16、临时高压消防给水系统应采取防止消防水泵低流量空转过热的技术措施。 　　17、消防水泵吸水管和出水管上应设置压力表，并应符合下列规定： 　　1)消防水泵出水管压力表的最大量程不应低于水泵额定工作压力的2倍，且不应低于1.60MPa； 　　2)消防水泵吸水管宜设置真空表、压力表或真空压力表，压力表的最大量程应根据工程具体情况确定，但不应低于0.70MPa，真空表的最大量程宜为-0.10MPa； 　　3)压力表的直径不应小于100mm，应采用直径不小于6mm的管道与消防水泵进出口管相接，并应设置关断阀门。

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1、消防水泵宜根据可靠性、安装场所、消防水源、消防给水设计流量和扬程等综合因素确定水泵的型式，水泵驱动器宜采用电动机或柴油机直接传动，消防水泵不应采用双电动机或基于柴油机等组成的双动力驱动水泵。

2、消防水泵机组应由水泵、驱动器和专用控制柜等组成；一组消防水泵可由同一消防给水系统的工作泵和备用泵组成。

　　14、当有两路消防供水且允许消防水泵直接吸水时，应符合下列规定： 　　1)每一条市政给水应满足消防给水设计流量和消防时必须保证的其他用水； 　　2)消防时室外给水管网的压力从地面算起不应小于0.10MPa； 　　3)消防水泵扬程应按室外给水管网的最低水压计算，并应以室外给水的水压校核消防水泵的工作工况。

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3、消防水泵生产厂商应提供完整的水泵流量扬程性能曲线，并应标示流量、扬程、气蚀余量、功率和效率等参数。

4、单台消防水泵的最小额定流量不应小于10L/s，最大额定流量不宜大于320L/s。

5、当消防水泵采用离心泵时，泵的型式宜根据流量、扬程、气蚀余量、功率和效率、转速、噪声，以及安装场所的环境要求等因素综合确定。

　　12、消防水泵吸水应符合下列规定： 　　1)消防水泵应采取自灌式吸水； 　　2)消防水泵从市政管网直接抽水时，应在消防水泵出水管上设置减压型倒流防止器； 　　3)当吸水口处无吸水井时，吸水口处应设置旋流防止器。

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6、消防水泵的选择和应用应符合下列规定：

??1)消防水泵的性能应满足消防给水系统所需流量和压力的要求；

??2)消防水泵所配驱动器的功率应满足所选水泵流量扬程性能曲线上任何一点运行所需功率的要求；

??3)当采用电动机驱动的消防水泵时，应选择电动机干式安装的消防水泵；

??4)流量扬程性能曲线应无驼峰、无拐点的光滑曲线，零流量时的压力不应超过设计压力的140%，且不宜小于设计额定压力的120%；

??5)当出流量为设计流量的150%时，其出口压力不应低于设计压力的65%；

??6)泵轴的密封方式和材料应满足消防水泵在低流量时运转的要求；

??7)消防给水同一泵组的消防水泵型号宜一致，且工作泵不宜超过3台；

??8)多台消防水泵并联时，应校核流量叠加对消防水泵出口压力的影响。

　　14、当有两路消防供水且允许消防水泵直接吸水时，应符合下列规定： 　　1)每一条市政给水应满足消防给水设计流量和消防时必须保证的其他用水； 　　2)消防时室外给水管网的压力从地面算起不应小于0.10MPa； 　　3)消防水泵扬程应按室外给水管网的最低水压计算，并应以室外给水的水压校核消防水泵的工作工况。

