消防泵機(jī)械應(yīng)急啟泵及聯(lián)動(dòng)控制

席 偉(昆明市建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司, 云南 昆明 650228)

消防泵機(jī)械應(yīng)急啟泵及聯(lián)動(dòng)控制

席 偉
(昆明市建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司, 云南 昆明 650228)

介紹了GB 50974—2014《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》對(duì)消防水泵控制柜機(jī)械應(yīng)急啟泵功能的要求,闡述了GB 50116—2013《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)消防泵、噴淋泵聯(lián)動(dòng)控制方式的要求, 以期為相關(guān)電氣設(shè)計(jì)人員提供參考。

消防泵; 噴淋泵; 消防水泵控制柜; 機(jī)械應(yīng)急啟泵; 聯(lián)動(dòng)控制方式

0 引 言

消防水泵是消防水滅火系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其運(yùn)行可靠性要求較高。特別是近十多年來,城市建設(shè)突飛猛進(jìn),超高層建筑越來越多,這對(duì)消防水滅火系統(tǒng)的可靠性提出了更高的要求。

本文對(duì)消防泵機(jī)械應(yīng)急啟泵及聯(lián)動(dòng)控制進(jìn)行了探討，以期為相關(guān)電氣設(shè)計(jì)人員提供參考。

1 消防泵啟動(dòng)方式選擇

通常采用的消防泵啟動(dòng)方式一般有全壓直接啟動(dòng)、軟啟動(dòng)、星三角降壓啟動(dòng)、自耦變壓器降壓啟動(dòng)。自耦變壓器降壓啟動(dòng)消防泵的方式,由于再次連續(xù)啟動(dòng)時(shí)間較長,一般不推薦該啟動(dòng)方式。

當(dāng)采用軟啟動(dòng)器用于消防泵的啟動(dòng),需滿足下列兩個(gè)條件:

(1) 電源及配電開關(guān)均需按照電機(jī)全壓啟動(dòng)方式進(jìn)行選擇。

(2) 采用軟啟動(dòng)器啟泵,需要用時(shí)間繼電器對(duì)加速時(shí)間進(jìn)行限制,當(dāng)啟動(dòng)時(shí)間超出10 s時(shí),實(shí)現(xiàn)全壓啟動(dòng)運(yùn)行。

機(jī)械應(yīng)急啟泵功能適用于所有的啟泵方式,包括直接啟泵、軟啟動(dòng)、星三角降壓啟泵、自耦變壓器降壓啟動(dòng)等,均采用機(jī)械方式動(dòng)作與主回路的運(yùn)行接觸器,使水泵電機(jī)直接全壓啟動(dòng)。

2 消防電機(jī)保護(hù)功能要求

IEC 62091—2007、NFPA 20—2007規(guī)范要求應(yīng)設(shè)置電機(jī)堵轉(zhuǎn)保護(hù)。GB/T 21208—2007《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備固定式消防驅(qū)動(dòng)室的控制》也要求設(shè)置防止堵轉(zhuǎn)電流和短路電流的過流保護(hù),此時(shí)電源保護(hù)裝置的脫扣器應(yīng)允許長時(shí)間承載300%的電動(dòng)機(jī)額定工作電流。斷路器的額定電流應(yīng)不低于115%的電動(dòng)機(jī)額定工作電流,應(yīng)能滿足正常和緊急起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械性能要求而不脫扣,提供短時(shí)短路保護(hù)。電機(jī)保護(hù)回路不允許安裝熱過流保護(hù)裝置。回路發(fā)生過載時(shí)僅報(bào)警不動(dòng)作開關(guān)切斷電路,還需要設(shè)置接地故障保護(hù)、缺相保護(hù)等功能,這些保護(hù)功能均可以在電機(jī)保護(hù)開關(guān)選擇上來實(shí)現(xiàn)。

3 消防水泵控制柜機(jī)械應(yīng)急啟泵功能

3.1 規(guī)范要求

GB 50974—2014《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》于2014年11月1日實(shí)施,其第11.0.12條(強(qiáng)制性條文)規(guī)定:消防水泵控制柜應(yīng)設(shè)置機(jī)械應(yīng)急啟泵功能,并應(yīng)保證在控制柜內(nèi)的控制線路發(fā)生故障時(shí)由有管理權(quán)限的人員在緊急時(shí)啟動(dòng)消防水泵。其條文解釋為:如果弱電信號(hào)因故障或繼電器等故障不能自動(dòng)或手動(dòng)啟動(dòng)消防泵時(shí),應(yīng)依靠消防泵房設(shè)置的機(jī)械應(yīng)急啟動(dòng)裝置啟動(dòng)消防泵。為此,消防泵只要供電正常,無論控制線路如何,都能強(qiáng)制啟動(dòng),以保證火災(zāi)撲救的及時(shí)性。

