稳高压系统

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作为泵特性的流量和压力不再因叶轮固定而固 定,而都有了弹性的空间,尤其由于变频技术实现 的压力恒定而流量按需供给特性,通过改变电气控 制的频率,影响改变泵转速的快慢进而实现恒压变 流量(简称“恒压变频”)。 特点:易于控制压力 恒压变频系统是一种压力控制系统,因此对于 压力调节具有其得天独厚的优势,它对于调节由水
压力相等并维持平衡,当管网泄漏:
稳压装置工作示意图
① 管网和胶囊内水的压力下降,此时压缩空
气的压力大于管网和胶囊内水的压力,故压缩空气
挤压胶囊使其出水以补充管网的泄漏量,同时胶囊
的容积逐渐缩小,压缩空气的容积则相应膨胀而压 力下降,管网和胶囊内水的压力也随之下降; ② 当管网和胶囊内水的压力下降到一个设定 值(如0.7MPa),稳压水泵自动(压力信号联锁)开泵 ,一方面补充管网的泄漏量,另一方面使胶囊充水 ,管网和胶囊内水的压力随之升高,同时压缩空气 的容积相应减小,压力升高;
稳高压消防给水系统设计要点探讨
目 的
1、统一形成对稳高压Leabharlann Baidu防给水系统的认识;
2、从油建和矿建两个方面,区分稳高压消防给水系统的 形式及划分。
3、对比各个高压系统的优劣性,从而体现稳高压消防给 水系统的优势。
旨在解决的问题
本课程除将国家有关规范中涉及稳高压消防 给水系统设计内容集中外,重点旨在想方设法解 决以下两方面的问题: 现有规范内容不详细的(针对化规); 现有规范未涉及、但设计中经常遇到且需要明确 的(针对油规及库规)。
很显然,如果以上述的分类为依据,稳压泵、 稳压罐、消防主泵联合的稳压系统,以及变频控制 的消防主泵(或附属稳压罐、稳压泵)稳压系统(
简称“变频稳压系统”)将无疑归入临时高压给水
系统,而按“建规”8.4.4条,如果上述两个系统
是临时高压消防给水系统,则还必须“设消防水箱
或气压水罐(注:气压水罐与稳压罐的不同在于有
☆ ☆
☆ ☆

注:☆表示完全满足要求;√表示局部满足要求;×表示不能满足要求。
设置稳压设备的系统,配置了气压水罐作为消防用 水的储存罐,能够维持管网的压力不低于设定值(如 0.7MPa),而且补充管网可能出现的不同的泄漏量。《石 油化工企业设计防火规范》(GB50160-92)(1999年版)未 明确稳压设施的具体形式,但《建筑设计防火规范》 (GB50016-2006)和《高层民用建筑设计防火规范》 (GB50045-95)(2001年版)均明确气压水罐作为消防用水 的储存罐,并且说明气压水罐的作用与高位水箱和水塔相 同,三者都能够提供初期火灾的消防用水。
讨论背景
在规模经济的要求下,石油化工企业的工艺装
置,储罐向大型化发展,执行的消防标准同步提
高,如增设了消防水炮,水喷淋等固定式消防设
施,使消防给水系统的流量增加,压力提高。与此
相适应,作为强制性国家标准的《石油化工企业设
计防火规范》GB50160-92(1999年版)第7.3.11 条规定,大型石油化工企业的工艺装置区、罐区 等,应设独立的稳高压给水系统,其压力宜为 0.7~1.2Mpa。
可见在消防灭火时,只要是需启动消防泵的供水系 统(平时管网压力不够或不高时),都只能称为临时高压 消防给水系统。
1988年至1993年修订《高层民用建筑设计防 火规范》时,有关人员对设有稳压装置的消防给水 系统曾提出命名为准高压给水系统的设想,以便与 高压或临时高压给水系统区别,但由于种种原因未 能达成共识。 《建筑设计防火规范》第8.4.4条 设置常高压 给水系统并能保证最不利点消火栓和自动喷水灭火 系统等的水量和水压的建筑物,或设置干式消防竖 管的建筑物,可不设消防水箱。
仅设置稳压水泵而不设置气压水罐,虽然可以起到稳 高压作用,但是在技术上和经济上均存在一定问题。 技术上: 其一,由于管网的泄漏量是变量而且变化 很大,故稳压水泵的流量不能准确地选定,因此稳压水泵 的工作始终不能处于最佳工况。如果选定的流量偏大,难 免造成稳压水泵的超压;如果选定的流量偏小,当管网不 泄漏或者泄漏量较小,同样造成稳压水泵的超压;当管网 泄漏量较大,则失去了稳压的作用。其二,不能提供初期 火灾的消防用水。 经济上:稳压水泵连续工作,能耗高。