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7、消防水泵的主要材质应符合下列规定：

??1)水泵外壳宜为球墨铸铁；

??2)叶轮宜为青铜或不锈钢。

??8、当采用柴油机消防水泵时应符合下列规定：

??1)柴油机消防水泵应采用压缩式点火型柴油机；

??2)柴油机的额定功率应校核海拔高度和环境温度对柴油机功率的影响；

??3)柴油机消防水泵应具备连续工作的性能，试验运行时间不应小于24h；

??4)柴油机消防水泵的蓄电池应保证消防水泵随时自动启泵的要求；

??5)柴油机消防水泵的供油箱应根据火灾延续时间确定，且油箱最小有效容积应按1.5L/kW配置，柴油机消防水泵油箱内储存的燃料不应小于50%的储量。

　　12、消防水泵吸水应符合下列规定： 　　1)消防水泵应采取自灌式吸水； 　　2)消防水泵从市政管网直接抽水时，应在消防水泵出水管上设置减压型倒流防止器； 　　3)当吸水口处无吸水井时，吸水口处应设置旋流防止器。

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给水排水 Vol. 41 No. 9 浅议室内消火栓系统中的压力开关与流量开关陈 新 宇(华东建筑设计研究院有限公司现代都市建筑设计院,上海 200070)摘要 简要介绍了压力开关、流量开关的工作原理及产品分类;阐述了初期火灾高位消防水箱独立供水及高位消防水箱、稳压泵联合供水的室内消火栓系统压力开关设定压力的计算方法;分析了室内消火栓系统不同消防设施配置条件下初期火灾最小消防流量及流量开关设定流量的取值要求;对于增设消防软管卷盘的室内消火栓系统,提出采用水枪喷嘴? )对于室内消火栓系统的控制,提出“消防水泵出水干管上设置的压力开关、高位消防水箱出水管上设置的流量开关等开关信号应能直接自动启动消防水泵”的要求[ 1] ,用可靠性较高的压力开关、流量开关的开关信号启动消防泵的控制方式,替代以往采用的可能误操作、投资多的消防按钮的控制方式。对于室内消火栓系统宜优先采用压力开关的自动启动方式,在20世纪90年代曾有过报导[ 2] 。对于压力开关的选用, “水消规”给出了相关的条文解释, “压力开关一般可采用电接点压力表、压力传感器等” ,不过压力开关并不是电接点压力表、压力传感器的统称,电接点压力表与压力传感器有所区别;对于流量开关, “水消规”没有规定其发出自动启动开关信号的最小及最大流量,仅规定“应能在管道流速为0. 1 m/ s~ 10 m/ s时可靠启动。 ”本文对压力开关、流量开关的工作原理、产品分类作简要介绍,主要就初期火灾室内消火栓系统的系统压力及最小消防流量的计算,来说明在工程设110 给水排水 Vol. 41 No. 9 2015计中如何确定压力开关的设定压力及流量开关的设定流量。1 压力开关1. 1 压力开关的分类及工作原理压力开关是一种简单地将系统的压力信号转换成电信号的压力控制装置[ 3] ,室内消火栓系统中压力开关的主要功能是将检测量与设定值相比较,在设定点输出开关信号,进行报警及联锁启动消防泵,主要有机械式和电子式两大类。机械式压力开关采用纯机械形变导致开关元件动作。当压力增加时,传感压力元器件产生形变,通过栏杆、弹簧等机械结构,最终启动开关元件,使电信号输出。电子式压力开关采用内置的由压敏元件和转换电路组成的压力传感器,利用被测介质的压力作用在压敏元件上产生一个微小变化的电流或电压输出,通过高精度仪表放大器放大压力信号,由高速微控制单元采集并处理数据,在上、下限压力控制点输出电信号。“水消规”中关于压力开关的条文解释所提到的压力传感器是一种电子式压力开关,与机械式压力开关相比,电子式压力开关响应快、精度高、稳定可靠。1. 电接点压力表电接点压力表指示压力的指针和设定压力上、下限的设定针上分别安装有触头,通过指针上的触头与压力上、下限设定针上的触头的断开或闭合,使控制电路得以通断,以达到自动控制或报警的目的。