消防水泵一般采用全壓啟動(dòng)、軟啟動(dòng)、星三角降壓啟動(dòng)方式啟動(dòng)。大型工程消防水泵容量比較大,多采用軟啟動(dòng)或星三角降壓啟動(dòng),控制線路節(jié)點(diǎn)多,難免有控制線路故障情況,在火災(zāi)緊急情況下不能等到故障修復(fù)后再啟動(dòng)消防泵,必須通過強(qiáng)制機(jī)械應(yīng)急手柄直接啟動(dòng)消防泵。

3.2 控制柜機(jī)械應(yīng)急啟泵功能

在火災(zāi)緊急情況下,采用裝于消防水泵控制柜上的強(qiáng)制機(jī)械應(yīng)急手柄,直接使主回路交流接觸器吸合,全壓直接啟動(dòng)消防泵。

3.3 機(jī)械式應(yīng)急啟動(dòng)裝置注意事項(xiàng)

(1) 應(yīng)急機(jī)械啟動(dòng)裝置依賴于采用機(jī)械的方式閉合接觸器,使消防泵電動(dòng)機(jī)全壓啟動(dòng),故為消防泵供電的電源及保護(hù)裝置線纜均需按照電動(dòng)機(jī)全壓啟動(dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

在選擇電機(jī)保護(hù)開關(guān)時(shí),啟動(dòng)電流倍數(shù)一般按照下列情況考慮:① 全壓直接啟動(dòng),啟動(dòng)電流倍數(shù)一般為7Ie;② 星三角降壓啟動(dòng),啟動(dòng)電流倍數(shù)一般為4Ie;③ 變頻啟動(dòng),啟動(dòng)電流倍數(shù)一般為2Ie;④ 軟啟動(dòng),啟動(dòng)電流倍數(shù)一般為(3～7)Ie可調(diào),一般出廠設(shè)置為5Ie。

(2) 一旦應(yīng)急機(jī)械啟動(dòng)手柄動(dòng)作,通過限位開關(guān)控制接觸器的快速開閉,減少潛在的電弧和接觸器觸頭損傷,要求機(jī)械式閉合接觸器應(yīng)瞬間吸合,觸頭吸合穩(wěn)定。

(3) 設(shè)計(jì)中為消防泵提供備用電源的柴油發(fā)電機(jī)組容量選擇,應(yīng)考慮該時(shí)刻最大一臺(tái)消防泵全壓直接啟動(dòng)時(shí)的電壓降,需滿足規(guī)范要求值。

(4) 消防泵控制柜多為水泵生產(chǎn)廠家配套提供,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在其控制系統(tǒng)回路上設(shè)置機(jī)械應(yīng)急啟泵手柄,并置于控制柜面板上明顯位置,以紅色標(biāo)示。

(5) 應(yīng)避免電弧對(duì)觸頭燒蝕,影響交流接觸器的正常工作。交流接觸器在低壓電氣控制、遠(yuǎn)距離控制、啟動(dòng)頻繁的電機(jī)或大型負(fù)載時(shí)經(jīng)常用到,是電力系統(tǒng)最常見的控制電器。應(yīng)選擇與電機(jī)容量匹配的接觸器,確保電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)正常工作端電壓降質(zhì)量不可忽視。當(dāng)端電壓下降時(shí),交流接觸器的線圈電壓可能低于其吸合電壓,導(dǎo)致觸頭吸合不穩(wěn)固,容易產(chǎn)生飛弧甚至燒毀觸頭。

(6) 重點(diǎn)防火單位應(yīng)制定緊急應(yīng)急預(yù)案,由具有管理權(quán)限的人員在緊急時(shí)啟動(dòng)消防水泵。

4 國外消防水泵控制柜機(jī)械應(yīng)急啟泵功能使用特點(diǎn)

在國際電工標(biāo)準(zhǔn)(IEC)和美國消防協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)(NFPA)推薦的典型接線方案圖中,僅有一臺(tái)消防泵接線方案,沒有設(shè)置備用泵,所以要求設(shè)置應(yīng)急機(jī)械啟動(dòng)裝置,為僅有一臺(tái)消防泵提供第二次啟泵的可能性。

設(shè)置一臺(tái)消防泵的方案,在國外工程中是常態(tài),是為了使系統(tǒng)具備相當(dāng)?shù)目煽啃?。其控制柜電氣控制回路故障因?shù)是不能排除的,所以要求設(shè)置應(yīng)急機(jī)械啟動(dòng)裝置。我國規(guī)范要求與之有所不同,所有為消防系統(tǒng)服務(wù)的泵組都必須采用備用機(jī)組。鑒于工程運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),并參照國外相關(guān)規(guī)范要求,在消防泵控制柜上設(shè)置應(yīng)急機(jī)械啟動(dòng)裝置。其優(yōu)點(diǎn)是加大了可靠性,缺點(diǎn)是增加了工程投資,提高了控制管理的要求。

