常規(guī)島氣壓供水系統(tǒng)的分析與改進(jìn)

喻杜宏

（中核核電運(yùn)行管理有限公司，浙江 嘉興 314000）

0 引言

常規(guī)島氣壓供水系統(tǒng)是在正常情況下維持廠區(qū)消防管網(wǎng)的壓力，使之經(jīng)常處于一個(gè)穩(wěn)定的壓力范圍內(nèi)，避免消防水泵由于管網(wǎng)泄漏等非消防情況下頻繁啟動(dòng)。 另外，在消防初始階段能提供相當(dāng)于1 分鐘的設(shè)計(jì)消防水量，為消防水泵成功啟動(dòng)贏得寶貴的初期滅火時(shí)間。 隨著系統(tǒng)投入運(yùn)行漸漸地也出現(xiàn)了消防水箱補(bǔ)水閥內(nèi)漏導(dǎo)致水箱溢流、氣壓罐玻璃管液位計(jì)出現(xiàn)破裂等問題。 本文針對(duì)這些缺陷提出了自己的一些改進(jìn)建議， 并對(duì)系統(tǒng)需優(yōu)化的部分提出了自己的想法。

1 系統(tǒng)概述

1.1 系統(tǒng)功能

常規(guī)島氣壓供水系統(tǒng)是在正常情況下維持廠區(qū)水消防管網(wǎng)的壓力，使之經(jīng)常處于1.0～1.05 MPa（表壓）范圍內(nèi)，避免消防水泵由于管網(wǎng)泄漏等非消防情況下頻繁啟動(dòng)。 而在消防時(shí)提供起始階段12 m3消防水量（相當(dāng)于1 分鐘設(shè)計(jì)消防水量），在此期間本系統(tǒng)供水壓力為1.0～0.8 MPa， 此后尚有近10 m3水量可用，但此時(shí)不考慮任何水壓要求。

1.2 工作原理

本系統(tǒng)中3 只氣壓罐下部充水， 上部充空氣；當(dāng)全廠消防管網(wǎng)由于泄漏等原因水壓降低時(shí)，氣壓罐向消防管網(wǎng)供水，此時(shí)氣壓罐內(nèi)水位及壓力降低。 當(dāng)水位降至低水位定值時(shí)， 補(bǔ)水泵啟動(dòng)向氣壓罐補(bǔ)水，補(bǔ)至高水位時(shí)停泵。 本系統(tǒng)中設(shè)置有一個(gè)體積為20 m3的消防補(bǔ)水箱，其水源來自飲用水系統(tǒng)，補(bǔ)水泵從消防水箱取水。 當(dāng)氣壓罐內(nèi)壓力降至低水壓定值時(shí)，補(bǔ)氣泵啟動(dòng)使罐內(nèi)水壓、氣壓上升，上升至高水壓時(shí)停泵，保持消防管網(wǎng)壓力穩(wěn)定避免消防水泵頻繁啟動(dòng)。

1.3 控制原則

（1）氣壓罐向消防管網(wǎng)供水靠氣壓罐與消防管網(wǎng)的壓力差進(jìn)行。

圖1 常規(guī)島氣壓供水系統(tǒng)簡(jiǎn)圖

（2）補(bǔ)水泵的啟、停，靠氣壓罐的液位計(jì)激發(fā)本系統(tǒng)控制器啟、停補(bǔ)水泵。

（3）補(bǔ)氣泵的啟、停，靠電接點(diǎn)壓力表激發(fā)本系統(tǒng)控制器啟、停補(bǔ)氣泵。

（4）消防水箱設(shè)計(jì)高水位靠液壓水位控制閥控制。

2 系統(tǒng)存在的問題及改進(jìn)建議

2.1 消防水箱補(bǔ)水三通閥內(nèi)漏改進(jìn)

消防水箱的補(bǔ)水由兩路補(bǔ)水三通閥組成一用一備，補(bǔ)水水源為飲用水系統(tǒng)，運(yùn)行過程中補(bǔ)水閥經(jīng)常出現(xiàn)閥門不能正?；刈y門內(nèi)漏，持續(xù)向消防補(bǔ)水箱補(bǔ)水，導(dǎo)致水箱溢流到廠房地面。

出現(xiàn)補(bǔ)水三通閥內(nèi)漏的可能原因有以下幾點(diǎn)：

（1）消防水箱補(bǔ)水水源為飲用水。 水廠活性炭發(fā)生泄漏導(dǎo)致水中經(jīng)常含有活性炭雜質(zhì)，致使消防水箱補(bǔ)水三通閥卡澀或者密封不嚴(yán)。