电接点压力表通常不能直接用在工作电路上,只能通过继电器类元件,间接控制工作电路,而压力开关可以通过单触点或双触点的开关信号来直接启动消防泵;电接点压力表大多数未按消防产品的要求通过相应的消防检测,其安全可靠性不及压力开关[ 4] 。1. 3 压力开关的设定压力室内消火栓系统通常采用常高压系统或设置用于初期火灾的高位消防水箱的临时高压系统;对于临时高压系统,根据高位消防水箱的设置高度,可分为高位消防水箱的最低水位满足最不利点处消火栓栓口静水压力的独立供水系统(以下简称“独立供水系统” )及在不能满足前述条件下的高位消防水箱与稳压泵相结合的联合供水系统(以下简称“联合供水系统” ) ,对应的系统示意见图1。示意图中,按照“水消规”的要求,压力开关设置在消防泵的供水主干管上,流量开关设置于高位消防水箱的出水总管上。图1 供水系统示意常高压系统内无消防泵,不需要配置压力开关。对于图1a独立供水系统,高位消防水箱补水管的管径不小于DN32,在通常使用的1 m/ s的设计流速条件下,其供水能力为1 L/ s,基本满足系统泄漏量的要求,高位消防水箱内满足其规定的最小有效容量的水位基本是不变的。因初期火灾消防用水量的需要,其水位必然下降,系统内消防泵出水干管上压力开关设置点处的压力相应地下降; “水消规”规定,不同的建筑条件下,最不利点处消火栓栓口的动压不应小于0. 25 M Pa或0. 35 M Pa[ 1] ,在高位消防水箱供水的情况下,栓口的动压不能满足规范的要求,需要启动消防泵,因此高位消防水箱满水时系统内压力开关设置点处的压力H 1可作为消防泵是否需要自动启动的设定压力。为避免非消防条件下,高位消防水箱满水位的正常波动引起压力开关设置点处压力的变化,造成消防泵的误启动,需在高位消防水箱满足其规定的最小有效容量的基础上增设必要的波动水位H 2 ,非消防时压力开关设置处的压力介于H 1与( H 1 + H 2 )之间。对于图1b联合供水系统,压力开关设定压力主要依据“稳压泵的设计压力应保持系统最不利点处给水排水 Vol. 41 No. 9 水灭火设施在准工作状态时的静水压力应大于0. 15 M Pa”的要求来确定。联合供水系统最不利点处消火栓栓口的静水压力应大于0. 15 M Pa,如稳压泵不能维持其最小压力,说明系统的出水量已超过稳压泵的设计流量,需要启动消防泵来供水,那么可以将最不利点处消火栓栓口0. 15 M Pa的静水压力作为整个系统是稳压泵工作还是消防泵工作的临界压力,消防泵出水干管上压力开关设置点所对应的压力通过两者的几何高差H确定为( H + 0. 15)M Pa,此压力为设定压力的最小值。在工程设计中,当最不利点处消火栓栓口的设计静水压力增加时,此设定压力应相应增加。2 流量开关2. 1 流量开关的定义、作用及常用种类流量开关是由流速传感器和开关元件构成的电器,当介质(流动介质)流速(根据其增加或减少)达到预设值时改变输出信号[ 5] 。流速传感器用于检测介质的流速,通过流速、管径可以确定流量;开关元件用于导通开关电路的电流。室内消火栓系统中流量开关的主要功能是将检测量与设定值相比较,在设定点输出开关信号,进行报警及联锁启动消防泵。对于介质为清水的消火栓系统,主要可选用差压式流量开关、数字靶式流量开关及电磁流量开关[ 6, 7] 。2. 2 流量开关的设定流量2. 2. 1 初期火灾最小消防流量流量开关发出开关信号的设定流量应首先满足初期火灾最小消防流量的使用要求。按照室内消火栓系统灭火设备的不同配置要求,消防时首先使用的是消火栓或消防软管卷盘,对应的初期火灾的最小消防流量为最不利点处消火栓栓口所配置的当量喷嘴? 19水枪的流量或工程设计中最不利点处消防软管卷盘所配置的当量喷嘴不小于? 6、通常为?6或? 9水枪的流量[ 4] ,不同水枪的流量均可以采用式( 10 ( 3)式中Az— — —水带阻力系数,公称直径65 mm的内衬里水带, Az= 0. 007 12;Ld— — —水带长度,按25 m计算。“水消规”要求,独立供水系统高位消防水箱的最低有效水位对于最不利点处消火栓栓口及消防软管卷盘水枪喷嘴处的静压力,按照不同的建筑分类,其最小值可分别取为0. 07 M Pa、 0. 1 M Pa、 0. 15M Pa;联合供水系统的最小值应大于0. 