消防水泵是指達到國家標準《消防泵性能要求和試驗方法》GB6245的普通清水泵或者專用消防水泵。在民用建筑的設計中,消防系統多采用臨高壓系統,消防水源提供的消防用水,都需要采用消防水泵進行加壓,以滿足滅火時所需的水壓和水量的要求。在給排水消防設計中,消防水泵的合理設計至關重要,消防水泵的可靠啟泵也應得到有效保障,其重要性不言而喻,本文結合基本常用規范對消防水泵的啟泵方式做一個較為全面的介紹。
從水專業的規范可以知道,水泵的啟泵控制主要有:(1)高位消防水箱出水管上的流量開關直接啟動;(2)消防水泵出水管壓力開關直接啟動;(3)報警閥壓力開關直接啟動;(4)手動啟泵;(5)自動啟泵;(6)消防水泵控制柜機械應急啟泵。至于如何其控制原理分別如何,下面我們將進行逐一介紹 。
1、高位消防水箱出水管流量開關啟泵
流量開關又稱為水流開關、流量傳感器和水流動作閥,是利用各種原理測量管路中介質的流動情況,并適時地傳輸給后端設備以開關通信信號的一種傳感控制器。流量開關在流量高于或低于某一個設定點時觸發報警信號,系統獲取信號后即可作出相應的指示動作。以消火栓系統來舉例,滅火初期系統主要依靠消防水箱和穩壓泵來保證水量和水壓,水流通過流量開關進人消火栓系統,流量開關通過感應流量的變化來啟動消防泵。
流量開關應能在管道流速為0.1m/s-10 m/s時可靠啟泵,其他性能宜符合現行國家標準《自動噴水滅火系統第7部分:水流指示器》GB5135.7的有關規定。
2、消防水泵出水管壓力開關啟泵
壓力開關是指采用高精度、高穩定性能的壓力傳感器和變送線路,再經專用的CPU模塊化信號處理技術,實現對介質壓力的檢測、顯示、報警和控制信號輸出。
在水消防系統中,一般在消防水泵出水干管上設置低壓壓力開關。當流量開關失效,水消防系統繼續依靠水箱及穩壓泵來提供水量、水壓來滅火,穩壓泵補水不及時會導致系統內壓力的下降。或者僅依靠消防水箱靜水壓力滅火,水箱水位下降,消防泵出水壓力開關感應壓力降,壓力開關動作。當流量開關失效,無論消防水箱穩壓是否設置穩壓泵,供水的過程中壓力均會下降,壓力開關的設置正是基于這一基本原理。
消防水泵出水管上的壓力開關一般可采用電接點壓力表、壓力傳感器等。壓力傳感器是將壓力轉換為電信號輸出的傳感器。初級的壓力傳感器是壓力引起應變產生毫伏信號變化,如果傳感器內帶有放大整形電路,輸出標準電壓或電流信號,這樣的傳感器稱為壓力變送器。壓力傳感器有很多種類,目前比較常見的是壓阻式和壓電式傳感器。電接點壓力表是壓力表操縱的電路開關,比普通壓力表僅多了一個電接點信號。一般的電接點壓力表是用于測量氣體、液體介質的正負壓力,并在壓力達到預定值時發出信號,接通控制電路,達到自動控制或報警的目的。據“水消規”條文說明中介紹,國際上發達國家的啟泵信號是壓力和流量,原因是可靠性較高。
3、報警閥壓力開關啟泵
報警閥壓力開關在國家標準《自動噴水滅火系統第10部分:壓力開關》GB5132.10-2016中有相關定義,它是指自動噴水滅火系統中的一個部件,其作用是將系統的壓力信號轉換為電信號。
濕式報警閥組的壓力開關是一種壓力型水流探測開關,安裝在延遲器和水力警鈴之間的報警管路上。當報警閥開啟后,報警管路中充水,并流向水力警鈴。壓力開關收到水壓的作用接通電觸點,給出電接點信號。報警閥壓力開關的構造和要求是:當系統中有任一個或一個以上的噴頭流量出現后,壓力開關動作,自動啟動噴灑水泵,并發出火警信號。當該流量停止時,電觸點斷開。
4、手動啟泵
消防控制室或消防水泵房均應設置手動啟泵功能。為了保證消防控制室啟泵的可靠性,采用硬拉線直接啟動消防水泵,可以最大的可能減少干擾和風險。因為采用聯動控制存在極端情況下失效的可能性,例如,軟件受病毒侵害等危險而導致弱電信號總線無法動作。由此可見,手動直接啟泵是消防啟泵必不可少的一道防線。消防控制室的手動控制盤設置在消防控制室內的消防聯動控制器上。
泵房的就地強制啟泵實際上是設在消防水泵控制柜上并由專用線路連接到電機上的。根據《火災自動報警系統設計規范》圖示中關于消防水泵控制啟停泵的按鈕得知,該按鈕是通過繼電器這種電控制器件操作水泵電機的。由上可知,就地強制啟動是手動啟泵的一種,只是它與手動控制盤設置的位置不同,它是靠近消防水泵的一個按鈕,其目的是為了便于維修時控制的應急控制。
5、自動啟泵
前述的壓力開關、流量開關可以直接啟泵,此類控制不需要火災自動報警系統參與,也不依賴于消防聯動控制系統,不受消防聯動控制器處于手自動狀態的影響,它通過專用的線路連接至水泵控制柜的繼電器來控制消防水泵的開啟,可以統稱為聯鎖控制方式。那么如何利用火災報警系統來實現消防水泵的自動啟動呢?《火災自動報警系統設計規范》GB50116-2013消防聯動控制器應能按設定的控制邏輯向相關的受控設備發出聯動信號,并接受相關設備的聯動反饋信號,可知消防水泵還可以由消防聯動控制器實現自動啟泵。
需要火災自動報警系統聯動控制的消防設備,其聯動觸發信號應采用兩個獨立的報警觸發裝置報警信號的“與”邏輯組合。聯動觸發信號包括感溫(感煙)火災探測器信號、手動火災報警按鈕信號、壓力(流量)開關動作信號、消火栓按鈕動作信號燈。聯鎖控制方式和消防聯動控制器(聯動控制方式)均可以實現消防水泵的自動啟泵。
6、機械應急啟泵
壓力開關、流量開關等弱電信號和硬拉線均是通過繼電器來自動啟動消防泵的。消防系統中的應急機械啟動功能是通過手動閉合消防水泵啟動的,它是指因信號線路或消防水泵控制箱的控制線路故障,導致不能自動或手動啟動消防水泵時,通過消防水泵控制箱門上的機械應急啟動裝置,直接手動閉合消防水泵的主接觸器來啟動消防水泵。消防水泵只要在正常供電的條件下,無論控制線路如何,都能強制啟動,以保證火災撲救的及時性。
機械應急啟動裝置啟動手柄平時處于停止狀態(帶鎖),緊急火警時必須由被授權的專業人員來進行,而且從接到報警到消防水泵正常運轉的時間不應大于5min,這個時間包括了專業人員從消防控制室至消防泵房的行走時間,以及水泵從啟動到正常工作的時間。