消防增壓穩壓供水設備電控系統的設計問(wèn)題

1  自動(dòng)或手動(dòng)控制

    消防增壓穩壓供水設備應具有自動(dòng)控制和手動(dòng)控制二種功能。對于全自動(dòng)消防給水設備，平時(shí)應處于全自動(dòng)的值班工況；在此工況下，設備應可接受外來(lái)信號開(kāi)機或停機。外來(lái)信號可來(lái)自各種自動(dòng)信號器(例如管路壓力降信號、濕式自動(dòng)報警閥動(dòng)作信號、水流指示器信號等等)或消防控制中心。

    在手動(dòng)工況下，通過(guò)電控柜控制屏可以手動(dòng)開(kāi)、停任一臺消防泵。手動(dòng)開(kāi)、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(dòng)值班工況下，設備可接受外來(lái)信號開(kāi)機或停機，在開(kāi)機后隨用水流量的變化，其余各消防泵(含備用泵)可自動(dòng)投入或退出；因此具有這種控制功能的全自動(dòng)消防給水設備無(wú)必要設置手動(dòng)遠控每一臺消防泵的功能。因為手動(dòng)遠控開(kāi)、停消防泵只有在設備電控柜轉換開(kāi)關(guān)位于“手動(dòng)遠控”狀態(tài)才能進(jìn)行，因此，這種“手動(dòng)遠控”功能是沒(méi)有實(shí)用意義的。

2  消防自動(dòng)控制

    按我公司的經(jīng)驗，最佳的消防自動(dòng)控制是這樣工作的。在自動(dòng)工況下，設備接到外來(lái)消防信號，第1臺消防泵自動(dòng)啟動(dòng)投入工作，其余各臺消防泵(含備用泵)可根據管網(wǎng)壓力自動(dòng)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(jìn)行。由此可見(jiàn)，按上述設計，在自動(dòng)工況下無(wú)必要設置遠控開(kāi)、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(jiǎn)化設備，提高可靠性。這樣的設計也是符合《火災自動(dòng)報警系統設計規范》GB 116—88的規定的。

3  多泵并聯(lián)，各臺消防泵自動(dòng)投入或退出的控制

    對于多泵并聯(lián)的水消防系統，只要保證消防管網(wǎng)規定的水壓，就可以保證系統的供水性能。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(dòng)投入；當管網(wǎng)壓力P≥PT，則最后投入的一臺消防泵自動(dòng)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(dòng)投入或退出，可以保證消防設備具有規定的供水性能。按此設計，可以防止在小流量或零流量下多臺消防泵同時(shí)工作(此時(shí)無(wú)必要多臺消防泵同時(shí)工作)，當消防用水流量增加，各臺消防泵會(huì )依次自動(dòng)投入，以滿(mǎn)足消防用水流量增加的需要。必須時(shí)備用消防泵也能自動(dòng)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范》GB 50045—95以下簡(jiǎn)稱(chēng)“高規”規定，消防水泵的供電，應在最末一級配電箱處設置自動(dòng)切換裝置。按此規定，建筑配電設計應考慮消防泵雙路電源自動(dòng)切換問(wèn)題。如要求在消防供水設備電控柜上設置雙路電源自動(dòng)切換裝置，應在訂貨技術(shù)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

    消防增壓穩壓供水設備的開(kāi)、?？刂埔藘?yōu)先采用工業(yè)小型可編程控制器(PLC)控制?？刂菩盘栆藘?yōu)先采用無(wú)源常開(kāi)接點(diǎn)閉合。

6  消防備用泵自動(dòng)投入控制

    消防備用泵自動(dòng)投入控制原理與上述多臺消防泵并聯(lián)，各臺消防泵自動(dòng)投入控制一樣。所述控制宜采用PLC實(shí)現。

7  濕式自動(dòng)噴水消防系統

      采用此系統，消防管網(wǎng)平時(shí)應充水增壓穩壓，使之處于準備消防狀態(tài)。消防時(shí)噴頭自動(dòng)打開(kāi)，立即噴水消防。與此同時(shí)，可根據消防管網(wǎng)壓力降、濕式報警閥壓力開(kāi)關(guān)信號或水流指示器信號等自動(dòng)控制消防泵啟動(dòng)。究竟采用何種信號控制消防泵啟動(dòng)由建筑水消防系統控制設計確定。按我國行業(yè)標準JGJ／T 16—92《民用建筑電氣設計規范》，不推薦采用水流指示器的信號用來(lái)控制啟動(dòng)消防泵，理由是穩壓泵啟動(dòng)、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(dòng)。根據我們的經(jīng)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(shí)發(fā)信號而導致消防泵誤起動(dòng)的問(wèn)題。具體方法如下：當水流指示器發(fā)信號并持續Δt時(shí)間，則此信號有效并控制消防泵啟動(dòng)。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(shí)間繼電器設定。