15 M Pa。由这些数据,利用式( 1) ~式( 3) ,可分别计算2种系统的初期火灾最小消防流量,计算结果见表1、表2。为简便计算,独立供水系统的静水压力不考虑高位消防水箱的有效水位高度,联合供水系统的静水压力按0. 15 M Pa计算。表1 独立供水系统初期火灾最小消防流量最不利点处静压/ kPa消火栓栓口? 19水枪的流量/ L/ s150 4. 00 0. 49 1. 092. 2. 2 系统正常泄漏量室内消火栓系统在日常的使用过程中,系统正常泄漏量与系统使用时间的长短、维护状况的优劣、系统内压力的变化、管网规模的大小、管道的材质与接口形式等因素有关,其值较难计算;为了能够确定与之相关的消防系统稳压泵的流量, “水消规”给出了112 给水排水 Vol. 41 No. 9 2015系统正常泄漏量上、下限的计算方法, 流量开关的设定流量在室内消火栓系统的使用过程中,系统正常泄漏量是与使用时间、管道内压力大小等因素相关的一个变量,任何时刻流量开关的设定流量应满足大于系统正常泄漏量且小于初期火灾最小消防流量的要求,不能采用系统初期火灾最小消防流量与系统正常泄漏量的累加值。在“水消规”所规定的不同分类建筑最不利点消火栓栓口最小静压及正常泄漏量取为1 L/ s的条件下,从表1、表2的数据中可以看出,对于仅设置消火栓的独立或联合供水系统,初期火灾最小消防流量大于正常泄漏量,设定流量只要介于两者之间,就能满足系统维持正常泄漏量及自动启动的需要;对于增设消防软管卷盘的系统来说,系统正常泄漏量与初期火灾最小消防流量相比存在不确定性,如果初期火灾最小消防流量小于正常泄漏量,流量开关的设定流量就较难确定。以正常泄漏量来确定,使用消防软管卷盘时不能自动启动消防泵,系统的动压不能达到“水消规”的要求,不利于提高消防软管卷盘自救的使用效果,延误灭火时间,如消防软管卷盘? 6喷嘴的水枪在0. 07 M Pa的静压条件下,计算其流量为0. 33 L/ s;以此流量来启动,不能满足系统正常泄漏量的需要,造成消防泵频繁启动和误报警;在各种设置条件中,仅? 9喷嘴的水枪在0. 15M Pa静压条件下的初期火灾最小消防流量大于1L/ s,能避免上述的不利工况;根据式( 1)及表1、表2的计算数据,与其他设置条件相比,主要是初期火灾最小消防流量与消防软管卷盘所配置的水枪喷嘴直径及水枪喷嘴处的压力有关。笔者认为,在工程设计中对于增设消防软管卷盘的消火栓系统,可以通过增加最不利点栓口静压、采用直径较大的? 9喷嘴水枪来实现系统的初期火灾最小消防流量大于系统正常泄漏量,便于流量开关启动流量的设定。实际工程设计中,对于满足最不利点最小静压条件70kPa的独立供水系统,在采用? 9喷嘴水枪的条件下,如不能抬高高位消防水箱的高度,可采取设置稳压泵来增大最不利点处栓口压力的措施。3 结语( 1)室内消火栓系统消防泵出水干管上压力开关的设定压力应根据不同的消火栓系统来确定。( 2)室内消火栓系统初期火灾最小消防流量与系统内最不利点处灭火设施的静压力及使用的灭火设施的种类有关;系统流量开关的设定流量应依据系统初期火灾最小消防流量及系统正常泄漏量来确定。( 3)仅设置消火栓的独立供水及联合供水系统中流量开关的设定流量应介于系统的正常泄漏量与初期火灾最小消防流量之间。( 4)对于增设消防软管卷盘的独立供水及联合供水系统,可以通过采用水枪喷嘴? 9的消防软管卷盘、增加最不利点处栓口的静压等措施来增大系统初期火灾最小消防流量,便于系统流量开关流量的设定。参考文献1 GB 5消防给水及消火栓系统技术规范2 曾卓田.消防水泵自动启动的设计.消防技术与产品信息, 1998,( 4) : 14~ 203 GB 06自动喷水灭火系统第10部分:压力开关4 DGJ 08- 94- 2007民用建筑水灭火系统设计规程5 GB/ T 113/ IEC 6: 2006低压开关设备和控制设备第5- 9部分:控制电路电器和开关元件流量开关6 重庆市计量质量检测研究院.各种流量计选型的原则和方法, 20117 中国建筑设计研究院.建筑给水排水设计手册(上册) .第2版.北京:中国建筑工业出版社, 8

