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類型分類：: 科普知識

數據分類：: 單相導軌開關電源

電氣專業如何實現穩壓泵運行狀態監控？

發布日期：2022-07-16 點擊率：155

1、什么是穩壓泵？穩壓泵有什么作用？
在消防給水系統中，濕式消火栓系統或者濕式自動滅火系統都是利用消防管道的靜水壓力變化來實現自動控制的。而要保證消防管道的基礎靜水壓力，一般可以利用高位消防水箱與最不利壓力處的高差來實現。而實際項目中，很難有足夠的高差來設置高位消防水箱。這時，我們的主角-穩壓泵，就隆重出場。它和氣壓罐配合，對消防管網進行壓力調節工作，保證管道充滿介質，并且具有一定的靜水壓力。如下圖：
消防管網中配置的穩壓泵

2、穩壓泵工作原理
穩壓泵通過幾個壓力控制點與壓力繼電器相連接，實現自動控制功能。實際運行中，由于各種原因，穩壓泵如果經常頻繁啟動，不但泵容易損壞，而且對整個管網系統不利，因此，穩壓泵經常與小型氣壓罐配合使用。

氣壓罐壓力控制點分布示意圖

在氣壓罐內通常有P1，P2，PS1，PS2,四個壓力控制點，P1為氣壓罐的最小工作壓力，P2為水泵啟動壓力，PS1為穩壓泵啟動壓力。當罐內壓力為PS2時，消防給水管網處于較高工作壓力狀態，穩壓泵和消防水泵處于停止狀態；隨著管網滲漏或者其他原因引起的泄壓，當罐內壓力從PS2降至PS1時，便自動啟動穩壓泵，向氣壓罐補水，直到罐內壓力增加至PS2時，穩壓泵停止工作。若建筑發生火災，隨著滅火設備出水，氣壓罐內儲水量減少，壓力下降，當壓力從PS2降至PS1時，穩壓泵啟動，但是穩壓泵流量較小，氣壓罐內的水持續減少，罐內壓力繼續下降至P2時，消防水泵啟動并向管網供水，穩壓泵停止工作，消防增壓穩壓工作完成。

穩壓泵工作流程

3、消防穩壓泵屬于消防設備嗎？
《消防給水及消火栓系統技術規范》第5.1.6條中明確“消防水泵的性能應滿足消防給水系統所需流量和壓力的要求”，可以得出作為消防水泵的兩個必要條件是流量和揚程。這在日常生活中也能得到印證，假設你手里拿著一個出水軟管，用手壓緊出水口，水柱的噴射距離就能較遠，但是水量較小。反之，手放松一些，出水口變大，水柱的水量也變大，但是噴射距離變短，水柱到達不了火堆。

因此，只有同時滿足流量和揚程的情況下，水柱才能完成滅火工作。

那么穩壓泵的流量和揚程滿足消防水泵的必要條件嗎？

《消防給水及消火栓系統技術規范》第5.3.2條明確“穩壓泵的設計流量宜按消防給水設計流量的1％～3％計，且不宜小于1L/s”，由此看出，穩壓泵的流量遠不能達到消防給水滅火時所需的流量。

結合穩壓泵的工作原理上，我們可以看出，穩壓泵是批著消防設備的外衣，核心工作內容是日常時候維持消防管網的靜水壓力。火災狀態下，應該盡早停止使用，讓管網壓力盡快下降，從而自動啟動消防水泵。因此，穩壓泵屬于火災狀態下不工作的日常輔助型消防設備。

4、消防負荷等級為一級或二級時，是否考慮雙電源？
對于這個問題，我們需要先論一下消防穩壓泵和消防主泵的理論工作時間。很明顯，消防水泵的工作時間是整個火災持續時間。而穩壓泵呢？

