消防稳压泵主参数和型号选择的考虑

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1、消防稳压泵主参数和型号选择的考虑公安部天津消彷科研所郑观雄1994-2010 China Academic Journo Efcctronic Publishing House. All rights reserved, hnpwvx 1994-2010 China Academic Journo Efcctronic Publishing House. All rights reserved, hnpwvx 1异军突起的消防稳压泵供水，系统城市消防给水系统主要指室内消火栓系 统和自动喷水灭火系统。前者的设计依据是 国家标准GBJ1688（建筑设计防火规范和 GBJ4582高层民用建筑设计防火

2、规范; 后者的设计，除考虑上述两个规范的有关条 款外，主要依据国家标准GBJ8485自动喷 水灭火系统设计规范。消火栓和自动喷水灭 火奈统平时（备用状杰，又称伺应工作状态） 充以符合要求的压力水，以“保证室内最不利 点消火栓和自动喷水灭火系统的水量和水 压。”扑救初起的火灾或抑制火灾的蔓延，延 长人员逃生的时间，减少伤亡和财产损失；为 消防主泵启动洪水贏猖宅贵的时间.规范规 定这个过程不得超过lOmig众所周知，在充 压系统中，管网内的压力随楼层的升高而降 低。通常情况下，离消防泵最高最远处为系统 的最不利点,所谓最不利点，就是压力最低的 部位。压力低，流出的水量就少。以dgl5洒 水喷头为例

3、，最不利点的工作压力为9.8X 104Pa,喷头的出水堆为8OL/min。而当喷头 工作压力为4.9X104Pa,岀水最仅为57L/ mino最不利点消火栓的出水量按建筑物的 危险等级不同，分别具有7m. 10m.和15m 充实水柱。传统的增压装置,在我国是几十年一贯 制的高位屋顶水箱。屋顶水箱稳压效果平稳, 补压及时，节电节能。在搂层竝度鉉低的建 筑中不吿齿校佳选择，但在越誓越名的高 消防科技95（3） 层，超高层建筑中，高位水箱成了 建筑设计师的沉重包袱。高位屋顶水箱的致 命处是,借助水箱高出屋顶的高度1020m 获取建筑物最不利点的消防水压，从建筑的 整体上，破坏了建筑立面的布局，影响T

4、建筑 物的莫观。在现代大型建筑物中，高位屋顶水 箱往往消防、生活（或生产）共用，水箱的容积 较大，如深圳国际贸易中心大厦屋顶水箱为 100m3; T州白天鹅宾馆16层中区水箱 240m3,32层（屋顶）水箱324m3f美国芝加哥 西艾斯大厦（世界最高建筑442m,其屋顶水 箱达100,000加仑（合380m，）。要支撑如此 庞大的屋顶水箱，必须加固基础和梁柱的承 载能力，增加整个建筑物的总造价。而且对抗 震要求带来不利影响。据统计，截至1994年 底.科国100m M卜詔高處建鎖己招冷100 座。要保持消防给水系统在备用工作状态下 必需的压力，在高位屋顶水箱基础上,增加一 套加压泵，以解决高位

5、屋顶水箱高岀屋顶的 超高问题。这里所用的加压泵，有管道泵，施 涡泵或多级小型离心泵，即采用普通的现成 工业泵，补足高位水箱不足的压头。加压泵可 以放在地面，也可以放置屋顶。加压泵放置屋 顶，进口水源来自高位水箱，水泵出口扬程对 消火枠系统有就足骼了。而对自动喷水 灭火系统水專扬稈710m就翰.闵此水 泵功来杭小但缺点晶不便干H常保养维护。 加压泵放置地面水泵讲口圧力与金筑物筹 高（即来白屋怖水箱）经加乐東增加所需的 压头，水泵的功率要大得多。好处是便于平时 维护。虽然高位屋顶水箱与加压泵串联方式, 35 工程上有不少实例。从总体上评价，高位屋顶 水箱与加压泵串联增压方式解决了建筑物的 立面和建