5 對(duì)消防泵噴淋泵聯(lián)動(dòng)控制方式的要求

GB 50116—2013《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB 16806—2006《消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)》對(duì)消防泵、噴淋泵、消防風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)方式有一些改變,取消控制電路中手動(dòng)、自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)的手動(dòng)位,確保消防泵控制箱隨時(shí)接收手動(dòng)/自動(dòng)啟泵信號(hào),其中手動(dòng)是指控制箱啟泵按鈕。

GB 50116—2013對(duì)消防泵噴淋泵控制方式分別要求如下:

(1) 消防泵控制方式。

① 聯(lián)動(dòng)控制方式。由消火栓系統(tǒng)出水干管上設(shè)置的低壓壓力開關(guān)、高位消防水箱出水管上設(shè)置的流量開關(guān)或報(bào)警閥壓力開關(guān)等信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào),直接控制啟動(dòng)消火栓泵,聯(lián)動(dòng)控制不應(yīng)受消防聯(lián)動(dòng)控制器處于自動(dòng)或手動(dòng)狀態(tài)的影響。

② 手動(dòng)控制方式。將消火栓泵控制箱(柜)的啟動(dòng)、停止按鈕用專用線路直接連接至設(shè)置在消防控制室內(nèi)消防聯(lián)動(dòng)控制器的手動(dòng)控制盤,并應(yīng)直接手動(dòng)控制消火栓泵的啟動(dòng)、停止。

③ 當(dāng)建筑物內(nèi)無火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)時(shí),消火栓按鈕用導(dǎo)線直接引至消防泵控制箱(柜),啟動(dòng)消防泵。消火栓泵的動(dòng)作信號(hào)應(yīng)反饋至消防聯(lián)動(dòng)控制器。

(2) 噴淋泵控制方式。

① 聯(lián)動(dòng)控制方式。由濕式報(bào)警閥壓力開關(guān)的動(dòng)作信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào),直接控制啟動(dòng)噴淋消防泵,聯(lián)動(dòng)控制不應(yīng)受消防聯(lián)動(dòng)控制器處于自動(dòng)或手動(dòng)狀態(tài)影響。

② 手動(dòng)控制方式。應(yīng)將噴淋消防泵控制箱(柜)的啟動(dòng)、停止按鈕用專用線路直接連接至設(shè)置在消防控制室內(nèi)的消防聯(lián)動(dòng)控制器的手動(dòng)控制盤,直接手動(dòng)控制噴淋泵的啟動(dòng)、停止。

水流指示器、信號(hào)閥、壓力開關(guān)、噴淋消防泵的啟動(dòng)和停止的動(dòng)作信號(hào)應(yīng)反饋至消防聯(lián)動(dòng)控制器。

消防泵、噴淋泵聯(lián)動(dòng)控制直接啟動(dòng)的條件與規(guī)范要求有所改變。消防泵:低壓壓力開關(guān)、高位消防水箱出水管上設(shè)置的流量開關(guān)或報(bào)警閥壓力開關(guān)等,直接控制啟泵。噴淋泵:由濕式報(bào)警閥壓力開關(guān)的動(dòng)作信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào),直接控制啟泵。增加直控方式,在技術(shù)上避免了通過報(bào)警總線傳輸信號(hào)的誤動(dòng)作和動(dòng)作的時(shí)間遲滯問題,從而贏得救援滅火時(shí)間。采用上述信號(hào)作為直接控制啟泵,具有準(zhǔn)確性、可靠性較高、動(dòng)作時(shí)間短等特點(diǎn)。在工程設(shè)計(jì)中應(yīng)充分注意到這些變化,完善相應(yīng)的消防設(shè)計(jì)。

6 結(jié) 語

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,建設(shè)工程規(guī)模越來越大,消防工程關(guān)系到人身、財(cái)產(chǎn)安全。電氣設(shè)計(jì)人員應(yīng)理解國家相關(guān)規(guī)范,為消防設(shè)計(jì)提供安全、可靠、合理的解決方案。

[1] GB 50116—2013 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] GB 50974—2014 消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范[S].

[3] GBT 21208—2007 低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備固定式消防驅(qū)動(dòng)器的控制[S].

[4] GB 16806—2006 消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)[S].

[5] 賈若雙.消防設(shè)備供電問題探討[J].現(xiàn)代建筑電氣,2013,4(5):56-58.

Mechanical Emergency Pump of Fire Pump and Linkage Control

XI Wei

(Kunming Architectural Design & Research Institute Co., Ltd., Kunming 650228, China)

According to GB 50974—2014 and GB 50116—2013,this paper introduced the mechanical emergency pump functions of fire pump control cabinet,and elaborated the requirements of the linkage control modes of fire pump and spray pump.It could provide references for relevant electrical designers.

fire pump; spray pump; fire pump control cabinet; mechanical emergency pump; linkage control mode

席 偉(1961—),男,教授級(jí)高級(jí)工程師,從事建筑電氣設(shè)計(jì)工作。

TU 892

B

1674-8417(2015)04-0042-03

2015-03-04