消防水泵工頻巡檢的一種設(shè)計(jì)思路

朝 新， 劉 杰

(中信建筑設(shè)計(jì)研究總院有限公司，武漢 430014)

0 引言

隨著建筑規(guī)模的不斷擴(kuò)大以及復(fù)雜程度的逐漸增加，建筑消防成了一個(gè)需要不斷完善進(jìn)步的學(xué)科。一直以來，消防給水系統(tǒng)普遍存在著一個(gè)問題：在建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，很多消防水泵在接到火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出的聯(lián)動(dòng)控制信號(hào)及手動(dòng)多線控制信號(hào)后不能順利啟動(dòng)，延誤了滅火時(shí)機(jī)，給人們的生命安全和財(cái)產(chǎn)造成了極大的危害。究其原因，主要是消防水泵在平時(shí)無火情時(shí)不工作，長時(shí)間處于泵房潮濕的環(huán)境，水泵電機(jī)極易出現(xiàn)銹蝕、銹死現(xiàn)象，此外，控制系統(tǒng)及消防給水管路、閥門的故障在平時(shí)未得到發(fā)現(xiàn)、解除也是一個(gè)不容忽視的原因。針對(duì)上述情況，有必要在平時(shí)對(duì)消防給水系統(tǒng)進(jìn)行周期性的全面巡檢，以保證消防水泵的機(jī)械性能和電氣性能始終處于良好狀態(tài)。

GB 27898.1-2011《固定消防給水設(shè)備 第1部分：消防氣壓給水設(shè)備》第5章內(nèi)容對(duì)固定消防給水設(shè)備的控制要求做了描述，屬于強(qiáng)制執(zhí)行部分，其中均提到了對(duì)消防水泵的巡檢要求。GB 50974-2014《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》在第12.2.7.3章節(jié)中提出，消防水泵控制柜面板應(yīng)設(shè)置巡檢狀況顯示；在第13.1.10.4章節(jié)中再次提出，水泵控制柜應(yīng)有自動(dòng)巡檢功能，并對(duì)巡檢內(nèi)容給出說明；在第11.0.16章節(jié)，對(duì)巡檢功能做出了最基本的描述。由此可見，消防水泵需要進(jìn)行定期巡檢，實(shí)時(shí)反饋巡檢狀態(tài)。

1 傳統(tǒng)低頻巡檢系統(tǒng)的弊端

伴隨著建筑消防問題的日益突出及人們防火意識(shí)的逐漸加強(qiáng)，消防巡檢系統(tǒng)也逐漸納入到了消防配電系統(tǒng)中。然而目前行業(yè)內(nèi)很多消防巡檢設(shè)備均是利用配電旁路加變頻器的工作原理對(duì)消防水泵進(jìn)行巡檢，這種短時(shí)間低頻、低轉(zhuǎn)速的自啟動(dòng)巡檢方式雖然可以大大降低火災(zāi)發(fā)生時(shí)因水泵電機(jī)不能正常運(yùn)行而造成的生命財(cái)產(chǎn)危害，但是，水泵電機(jī)僅僅是消防水系統(tǒng)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)。

除水泵電機(jī)外，整個(gè)消防供水系統(tǒng)還應(yīng)包括：消防電源裝置(為系統(tǒng)提供電源)，消防水泵配電、控制裝置(為確保消防水泵能正常運(yùn)行所設(shè)置的控制線路、器件)，消防管網(wǎng)閥門、開關(guān)表計(jì)等附件(為確保以正常水壓不斷的為消火栓、噴淋供水)，任一部件都不可或缺。所以，僅對(duì)消防水泵電機(jī)進(jìn)行定期巡檢，而不同時(shí)對(duì)電源、配電控制系統(tǒng)和閥門管網(wǎng)進(jìn)行巡檢，當(dāng)出現(xiàn)火情時(shí)，即使水泵電機(jī)完好無損，仍然可能因電源、控制系統(tǒng)或閥門管網(wǎng)的故障導(dǎo)致整個(gè)消防滅火供水系統(tǒng)不能正常投入工作。

2 工頻巡檢電路設(shè)計(jì)思路

針對(duì)目前市場上大多數(shù)消防巡檢設(shè)備都只是定期巡檢了水泵電機(jī)而控制系統(tǒng)和閥門管網(wǎng)水壓等都沒有納入巡檢范圍的情況，筆者認(rèn)為，有必要改進(jìn)巡檢思路，擴(kuò)大巡檢范圍，做到在平時(shí)非火情時(shí)定期全面巡檢，徹底消除安全隱患。

因此，基于上述問題，筆者在國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集16D303-3《常用水泵控制電路圖》典型設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上增加了巡檢功能，通過對(duì)消防水泵控制原理的修改以實(shí)現(xiàn)非火情時(shí)的定期自動(dòng)工頻巡檢，同時(shí)，對(duì)消防水系統(tǒng)泄壓旁路的合理利用也解決了工頻巡檢過程中的超壓問題，最后再輔以消防電源監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行電壓、電流檢測，保證了整個(gè)消防水系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。