6、筑美观问题。但仍未跳出高位屋顶 水箱的模式造价与真正的稳压泵系统比，偏 高很多。这种串联增压方式的采用，我认为是 过渡性的。当设计人员无法选购理想的消防 稳压泵时，只好权宜用之。这几年，陆续岀现气压罐增压装置，调频 恒压给水设备和逐渐完善的稳压泵装置，这 三种增压装置有个共同点，均摒弃了高位屋 顶水箱，设备均在地面放置。气压罐增压设备 保留了扑救初起火灾的lOmin储水量。实际 上是把高位屋顶水箱搬到地面上来。高位水 箱是敞口器,气压罐则是压力容器，压力容器 随工作压力的容积增加,成本直线上升。以供 lOmin消火栓的净水量就达10X60X6.5 = 3900(1)容器的容积不小于5m30若最

7、高工作 压力P2为l6MPa,单容器的造价在3万元 以上。再加上空压机，各种安全阀,控制柜，经 费可观。气压罐的最低工作压力珂必须确保 系统最不利点的工作压力，最高工作压力P2 与罐内调节的水最有关 P,越大，渗漏矣越 严重。气压镰增压设备平时以较高的工作压 力P2运行，对消火栓系统影响不易被人察 觉。然而对湿式自动喷水灭火系统，气压罐的 两个工作压力P】、P2 高一低，无法保证湿 式报警阀进口侧的正常恒定的工作压力 在P2的作用下,系统最不利点的压力也随之 偏离原设计设定值。这个缺陷,过去对它的负 面效应确实是低估了。调频恒压给水设备与消防稳压泵在作用 原理上很近似。通过变频泵或消防稳压泵保

8、 持消防管网的设计压力，当管网渗漏等原固一 引起压力降低，通过压力传感器的作用，前者 调节电机的频率，根高出水最的乐力后者耗 动消防稍压泵补水补压.当管网压力达到规 定值后，消防稳乐泵在圧力传感器的住甲下 自动停泵.而调频恒压系统,水泵始终在工 36 作。尤其消防生活共用系统，水泵的日平均效 率很低，耗电严重。一般都在7. 5kW以上。而 一台设计优良的消防稳压泵，扬程80100m 电机功率才1.5kW。为达到维持设计压力 P】，消防稳压泵日耗电量仅及调频恒压设备 的*牯消防管网工作压力越高,消防稳 压泵越显峥蝶。而一旦发生火灾，稳压泵或调频泵的流 量不足以补偿喷头或消防水枪的出水量，系 统压

9、力迅速下降。当压力下降到消防主泵的 启动压力，止力传感器送出的信号，自动启动 消防主泵向火场供水。调频恒压给水设备效 率低,耗損电能大外，调频恒压给水设备价格 高昂，少则78万元，多则20元。消防稳压 泵几千元就够.调频恒压给水设备的心脏一 变频器，国产品K过关,进口质量亦无绝对把 握，损坏后难予更替;电路复杂普通电工不会 修理；日常维护要求高;工作环境要求苛刻。 这些致命的弱点，必然削弱调频恒压给水设 备的推广应用。消防稳压泵在各种增压装置中以自己经 济、高效、安全可靠、节能节电,维护方便脱颖 而出。七十年代,美国已率先采用稳压泵作为 消防给水系统的增压设备。2消防稳压泵主参数的选择消防稳压

10、泵的最大特点是,小流量，高扬 程。因此,很自然是一种小功率的多级水泵。 在人们几乎众口一词肯定消防稳压泵的同 时，发现无法向前跨越一步。前几年，我国没 有生产适于消防稳压的水泵。流倉2n?/h以 下，扬程34m以下的工业水泵可以找到。流 量2m7h以下,扬程达60m的水泵，不是凤 毛麟角的问题，而是没有；流量2m3/h以下， 扬程H = 100m的，更是空白，尽管几年前， 三个设计规范，已明文规定，使用稳压泵的临 消防科技95(3)时髙压消防系统，可以不设消防水箱。由于增 压设备落后于消防技术的要求，三个国家标 准的要求一时难以兑现。消防稳压泵两个主要参数,一是流量Q， 一是扬程H,特别是扬程