摘要：通过对造成稳压泵频繁启停现象原因的调查分析，详细阐述了改进系统设计配置组件和改进稳压泵自动控制电路两种主要的稳压泵频繁启停现象的改进措施。

　　关键词：稳压泵，频繁启停，自动控制电路，工程设计 1 引言

　　在临时高压消防给水系统中，为了满足在火灾发生的初期消防主泵不能及时向系统供给灭火所需的水量和水压之前，系统能自动地向火场提供扑灭火灾初期所需的水量和水压，系统需要设置增压稳压设施。常用的增压稳压设施有高位水箱、稳压泵、气压给水装置等。其中稳压泵不可以单独设置。通常都是这几种设施组合使用；有稳压泵、高位水箱组合上置式稳压系统，稳压泵、气压罐及高位水箱组合上置式稳压系统，稳压泵和气压罐设置在消防泵房的下置式稳压系统等多种组合方式。因上置式稳压系统配用稳压泵的扬程低，配用气压罐最大工作压力小，有利于节省工程投资及系统投入使用后的运行费用，应用最为广泛。正因为稳压泵在工程中应用较多，在系统建成后运行中出现的问题也较多。本文通过对上置式稳压系统中稳压泵经常出现的频繁启停现象进行分析，并提出两种解决此问题的改进措施。