（2）雖然本系統(tǒng)的補(bǔ)水三通閥閥芯已采用了不銹鋼材質(zhì)，但是由于補(bǔ)水三通閥上游管道為碳鋼材質(zhì)很容易被腐蝕，管道內(nèi)腐蝕產(chǎn)物累積多了以后在閥門開啟補(bǔ)水時(shí)腐蝕產(chǎn)物順流而下進(jìn)入閥門內(nèi)，也會(huì)導(dǎo)致閥門內(nèi)漏情況出現(xiàn)。

針對(duì)此情況有以下幾點(diǎn)改進(jìn)建議：

（1）在兩路補(bǔ)水三通閥前加裝過濾器，對(duì)腐蝕產(chǎn)物及雜質(zhì)進(jìn)行過濾處理。

（2）增大兩路補(bǔ)水定期切換的頻率，這樣在管道內(nèi)腐蝕產(chǎn)物還不是很多時(shí)，將腐蝕產(chǎn)物帶走。

2.2 氣壓罐液位計(jì)的改進(jìn)

該系統(tǒng)氣壓罐上的液位計(jì)為普通的玻璃管液位計(jì)，這種液位計(jì)是一種只讀式液位測(cè)量?jī)x表，適用于工業(yè)生產(chǎn)過程中貯液設(shè)備中液位位置的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單是在較高壓力下工作的最簡(jiǎn)單的直讀式液位計(jì)，且經(jīng)濟(jì)性是其他儀表不能相比的；但它也有缺點(diǎn)如容易破裂，該系統(tǒng)運(yùn)行以來多次出現(xiàn)過氣壓罐玻璃管液位計(jì)破裂和泄漏的問題。 由于氣壓罐正常處于1.0～1.05 MPa 壓力范圍內(nèi)，玻璃管液位計(jì)發(fā)生破裂時(shí)一方面高壓水可能對(duì)人員造成傷害，另一方面會(huì)造成該系統(tǒng)壓力持續(xù)下降直至觸發(fā)“消防運(yùn)行”信號(hào)導(dǎo)致該系統(tǒng)退出運(yùn)行，系統(tǒng)功能喪失無法維持消防系統(tǒng)的壓力穩(wěn)定。

考慮到現(xiàn)在用于該系統(tǒng)氣壓罐上的玻璃管液位計(jì)是不帶防爆角閥的，在液位計(jì)意外破裂時(shí)無法起到自動(dòng)密封作用，罐內(nèi)壓力會(huì)從破口處不斷釋放。 建議對(duì)玻璃液位計(jì)進(jìn)行換型，現(xiàn)在市場(chǎng)上生產(chǎn)的石英管液位計(jì)在上下閥內(nèi)都裝有鋼球，當(dāng)玻璃管因意外事故破壞時(shí)，鋼球在容器內(nèi)壓力作用下阻塞通道，這樣容器便自動(dòng)密封，可以防止容器內(nèi)的液體繼續(xù)外流，保持系統(tǒng)壓力穩(wěn)定。 此外系統(tǒng)也可采用磁翻版式液位計(jì)，相對(duì)于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、讀數(shù)直觀、價(jià)格便宜的玻璃管液位計(jì)，翻板式液位計(jì)克服了玻璃管液位計(jì)易碎的缺點(diǎn)。

2.3 關(guān)于吸氣逆止閥加裝過濾器的建議

該系統(tǒng)補(bǔ)氣罐上的吸氣逆止閥在補(bǔ)氣罐內(nèi)負(fù)壓達(dá)到逆止閥的開啟壓力后便開啟將周圍空氣吸入補(bǔ)氣罐中。 但現(xiàn)場(chǎng)布置情況該逆止閥是直接對(duì)空的，氣體吸入時(shí)沒有經(jīng)過任何過濾措施。 這種布置的缺陷就是會(huì)導(dǎo)致異物通過逆止閥吸入到補(bǔ)氣罐內(nèi)，進(jìn)而造成對(duì)補(bǔ)氣泵及相關(guān)設(shè)備的損壞。 建議：在吸氣逆止閥外加裝一個(gè)空氣過濾器對(duì)吸入補(bǔ)氣罐內(nèi)的空氣進(jìn)行過濾處理。

3 結(jié)語

消防問題是關(guān)系到核電廠人員和設(shè)備安全的重大問題，不能有半點(diǎn)疏忽和大意，火情時(shí)必須快速、可靠、準(zhǔn)確地啟用消防設(shè)備，達(dá)到有效及時(shí)滅火的作用。消防氣壓供水系統(tǒng)的可靠運(yùn)行既保證消防水泵順利啟泵又可防止消防系統(tǒng)輕微泄漏引起消防水泵誤啟動(dòng)。 而且氣壓供水系統(tǒng)在消防初期提供的12 m3消防水量為消防水泵的成功啟動(dòng)贏得了寶貴的初期滅火時(shí)間。 通過以上對(duì)氣壓供水系統(tǒng)的一些改進(jìn)建議應(yīng)該更有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。