8  預作用噴水消防系統

      在本系統的消防管網(wǎng)上設有預作用閥門(mén)，噴頭是閉式的。在平時(shí)，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，用穩壓裝置充水穩壓使之處于準備消防狀態(tài)。消防時(shí)，打開(kāi)預作用閥同時(shí)發(fā)出消防報警信號(此時(shí)閉式噴頭尚  未打開(kāi))，消防水進(jìn)入預作用充氣管，則系統成為濕式自動(dòng)噴水系統。以后的消防工作程序同濕式自動(dòng)噴水系統。

9  雨淋及水幕系統

      該兩系統的噴頭均為開(kāi)式的，在管網(wǎng)中設有雨淋閥或水幕閥。在閥門(mén)與消防泵之間的管網(wǎng)可充以一定的穩壓壓力。消防時(shí)，自動(dòng)或按指令打開(kāi)雨淋閥(或水幕閥)，水從開(kāi)式噴頭噴出而消防。消防泵的啟動(dòng)控制方式由消防控制系統設計確定。

預作用閥、雨淋閥、水幕閥應同時(shí)具有自動(dòng)和手動(dòng)控制(按指令控制)功能，以確保工作可靠。

10  關(guān)于消防管網(wǎng)的充水增壓穩，壓方式

      無(wú)論是消火栓系統或自動(dòng)噴水滅火系統，通常都要求對消防管網(wǎng)充水增壓穩壓，使之處于準備消防狀態(tài)。對消防管網(wǎng)充水增壓穩壓的目的有二，一是消防時(shí) 可以縮短反應時(shí)間，提高滅火效率；二是便于實(shí)現全自動(dòng)消防(例如可利用管網(wǎng)壓力降、濕式報警閥壓力開(kāi)關(guān)信號或水流指示器信號等控制啟動(dòng)消防泵)。

    對消防管網(wǎng)增壓穩壓的方式有：

    (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)增壓穩壓。這種系統稱(chēng)為常高壓消防系統，但在實(shí)際工作中很少見(jiàn)到。

    (2)利用設在建筑頂層的高位消防水箱對消防管網(wǎng)增壓穩壓；按“高規”GB 50045—95的規定，當高位消防水箱提供的水壓不能滿(mǎn)足最不利點(diǎn)處的消防水壓，則應設高位消防水箱增壓裝置。按我國現行“高規”GB50045—95及《建筑設計防火規范》GBl6—87的規定，對于臨時(shí)高壓消防給水系統均應設置高位消防水箱。

      關(guān)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，變頻恒壓穩壓，壓力可調；變頻泵低速運行，噪音低，節能，可延長(cháng)水泵的使用壽命，設備的造價(jià)與氣壓式增壓裝置相當。

    (3)利用設在水泵房?jì)鹊膶?zhuān)用穩壓泵與氣壓罐協(xié)同工作對消防管網(wǎng)增壓穩壓，使之處于準備消防狀態(tài)；這種系統稱(chēng)為穩高壓消防系統，已見(jiàn)在我國上海浦東地區外資高層建筑及北京西客站水消系統中應用。我國《石油化工企業(yè)設計防火規范》GB 50160—92 1999年局部修訂條文中已明確允許采用穩高壓水消防系統；在該規范的條文說(shuō)明中對穩高壓系統作了定義。

      在穩高壓系統中靠穩壓泵與氣壓罐協(xié)同工作對消防管網(wǎng)增壓穩壓。設置氣壓罐的目的是當增壓到規定的壓力，增壓穩壓泵可以停泵而由氣壓罐維持穩壓。根據我們的經(jīng)驗，采用帶小氣壓罐的變頻恒壓穩壓是一種最佳的增壓穩壓方案。采用這種方案，當變頻泵增壓穩壓到設定壓力，變頻穩壓泵自停休息，由小氣壓罐維持穩壓。當氣壓罐壓力下降到某一設定的開(kāi)泵壓力，變頻穩壓泵自動(dòng)開(kāi)泵恢復變頻恒壓穩壓。采用帶恒壓供水控制硬件、軟件的現代特定型號的變頻器實(shí)現上述變頻恒壓穩壓控制十分方便；設備的造價(jià)不高于氣壓式的增壓穩壓設備。變頻恒壓穩壓，變頻穩壓泵可在低速下運行，噪音低，節能，水泵的使用壽命延長(cháng)；根據我公司生產(chǎn)實(shí)踐及交付用戶(hù)使用的經(jīng)驗，這是一種最佳的穩高壓方案。

     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(shí)消防泵的持續工作時(shí)間最多是3—4小時(shí)， 在消防過(guò)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(wú)必要變頻調速。根據我公司的經(jīng)驗，變頻消防給水最合理的方案是變頻穩壓，工頻消防。