早期給排水專業要求穩壓泵能滿足火災初期10分鐘的使用時間。10分鐘是考慮到消防人員十分鐘內趕到火災場所所需的時間。當時消防水池的設置不那么廣泛，需要消防穩壓泵當成消防水泵來使用，支撐到消防人員的到來。但現行給排水規范已經沒有這個概念了。根據消防給水的工作原理，滅火工作主要由消防水池和消防水泵來實現。同時，《消防給水及消火栓系統技術規范》第11.0.12條“消機械應急啟動時，應確保消防水泵在報警后5.0min內正常工作”，證明了穩壓泵不需要在火災初期使用10分鐘了。根據消防水泵的啟動時間及機械應急時的人員行動時間，按時間軸圖分析，穩壓泵的火災工作時間估計在3分鐘以內。

在一個最極端的情況下，在火災初期時穩壓泵不工作了，會影響消火栓的出水和消防水泵的啟動嗎？顯然，是不會的。

因此，按當前給排水設計規范，在有消防水池和消防水泵的情況下，穩壓泵是可以按平時負荷供電，不需要考慮雙電源供電。

5、穩壓泵的運行狀態是指什么？
《消防給水及消火栓系統技術規范》第5.3.4條規定，穩壓泵不應頻繁啟動，啟泵次數不大于15次/h。第11.0.7條規定，消防控制柜或控制盤應能顯示消防水泵和穩壓泵的運行狀態。

《火災自動報警系統設計規范》GB 50116-2013第4.2條規定，自動噴水滅火系統的聯動控制設計中：水流指示器、信號閥、壓力開關、噴淋消防泵的啟動和停止的動作信號應反饋至消防聯動控制器。第4.3.3條規定：消火栓泵的動作信號應反饋至消防聯動控制器。

可以看出，《火災自動報警系統設計規范》并未對消防穩壓泵動作信號反饋進行明文規定，火規并不認為穩壓泵屬于消防聯動的范圍，不需要監視其在火災情況下運行狀態。而給排水設計規范又明確需要對穩壓的運行狀態進行監視。

結合穩壓泵與氣壓罐的工作原理，在火災過程中，對穩壓泵的啟動與停止狀態進行監視的現實意義不大。應當更傾向于去監視穩壓泵的日常運行次數。通過監視運行次數，可以幫助消防管理人員知曉消防管網的滲漏情況，從而保證消防給水系統的穩定。

6、穩壓泵的運行狀態如何監視？
根據穩壓泵配電箱系統圖，我們進行統計分析，消防穩壓系統運行狀態表如下：

消防穩壓系統運行狀態表：

根據上表，個人覺得至少有2種實現方案。

方案1：如下圖，分別將主泵和備用泵的啟動控制電路中的接觸器的一個常開觸點，作為多功能計數器的輸入，通過與內部集成控制電腦進行邏輯判斷，大于規范規定的頻率(15次/h)時，報警信息通知至消控管理人員。該方案系統簡單，易實現。
消防穩壓系統設計方案1

方案2：利用電流表采集電流數據，傳輸至能耗監控系統或者建筑BA系統，根據采集到的的電流數據，利用軟件程序進行邏輯判斷，實現對穩壓泵啟動頻率的報警功能。
消防穩壓系統設計方案2

結語
消防穩壓泵對于電氣設計人員來說，既熟悉也陌生。遇到多個建筑單體組成的建筑群共用一套消防給水系統時，常常為了一個設置偏遠且用電負荷3kw左右的消防穩壓泵，不得不拉一段很長的消防雙電源配電線路。浪費資源不說，也很少對其進行正確的監管。剖析其原理后，在目前取消消防巡檢系統的情況下，穩壓泵的運行狀態能很直管反饋消防給水系統的日常運行狀態，應該引起相關設計人員的足夠重視。限于個人水平，本文恐難以避免思維瑕疵之處，但期待能起到一些拋磚引玉的作用，歡迎同行批評指正。
作者：何俊輝(華僑大學建筑設計院)

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