设高位水箱的稳高压给水系统
准工作状态的消防用水水压靠高位水箱的设置 标高来保证,高位水箱的设置标高应满足最不利处 灭火设施的水压要求,高位消防水箱配备向水箱进 水的给水泵。但由于高位水箱的供水量远远大于管 网漏失水量,因而一般应推荐设稳压泵和设气压水 罐的稳高压给水系统。
应用恒压变频技术作为稳压设施的 稳高压给水系统
没有10min消防水量的要求,稳压罐通常50L左右
)”,从而造成浪费,因此其合理性值得质疑。
由于这些设计要点规范未明确规定或说明,设 计人员往往各执己见,根据各自的理解和设计经验 进行设计,造成系统的差异很大。这些差异不仅令
建设单位困惑,而且不利于消防主管部门的审查。
经过查阅相关资料,结合我做油库总结的一些浅薄
稳压水泵
流量应不小于管网的泄漏量,可按50m3/h或 更大考虑。扬程应适当小于消防水泵,但不得小于 最不利点的静压。 设置2台,1用1备。型号应一致。
当管网压力下降至设定值则消防水泵自动(压 力信号联锁)开消防主泵,提供消防用水的设计流 量和设计压力。
(3)稳压设备工作原理:气压水罐的胶囊内充
满高压水并与消防给水系统管网连通,罐壁与胶囊
之间则充满了一定量的压缩空气,压缩空气的压力
与胶囊内水的压力相等。当管网无泄漏,管网和胶
囊内水的压力恒定,压缩空气的压力也恒定,两者
泵曲线造成的波动,对于调节在直接从市政管网抽 水时,由市政水压波动而造成的压力波动,甚至在 消防时通过调节某层火灾灭火时的使用水压改善消 防人员的工况等场合提供了一个另外的选择。
稳定 由于恒压变频系统可以不另设稳压泵和气压罐 ,泵、阀门、管道的数量均大大减少,系统相对简 单,从而使故障机会相应减少。当然,这也许会加 大控制电路设计的复杂性。
③ 当管网和胶囊内水的压力升高到另一个设
定值(如1.2MPa),稳压水泵自动(压力信号联锁)停
泵。如此循环往复使管网和胶囊内水的压力维持在
0.7~1.2MPa。 (4)特点:平时管网维持高压,火灾时消防 水泵自动开泵,消防动作及时。虽然稳压水泵流量 小,但由于配置了气压水罐作为消防用水的储存罐 ,因此初期火灾消防水泵开泵之前,系统通过稳压 设备能够提供初期火灾的消防用水。
常高压消防给水系统
(1)组成:不设消防主泵和稳压装置。 (2)工作原理:“火场上不需要使用消防车 或其他移动式水泵等消防设备加压,直接由消火栓 接出水带就可满足水枪出水灭火要求”。高压给水 系统在准工作状态和消防时,消防给水系统的水压 和流量要求都能满足。 (3)特点:不但在准工作状态,而且在消防 全过程,系统都能有效保证消防所需的水压和水量 的要求。
的设计经验,和大家对这些设计要点进行下讨论。
从以下几个方面加以介绍:系统的形式及组 成,系统供水范围划分,设备配置及技术参数确 定,控制方式及联锁要求,管网材质和消防水泵
动力源的选用 ,系统优势
1、高压消防给水系统的形式及组成
按照形式及组成的不同,分为
(1)常高压消防给水系统,
(2)临时高压消防给水系统, (3)稳高压消防给水系统 a、设置稳压水泵的稳高压消防给水系统, b、设置稳压设备的稳高压消防给水系统, c、设高位水箱的稳高压给水系统, d、应用恒压变频技术作为稳压设施的稳高压给水
值则消防水泵自动(压力信号联锁)开泵,提供消防
用水的设计流量和设计压力,同时稳压水泵自动(
压力信号联锁)停泵。
(3)特点:平时管网维持高压,火灾时消防
水泵自动开泵,消防动作及时。但由于稳压水泵流
量小,初期火灾消防水泵开泵之前,系统不提供消
防用水。
设置稳压设备的稳高压消防给水系统
(1)组成:由消防水池(罐),消防水泵,稳压 设备,消防给水系统管网组成。其中,稳压设备包 括稳压水泵,气压水罐,设备自身的配管系统和控 制系统。 (2)系统工作原理:消防给水系统管网独立, 不与生产(或生活)给水管道连通。平时,以稳压设 备维持管网的高压,稳压水泵间断工作。稳压设备 提供初期火灾的消防用水,但不满足设计流量。
所谓稳高压给水系统,即依靠稳压泵的