此處僅就消防水泵全壓啟動(dòng)修改舉例，其余啟動(dòng)方式類似。工頻巡檢流程原理圖、一次配電主回路及消防水泵控制電路圖如圖1～3所示。

3 消防給水系統(tǒng)泄壓旁路的合理利用

巡檢過程中，消防水泵工頻運(yùn)行，水泵出水，然而此時(shí)為模擬火情，消防給水管路系統(tǒng)此時(shí)為一個(gè)封閉系統(tǒng)，為防止消防水路系統(tǒng)管網(wǎng)超壓，必須考慮防超壓問題。給排水專業(yè)在消防給水系統(tǒng)中設(shè)置了泄壓旁路系統(tǒng)(圖4)，旁路泄壓閥壓力設(shè)定為水泵揚(yáng)程的1.2倍，當(dāng)巡檢過程中管網(wǎng)壓力達(dá)到該設(shè)定值時(shí)，泄壓閥打開，消防水回流至消防水池。通過對(duì)消防水系統(tǒng)泄壓旁路的合理利用，完全可以做到水泵工頻運(yùn)行而不破壞末端消防管網(wǎng)設(shè)施，達(dá)到全面巡檢水泵電機(jī)、各管道閥門、開關(guān)表計(jì)的目的，使得消防給水系統(tǒng)一直維持在正常待命的狀態(tài)。

4 消防電源監(jiān)控系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合

根據(jù)消防設(shè)計(jì)要求，在設(shè)置有消防給水系統(tǒng)的項(xiàng)目中必須設(shè)置消防電源監(jiān)控系統(tǒng)。工頻巡檢過程中，通過消防電源監(jiān)控系統(tǒng)同時(shí)對(duì)消防水泵配電回路側(cè)的電壓、電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，將監(jiān)控信號(hào)返回至消防控制室的監(jiān)控主機(jī)。消防電源監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)記錄電壓和電流信息，并通過通訊線傳送至火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的圖形顯示裝置，實(shí)時(shí)顯示其動(dòng)態(tài)信息，運(yùn)維人員亦可以通過該數(shù)據(jù)更好地掌握系統(tǒng)狀態(tài)，同時(shí)也能為故障排除提供強(qiáng)力幫助。

圖1 工頻巡檢流程原理

圖2 一次配電主回路

注：圖中框選區(qū)域?yàn)楸敬涡薷奈恢?，其余部分為圖集16D303-3《常用水泵控制電路圖》內(nèi)容。圖3 消防水泵控制電路圖

5 巡檢信號(hào)來源

巡檢信號(hào)從消防控制室發(fā)出，可以利用火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)增加巡檢功能信號(hào)，利用火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)總線定期定時(shí)發(fā)送巡檢啟泵信號(hào)；也可以由專用設(shè)備定期定時(shí)發(fā)出巡檢信號(hào)；然而不管哪種信號(hào)發(fā)出方式均要求具備手動(dòng)發(fā)出指令的功能。另外，通過火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警主機(jī)功能實(shí)現(xiàn)火警信號(hào)優(yōu)先級(jí)大于巡檢信號(hào)，火情發(fā)生時(shí)，巡檢會(huì)自動(dòng)退出。

6 消防設(shè)備過載保護(hù)的正確設(shè)置

對(duì)于消防風(fēng)機(jī)、消防補(bǔ)風(fēng)機(jī)、正壓送風(fēng)機(jī)等無備用風(fēng)機(jī)的消防設(shè)備，不宜裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)，當(dāng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)時(shí)應(yīng)僅動(dòng)作于信號(hào)。

對(duì)于設(shè)有固定備用泵的消防泵類等設(shè)備，其工作泵的過負(fù)荷保護(hù)應(yīng)作用于跳閘，備用泵過負(fù)荷保護(hù)時(shí)應(yīng)僅動(dòng)作于信號(hào)。

以上論述為消防設(shè)備過負(fù)荷保護(hù)的設(shè)置原則，過負(fù)荷保護(hù)作用于跳閘或者信號(hào)是由控制回路的熱繼電器完成的，而不是由主回路斷路器完成。并且為了防止電動(dòng)機(jī)軸封銹蝕，發(fā)生堵轉(zhuǎn)導(dǎo)致啟動(dòng)過程中的斷路器意外跳閘，所以回路的斷路器不設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。

7 需要改進(jìn)的方面

16D 303-3《常用水泵控制電路圖》中關(guān)于有備用機(jī)組的消防水泵控制系統(tǒng)都配置了SAC手動(dòng)選擇開關(guān)，通過操作SAC選擇開關(guān)可以任意設(shè)定兩臺(tái)泵主備關(guān)系，并且主備泵通過熱繼電器輔助觸頭實(shí)現(xiàn)互鎖，所以工作泵熱繼電器必須作用于跳閘，否則備用泵將無法啟動(dòng)。

由于過負(fù)荷保護(hù)的設(shè)置要求工作泵控制回路熱繼電器保護(hù)時(shí)動(dòng)作于跳閘，備用泵熱繼電器過負(fù)荷保護(hù)時(shí)僅作用于信號(hào)，所以主備泵關(guān)系不能任意調(diào)換，為防止誤操作，建議SAC轉(zhuǎn)換開關(guān)取消主備選擇功能。

圖4 消防給水系統(tǒng)原理圖

8 結(jié)束語