消防增壓穩(wěn)壓供水設備電控系統(tǒng)的設計問題
消防增壓穩(wěn)壓供水設備電控系統(tǒng)的設計問題
1 自動或手動控制
消防增壓穩(wěn)壓供水設備應具有自動控制和手動控制二種功能。對于全自動消防給水設備，平時應處于全自動的值班工況；在此工況下，設備應可接受外來信號開機或停機。外來信號可來自各種自動信號器(例如管路壓力降信號、濕式自動報警閥動作信號、水流指示器信號等等)或消防控制中心。
在手動工況下，通過電控柜控制屏可以手動開、停任一臺消防泵。手動開、停任一臺消防泵主要用于消防泵的自檢。
如上所述，在全自動值班工況下，設備可接受外來信號開機或停機，在開機后隨用水流量的變化，其余各消防泵(含備用泵)可自動投入或退出；因此具有這種控制功能的全自動消防給水設備無必要設置手動遠控每一臺消防泵的功能。因為手動遠控開、停消防泵只有在設備電控柜轉換開關位于“手動遠控”狀態(tài)才能進行，因此，這種“手動遠控”功能是沒有實用意義的。
2 消防自動控制
按我公司的經驗，最佳的消防自動控制是這樣工作的。在自動工況下，設備接到外來消防信號，第1臺消防泵自動啟動投入工作，其余各臺消防泵(含備用泵)可根據(jù)管網(wǎng)壓力自動投入或退出。按公安部行業(yè)標準GA 30—92《氣壓式消防給水設備性能要求和試驗方法》，最后一臺消防泵的停泵控制只允許按指令進行。由此可見，按上述設計，在自動工況下無必要設置遠控開、停任一臺消防泵的功能；這種設計可以在保證性能的前提下，簡化設備，提高可靠性。這樣的設計也是符合《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》GB 116—88的規(guī)定的。
3 多泵并聯(lián)，各臺消防泵自動投入或退出的控制
對于多泵并聯(lián)的水消防系統(tǒng)，只要保證消防管網(wǎng)規(guī)定的水壓，就可以保證系統(tǒng)的供水性能。設要求最低的消防水壓為PK，當管網(wǎng)壓力P≤PK，則下一臺消防泵自動投入；當管網(wǎng)壓力P≥PT，則最后投入的一臺消防泵自動退出，PT為消防管網(wǎng)某一設定的高壓(消防泵退出壓力)。按此原理控制各臺消防泵(含備用泵)自動投入或退出，可以保證消防設備具有規(guī)定的供水性能。按此設計，可以防止在小流量或零流量下多臺消防泵同時工作(此時無必要多臺消防泵同時工作)，當消防用水流量增加，各臺消防泵會依次自動投入，以滿足消防用水流量增加的需要。必須時備用消防泵也能自動投入供水，可以最大限度地發(fā)揮備用消防泵的作用。
4 消防雙路電源
按《高層民用建筑設計防火規(guī)范》GB 50045—95以下簡稱“高規(guī)”規(guī)定，消防水泵的供電，應在最末一級配電箱處設置自動切換裝置。按此規(guī)定，建筑配電設計應考慮消防泵雙路電源自動切換問題。如要求在消防供水設備電控柜上設置雙路電源自動切換裝置，應在訂貨技術要求中予以明確，以防止與建筑配電設計重復。
5 采用PLC控制
消防增壓穩(wěn)壓供水設備的開、停控制宜優(yōu)先采用工業(yè)小型可編程控制器(PLC)控制。控制信號宜優(yōu)先采用無源常開接點閉合。
6 消防備用泵自動投入控制
消防備用泵自動投入控制原理與上述多臺消防泵并聯(lián)，各臺消防泵自動投入控制一樣。所述控制宜采用PLC實現(xiàn)。
7 濕式自動噴水消防系統(tǒng)
采用此系統(tǒng)，消防管網(wǎng)平時應充水增壓穩(wěn)壓，使之處于準備消防狀態(tài)。消防時噴頭自動打開，立即噴水消防。與此同時，可根據(jù)消防管網(wǎng)壓力降、濕式報警閥壓力開關信號或水流指示器信號等自動控制消防泵啟動。究竟采用何種信號控制消防泵啟動由建筑水消防系統(tǒng)控制設計確定。按我國行業(yè)標準JGJ／T 16—92《民用建筑電氣設計規(guī)范》，不推薦采用水流指示器的信號用來控制啟動消防泵，理由是穩(wěn)壓泵啟動、消防管網(wǎng)中的水錘等都有可能使水流指示器發(fā)出信號而導致消防泵誤啟動。根據(jù)我們的經驗，在控制電路設計上采取判斷程序，可以消除水流指示器短時發(fā)信號而導致消防泵誤起動的問題。具體方法如下：當水流指示器發(fā)信號并持續(xù)Δt時間，則此信號有效并控制消防泵啟動。當采用PLC控制，Δt可由控制軟件設定；當采用繼電器電路控制，Δt可由時間繼電器設定。
8 預作用噴水消防系統(tǒng)