　　2 稳压泵频繁启停现象改进措施分析

　　2.1 稳压泵频繁启停现象
在带有稳压泵的上置式稳压系统中，通常稳压泵受控于设置在系统管道上的压力检测装置，并自动启动停止。稳压泵在系统中的工作过程是当系统管道中的压力低于稳压泵稳压压力下限值时，稳压泵启动对系统管道进行补水稳压；当系统管道中压力高于稳压泵稳压压力上限值时，稳压泵停止运行。稳压泵在稳压上下限压力值之间周而复始的工作。在许多工程中，稳压泵经常会出现在系统管道压力低于稳压下限压力值时启动后，没隔几秒就停止，然后又重新启动，直至系统管道中的压力达到稳压压力上限值，才最后停止这一工作过程。也即出现稳压泵的频繁启停现象。
2.2 造成稳压泵频繁启停现象原因分析
经过在一些比较典型的工程中调查分析，得出造成稳压泵频繁启停现象懂的几个方面原因：
一、造成稳压泵频繁启停现象的最主要原因是稳压泵启动后，因系统只是轻微泄漏泄压情况，系统管道还是带有压力水的有约束界限的密闭管道，压力检测装置所在的测量点处的压能不能马上传递出去，造成局部压力快速升高，达到稳压泵的稳压上限压力，压力检测装置即控制水泵停止运转。到稳压泵停止运转时这段时间测量点处的局部压能已经传递出去，整个系统管网压力稍微增加，但管网的压力仍然低于稳压泵的稳压压力下限值。稳压泵在压力检测装置的控制下旋即又启动运转。然后又因局部压力快速升高压能不能马上传递出去而停止运转，如此反复即造成了稳压泵频繁启停现象。
二、工程中控制稳压泵启停的压力检测装置常采用弹簧管电接点压力表。一般采用的测量精度为1.5级的，也就是说在测量点的真实压力为100mH2O时，压力表显示测量点压力98.5~101.5mH2O之间都是正确的，也即误差有1.5mH2O的示值误差。有些工程电接点压力表的量程选用不当，造成测量示值误差增大，安装又不正确，造成压力表控制失灵。
三、在一些配置了气压罐组成的消防气压给水设备的工程中，出现稳压泵频繁启停现象的频繁程度比未配置气压罐的工程有所减弱。但也会出现稳压泵频繁启停现象。
2.3 稳压泵频繁启停现象改进措施分析
2.3.1 改进系统设计配置组件
2.3.1.1提高压力检测装置的可靠性
安装在系统管道上的控制稳压泵启停的压力检测装置宜采用两个压力开关或双行程压力开关较为可靠。为了调整压力开关的启停压力应在压力开关附近的管道上安装一只精度不低于1.5级的弹簧管压力表。
若采用弹簧管电接点压力表，要注意电接点压力表的量程选用。选用压力表时其测量上限应高于最高工作压力的1/3，留有余量，以保证压力表正常、持久的工作；而且最高工作压力也不应低于表盘量程的1/3，因为工作压力在表盘1/3量程以内工作时，精度低。当被测的最高工作压力在表盘量程的1/3~2/3内工作时，精确度高，且能耐受压力的波动，可延长使用寿命。
工程中消防给水系统配置的通常是隔膜式气压罐。隔膜式气压罐的设计原理即是应用波义耳--马略特定律：一定质量的气体在温度不变时，它的体积与它的压强的乘积是一个常数。利用水压缩性极小的性质，用外力将水储存在罐内，气体受到压缩压力升高，当外力消失气体膨胀可将水排出。
消防气压给水设备运行原理是利用气压罐所设定的P1、P2、Ps1、Ps2运行压力控制稳压泵的运行工况，达到增压和稳压的功能。P1为最不利点消防设备所需压力，P2为消防泵启动压力，Ps1为稳压泵启泵压力，Ps2为稳压泵停泵压力。P1是经计算求得消火栓系统或自动喷水灭火系统中最不利点消防设备所需消防压力，作为气压罐的充气压力。根据工程设计参数所选定的气压罐规格及工作压力比αb值确定P2，并设定Ps1=P2+（0.02~0.03MPa），Ps2=Ps1+（0.05~0.06MPa）。平时系统管道如有渗漏等泄压情况，控制装置控制稳压泵启动不断向系统补水稳压。在这个过程中稳压泵不但要向系统管网供水，还要向气压罐供水。当管网用水量小于稳压泵的供水量时，稳压泵的出水量中的一部分进入管网，另一部分则进入气压罐，使气压罐内的气体被压缩，气压罐压力升高，当达到Ps2，控制装置令稳压泵停止运转。这时，气压罐隔膜气囊在气压作用下，向系统供水，系统给水压力仍能保持在设定的幅度内；当气压罐内压力降至Ps1时，控制装置又令稳压泵启动，如此反复运行。一旦有火情，系统管道大量缺水，造成Ps1压力下降，降至P2时，发出报警信号，启动消防泵进行灭火。
从以上消防气压给水设备的运行原理就可以分析出为什么配置了气压罐的工程会比未配置气压罐的工程稳压泵频繁启停现象有所减弱。气压罐实际上就想当于一个储能装置，当稳压泵启动时，局部积聚的压能会有一部分以向气压罐供水储能的方式消耗掉。因此才能减弱稳压泵的频繁启停。