日常高压来保持和满足消防给水系统内任何 依靠管网压力和稳压给水设备联动消防主泵
供水,使全部消防设备系统投入使用,满足 所需工作压力及流量的一种消防给水系统。
一处消防对象的最不利点工作压力。火灾时,
注:矿建中,《建筑设计防火规范》和《高层民用建 筑设计防火规范》中关于我国消防给水系统按压力区分, 有高压(常高压)给水系统、临时高压给水系统和低压给水 系统3类。对有稳压装置(稳压泵、气压水罐等)的消防给 水系统也按临时高压给水系统处置,技术措施与临时高压 给水系统一样对待。
综合技术经济比较,系统供水范围以消防水 泵扬程不大于规范规定的压力上限1.2MPa,即扬 程不大于120m为划分界线。
3. 设备配置及技术参数确定
消防水池(罐)
消防水池作为可靠水源和稳定消防泵和稳 压泵的进口压力之用。消防泵及稳压不宜直接 从城市管网中抽吸,以免由于城市管网的供水 压力波动影响稳压设备的运行或造成系统超压
系统的形式及组成探讨
以上4种形式的差异和管网平时状态
表1 系统类别 常高压给水系统 稳高压给水系统 (稳压泵) 4类系统消防管网平时状态的比较表 准工作状态 消防水压 ☆ ☆ 消防流量 ☆ 消防时 消防水压 ☆ ☆ 消防流量 ☆ ☆
√提供漏失
稳高压给水系统 (稳压设备) 临时高压给水系统

√提供初期 ×
临时高压消防给水系统
(1)组成:由消防水池(罐),消防水泵,消防 给水系统管网组成。 (2)工作原理:“平时水压不高,在水泵站 (房)内设有高压消防水泵,当接到火警时,高压 消防水泵开动后,使管网内的压力达到高压给水管 道的压力要求”。生产(或生活)给水管道经过止回 阀与消防给水系统管网连通。
平时,管网通过生产(或生活)给水管道充水并
。也避免由于止回阀的失效,高压消防水倒流
至市政管网影响水质。
消防水泵
流量应满足系统供水范围最大消防用水量(设 计流量)。扬程应按环状管网中一条干管发生故障 或检修时,其余干管仍能通过消防用水量至最不利 点所需扬程计算。最不利点应综合考虑消防用水量 ,距离消防水泵最远点,地势或消防对象最高点而 分别进行计算,比较后确定。 设计流量较小,设置2台,1用1备;设计流量 较大,设置3台或3台以上,2台或2台以上工作,1 台备用。型号应一致。
设置临时高压给水系统的建筑物,应设消防水 箱或气压水罐、水塔,并应符合下列要求:
1、应在建筑物的最高部位设置重力自流的消防水箱; 2、室内消防水箱(包括气压水罐、水塔、分区给水系 统的分区水箱),应储存10min的消防用水量。当室内消 防用水量不超过25L/s,经计算水箱消防储水量超过12m3 时,仍可采用12m3;当室内消防用水量超过25L/s,经计 算水箱消防储水量超过18m3时,仍可采用18m3。 3、消防用水与其他用水合并的水箱,应有消防用水不 作他用的技术设施。 4、发生火灾后,由消防水泵供给的消防用水不应进 入消防水箱。
综合技术经济比较,设置稳压设备的系统技 术先进,经济合理。
2. 系统供水范围划分
系统供水范围划分往往为设计人员所忽视。 建设单位为节约占地和工程投资,减少设备数 量及维护检修工作量,普遍期望系统供水范围尽可 能大。但是,系统供水范围太大,导致消防水泵扬 程太高,既提高了管道和阀门的压力等级,也不利 于管网的均衡供水,并且由于设置大量的减压措施 而浪费能源。另外,系统供水范围太大,管网的泄 漏量增加,导致稳压水泵的流量增大,从而增加能 耗。
维持低压。火灾时消防水泵手动(就地,远程)开泵,
提供消防用水的设计流量和设计压力。
(3)特点:平时管网维持低压和少许补充水量
。火灾时消防水泵开泵之前,系统不提供消防用水
,消防动作滞后。
设置稳压水泵的稳高压消防给水系统
(1)组成:由消防水池(罐),消防水泵,稳压 水泵,消防给水系统管网组成。 (2)工作原理:消防给水系统管网独立,不 与生产(或生活)给水管道连通。平时,以流量小, 扬程高的稳压水泵连续工作维持管网的高压。火灾 时随着各消防设施的启用, 管网压力下降至设定
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