在本系統(tǒng)的消防管網(wǎng)上設有預作用閥門，噴頭是閉式的。在平時，在預作用閥至噴頭的管網(wǎng)內充0.01～0.03 MPa的氣體。預作用閥至消防泵的管網(wǎng)內，用穩(wěn)壓裝置充水穩(wěn)壓使之處于準備消防狀態(tài)。消防時，打開預作用閥同時發(fā)出消防報警信號(此時閉式噴頭尚 未打開)，消防水進入預作用充氣管，則系統(tǒng)成為濕式自動噴水系統(tǒng)。以后的消防工作程序同濕式自動噴水系統(tǒng)。
9 雨淋及水幕系統(tǒng)
該兩系統(tǒng)的噴頭均為開式的，在管網(wǎng)中設有雨淋閥或水幕閥。在閥門與消防泵之間的管網(wǎng)可充以一定的穩(wěn)壓壓力。消防時，自動或按指令打開雨淋閥(或水幕閥)，水從開式噴頭噴出而消防。消防泵的啟動控制方式由消防控制系統(tǒng)設計確定。
預作用閥、雨淋閥、水幕閥應同時具有自動和手動控制(按指令控制)功能，以確保工作可靠。
10 關于消防管網(wǎng)的充水增壓穩(wěn)，壓方式
無論是消火栓系統(tǒng)或自動噴水滅火系統(tǒng)，通常都要求對消防管網(wǎng)充水增壓穩(wěn)壓，使之處于準備消防狀態(tài)。對消防管網(wǎng)充水增壓穩(wěn)壓的目的有二，一是消防時 可以縮短反應時間，提高滅火效率；二是便于實現(xiàn)全自動消防(例如可利用管網(wǎng)壓力降、濕式報警閥壓力開關信號或水流指示器信號等控制啟動消防泵)。
對消防管網(wǎng)增壓穩(wěn)壓的方式有：
(1)利用高位消防水池(例如山頂上的高位消防水池)對消防管網(wǎng)增壓穩(wěn)壓。這種系統(tǒng)稱為常高壓消防系統(tǒng)，但在實際工作中很少見到。
(2)利用設在建筑頂層的高位消防水箱對消防管網(wǎng)增壓穩(wěn)壓；按“高規(guī)”GB 50045—95的規(guī)定，當高位消防水箱提供的水壓不能滿足最不利點處的消防水壓，則應設高位消防水箱增壓裝置。按我國現(xiàn)行“高規(guī)”GB50045—95及《建筑設計防火規(guī)范》GBl6—87的規(guī)定，對于臨時高壓消防給水系統(tǒng)均應設置高位消防水箱。
關于高位消防水箱增壓裝置，我們認為采用帶氣壓罐的變頻恒壓增壓裝置是最佳方案。采用此方案，變頻恒壓穩(wěn)壓，壓力可調；變頻泵低速運行，噪音低，節(jié)能，可延長水泵的使用壽命，設備的造價與氣壓式增壓裝置相當。
(3)利用設在水泵房內的專用穩(wěn)壓泵與氣壓罐協(xié)同工作對消防管網(wǎng)增壓穩(wěn)壓，使之處于準備消防狀態(tài)；這種系統(tǒng)稱為穩(wěn)高壓消防系統(tǒng)，已見在我國上海浦東地區(qū)外資高層建筑及北京西客站水消系統(tǒng)中應用。我國《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》GB 50160—92 1999年局部修訂條文中已明確允許采用穩(wěn)高壓水消防系統(tǒng)；在該規(guī)范的條文說明中對穩(wěn)高壓系統(tǒng)作了定義。
在穩(wěn)高壓系統(tǒng)中靠穩(wěn)壓泵與氣壓罐協(xié)同工作對消防管網(wǎng)增壓穩(wěn)壓。設置氣壓罐的目的是當增壓到規(guī)定的壓力，增壓穩(wěn)壓泵可以停泵而由氣壓罐維持穩(wěn)壓。根據(jù)我們的經驗，采用帶小氣壓罐的變頻恒壓穩(wěn)壓是一種最佳的增壓穩(wěn)壓方案。采用這種方案，當變頻泵增壓穩(wěn)壓到設定壓力，變頻穩(wěn)壓泵自停休息，由小氣壓罐維持穩(wěn)壓。當氣壓罐壓力下降到某一設定的開泵壓力，變頻穩(wěn)壓泵自動開泵恢復變頻恒壓穩(wěn)壓。采用帶恒壓供水控制硬件、軟件的現(xiàn)代特定型號的變頻器實現(xiàn)上述變頻恒壓穩(wěn)壓控制十分方便；設備的造價不高于氣壓式的增壓穩(wěn)壓設備。變頻恒壓穩(wěn)壓，變頻穩(wěn)壓泵可在低速下運行，噪音低，節(jié)能，水泵的使用壽命延長；根據(jù)我公司生產實踐及交付用戶使用的經驗，這是一種最佳的穩(wěn)高壓方案。
基于同樣的理由，變頻生活供水工頻消防供水的生活消防共用給水方案(設備)優(yōu)于氣壓式的生活消防共用給水方案(設備)。
消防時消防泵的持續(xù)工作時間最多是3—4小時， 在消防過程中消防泵以額定轉速運行以提供充足的消防用水，因此消防泵無必要變頻調速。根據(jù)我公司的經驗，變頻消防給水最合理的方案是變頻穩(wěn)壓，工頻消防。
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