11、H的变化幅度较 大，过去受水泵扬程的限制，三、四十米就要 迸行分区。美国70年代消防给水的分区线大 约是84m,而今天，300400m的高楼大厦， 消防给水系统亦可不分区。设计人员根据建 筑物髙度的要求，定出一个小流量(如Q = 2n?/h),和较高扬程(如H = 80m)是很方便 的。摘出这种消防稳压泵就要费大力气了。扬 程80m,需10级泵，扬程100m,需12级泵。 显然，定消防稳压泵的扬程达到150m或更 高，目前有很大的困难，是技术，二是投资。 从消防给水工作原理可知,工作一段时间(如 一个月)的消防系统,其渗漏最是有限的。稳 压泵的流量Q无须大，流量与耗电最是等比 例递增的。右人主

12、张，消防稳压泵的流量Q 取lL/s,这个流凰对湿式自动喷水灭火系统 是危险的。它已超过水流指示器的报警流童 和达到湿式报警阀的报警流量。会造成误报 警。有人主张消防稳压泵的流蜀取05L/s。 结合我国目前工业水泵的现状，此值尚属可 以。能更小，则更好。系统的渗漏很难计算精 确，更多是靠经验。美国国家标准NFPA 20,对稳压泵的流量作了下述规定，应不小于 系统10的谩漏冒.即3XL/min,这为今后消 防稳压泵的研制，提供了有价值的参考。3消防稳压泵型号选择前面已说了，我国消防稳压泵开发较晚。 1995年前才在工业旋涡泵的基础上进行改 型试制，型号是WY。立式消防稳压泵，扬程 级别从32m至8

13、0m,共7级。见表1表】 WY系列消防稳压泵型号.级数流最(L/s)扬程 (m电机功率 (kW)外形尺寸 LXH (mm)WY-25LD40.5321.1142.5 X592.5WY-25LD50-54011170.0 X620.0WY-25LD60.5481. 1197.5 X647.5WY-25LD70.5561-5225X675WY 25LD80.5641.5252.5 X722.5WY-25LD90.5721.5280X745WY-25LD100.5801.5307.5 X772.5在广州地区，消防稳压泵用的是佛山水 泵厂的自吸型旋涡泵WZ型，没有经过改型,流量较大，功率消耗也较大,扬

14、程级别数目 少,扬程也较低。这个事实吿诉我们,工业旋 涡泵或小型节段泵，不经过改型，与消防稳压 泵的小流量,高扬程的要求存在很大的差距, 表2是三种型号的旋涡泵。表2WZ型用于消防的旋涡泵型号流歎扬程m转速 r/min轴功率kW配用电机m3/hL/s功率kW规格25WZ16X21.82. 883. 6050-81.046322214501.30.90.81.5Y90L425WZ16X31.82883.60.50.81.069483314501.69L 341.202.2Y100L1 一425WZ16X41.82. 883.60.5兽92644414502. 251.79L603.0Y100L2

15、 4应该说，北京在工业泵的基础上搞岀的 WY型立式消防稳压泵，自成系列，在全国是 第一家。但由于资金不足，原计划泵体材料采 用不锈钢冲压件,在资金缺少近30万元的现 实面前只好放弃,仍使用灰铸铁。这是造成生 锈，泵效率较低，轴功率较大的因素，从我国 高层,超高层建筑的格局看，水泵扬程最高才 80m,也不能不认为是件美中不足的事情。总之，扬程更高，性能更好，安全可靠，节 能省电，无锈卫生的高效能消防稳压泵是今 后研制开发的目标。1994-2010 China Academic Journo Efcctronic Publishing House. All rights reserved, hnpwvx 1994-2010 China Academic Journo Efcctronic Publishing House. All rights reserved, hnpwvx 37消防科技95(31994-2010 China Academic Journo Efcctronic Publishing House. All rights reserved, hnpwvx