓壓力開關(guān)開啟消 火栓泵的壓力值？答：暫按照2014年江蘇省給排水專業(yè)學(xué)術(shù)交流聯(lián)合年會(huì)的消防給水及消火栓 技術(shù)規(guī)范問題討論意見確定，如下所述：穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)壓力應(yīng)滿足系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)和管網(wǎng)充滿水的要求。(1)當(dāng)穩(wěn)壓泵設(shè)置在屋頂時(shí)：覷急壓泵啟泵壓力 P1 (MPa) >(15-h1+h2) x0.01hl

17、消防水箱最低水位與最不利點(diǎn)消火栓的靜高差(m) ; h2消防水 箱最低水位與氣壓罐電接點(diǎn)壓力表的靜高差(m) ; 簡(jiǎn)化計(jì)算穩(wěn)壓泵啟泵壓力 P1也可取0.15MPa。覷急壓泵停泵壓力 P2 (MPa) =P1 (MPa) + (0.050.07) (MPa) (0.05-0.07)-考慮系統(tǒng)大小、正常泄漏量和穩(wěn)壓泵小時(shí)啟泵次數(shù)的經(jīng)驗(yàn)值，按 150L調(diào)節(jié)容積復(fù)核穩(wěn)壓泵啟泵次數(shù)不大于 15次/h。壓泵揚(yáng)程H (m)三 (P2 h2) X100肖火栓泵出口壓力開關(guān)啟泵壓力 P3 (MPa) =P1+h3-(0.070.10) (m) h3氣壓罐電接點(diǎn)壓力表與消火栓泵壓力開關(guān)的靜高差(m)(2)當(dāng)穩(wěn)壓泵設(shè)置在地下消防泵房時(shí)，穩(wěn)壓泵可直接從消防水池吸水，消 火栓、自噴系統(tǒng)的吸水管應(yīng)分別設(shè)置。壓泵啟泵壓