解析“消水规”中消防增压稳压设备的原理及计算方法论文_熊利军

摘要：介绍了高位水箱的临时高压消防增压稳压设备的作用及运行原理，对比说明了稳压设施的功能在 “消水规”中的变化。通过设计举例，解析了国标图集15S909《消防给水及消火栓系统技术规范》图示中稳压泵设计压力值的确定及设计流量，探讨了其计算方法和控制方式。

关键词：消防稳压设备；原理；计算方法

1.消防增压稳压设备的作用及运行原理

高位水箱的临时高压消防系统的增压设施的主要作用是在火灾初期时，消防水泵启动前，满足消火栓和自动喷水灭火系统的水压要求。目前的增压设施主要采用气压水罐一增压稳压泵联合工作的形式(见图1)，利用气压水罐所设定的P1、P2、Ps1、Ps2运行压力(见图2)，控制水泵运行工况，始终保证消防给水管道系统最不利点消防所需压力。

图1 消防增压稳压设备示意

根据《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB50974-2014，以下简称“消水规”)，“稳压泵的设计流量不应小于消防给水系统管网的正常泄漏量和系统自动启动流量”，“稳压泵的设计压力应满足系统自动启动和管网充满水的要求”。可见，稳压设施的功能已经变成管网泄漏补水和实现系统自动启动(见图2)，而不再是由火灾初期时，消防水泵启动前(30 s)，满足消火栓和自动喷水灭火系统的水压要求。因而，不再要求气压水罐的储水容积满足火灾初期30s内5只喷头和两股消火栓水柱的用水量450 L。

图2 隔膜式气压水罐

P0—气压水罐无水时的起始压力；P1—气压水罐设计最低工作压力；P2—消防主泵启泵压力；Ps1—稳压泵启泵压力；Ps2—稳压泵停泵压力（图中压力均为绝对压力MPa）；Vx—消防储水容积；Vh—缓冲水容积；Vw—稳压水容积；Vq—气压水罐总容积（m3）；Vq1—罐内压力为P2的气体体积（m3）；Vq2—罐内压力为Ps1的气体体积（m3）；Vq3—罐内压力为Ps2的气体体积（m3）；

平时管道系统如有渗漏等泄压情况，控制稳压水泵不断补水稳压，在Ps1、Ps2(启动一停止)反复运行。一旦有火情，管道系统大量缺水，造成Ps2压力下降[Ps1→P2(P1)]，降至P2(P1)时，发出警报信号，立即自动启动消防泵(或在消防控制室手动启动)，消防泵启动后，稳压泵自动停止，直至消防泵停止运转，手动恢复“设备”的控制功能。

2.“消水规”稳压设备的计算方法

图3 当稳压泵从高位水箱吸水时，稳压泵设计压力的计算

2.1 根据“消水规”，“稳压泵的设计压力应保持系统最不利点处水灭火设施在准工作状态时的静水压力应大于0.15MPa”。即。当稳压泵从高位水箱吸水时（见图3）， 根据“消水规”，“稳压泵的设计压力应保持系统自动启泵压力设置点处的压力在准工作状态时大于系统设置自动启泵压力值，且增加值宜为0.07～0.10 （MPa）。”即(其中为消防水箱最低水位与最不利点消火栓的静高差对应的压力值，MPa)按国标图集15S909《消防给水及消火栓系统技术规范》图示中（页45）稳压泵设计压力的确定，其提示稳压泵启泵压力。进行设计计算。

此时稳压泵停泵压力稳压泵的扬程应以 时，水泵曲线高效区取值。

2.2 当稳压泵从消防水池吸水时（见图4），根据国标图集15S909《消防给水及消火栓系统技术规范》图示中（页46）稳压泵设计压力的确定，其提示稳压泵启泵压力。进行设计计算。

消防泵启泵压力

稳压泵停泵压力

稳压泵的扬程

图4 当稳压泵从消防水池吸水时，稳压泵设计压力的计算

2.3 Ps1和Ps2之间的调节容积Vw，应根据稳压泵启泵次数不大于15次/h计算确定，但有效储水容积不宜小于150 L。稳压泵设计流量按1 L/s考虑。

式中C—安全系数，取l.0～1.3；

—工作水泵的计算流量，m3/h；

n—水泵在1h内启动次数。

计算得

因此按150 L考虑。缓冲水容积为防止水泵误启动，按不小于50 L考虑。

气压水罐总容积

为气压罐体的水容积)

2.4. 当消火栓系统和自动喷水灭火系统采用合用稳压设备时，应综合考虑各消防系统最不利点压力要求计算P1及相关参数。当火灾发生时，气压水罐内压力降至P2，消防水泵应由高位消防水箱出水管上的流量开关，或报警阀压力开关等开关信号应能直接自动启动消防水泵。

或由消防控制中心或消防泵房值班人员根据其发出的启动消防泵报警信号并综合不同消防系统其他信号确定手动进行启动消火栓消防泵或自喷消防泵。

2.5 稳压泵的设计流量。根据“消水规”，“稳压泵的设计流量不应小于消防给水系统管网的正常泄漏量和系统自动启动流量”，“当没有管网泄漏数据时，稳压泵的设计流量宜按消防给水设计流量的1%～3%计，且不宜小于1 L/s”。因而，稳压泵的设计流量按1L/s考虑，能够满足常规消防系统设计流量(<100 L/s)1%～3%要求，同时也能满足常规报警阀压力开关等自动启动流量(15~60 L/min)要求。

参考文献：

[1] 中国建筑标准设计研究院．全国民用建筑工程设计技术措施给水排水(2009)．北京：中国计划出版社，2009

[2] 中国建筑标准设计研究院．《消防给水及消火栓系统技术规范》：图示15S909. 中国计划出版社，2015.10

[3] 98S205消防增压稳压设备选用与安装(隔膜式气压罐)

论文作者:熊利军

论文发表刊物:《基层建设》2016年14期

论文发表时间:2016/10/27

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