柴油機(jī)消防泵是消防給水系統(tǒng)中的心臟。在消防給水系統(tǒng)中,設(shè)置消防備用泵可以增加整個(gè)系統(tǒng)的安全性,有利于提高整個(gè)消防給水系統(tǒng)的可靠性。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GBJ 16-87)的規(guī)定,除室外消防用水量不超過25 L/s的工廠、倉庫和七層至九層的單元住宅外,固定消防水泵應(yīng)設(shè)有備用泵,其工作能力不應(yīng)小于一臺主要泵。
《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50045-95)中7.5.3條也規(guī)定,消防給水系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置備用消防水泵。消防泵的主備用切換是實(shí)現(xiàn)消防備用泵投人工作的重要手段,也是消防給水系統(tǒng)可靠、安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。
1.柴油機(jī)消防泵的主備用切換方法
從消防泵啟動(dòng)信號的采集和控制角度來看,設(shè)計(jì)中消防泵的主備用切換主要有兩種方法。其關(guān)鍵是控制信號來源的選擇,它可分為電流信號控制方法和壓力信號控制方法。通常消防泵的主備用泵均需按互為備用的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。 電流信號控制方法是現(xiàn)在消防設(shè)計(jì)中消防泵主備用切換的常用方法。它通過對水泵的電動(dòng)機(jī)電流信號反饋,來判斷消防泵是否工作。當(dāng)電機(jī)短路(斷電)、電流過大時(shí),電源自動(dòng)切換至另一臺水泵機(jī)組的電機(jī),停止第一臺消防泵的工作,啟動(dòng)另一臺消防泵工作。 壓力信號控制方法是在消防泵的出水總管上設(shè)置電節(jié)點(diǎn)壓力表,消防泵主備用的切換是由該壓力表的信號來判斷的。當(dāng)消防泵控制箱接到動(dòng)作指令,立刻啟動(dòng)任一臺消防泵,若消防泵工作后的電節(jié)點(diǎn)壓力表指示的壓力未能達(dá)到設(shè)定的壓力值時(shí),控制箱將自動(dòng)切換到另一臺消防泵,啟動(dòng)工作。
當(dāng)然,電氣消防泵控制的原理中可任意指定一臺消防泵為主泵或備用泵。電流信號控制方法在目前國內(nèi)采用最早、最多,而壓力信號控制方法在國外的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)開始運(yùn)用,壓力信號控制方法對消防給水系統(tǒng)的自動(dòng)控制提供了可靠的方式。
2.主備用切換方法的比較
2.1 消防泵出現(xiàn)故障的原因分析消防泵出現(xiàn)的故障最終結(jié)果是消防泵不能正常給水。造成消防泵故障的主要原因可分為兩類,一類是電機(jī)故障,另一類是水泵故障。 在電機(jī)故障中,有電源問題,如供電不正常造成的斷電、電壓過高或過低等;電機(jī)本身問題,如由于電機(jī)損壞無法運(yùn)行;電機(jī)過載問題,電機(jī)帶動(dòng)的水泵軸功率過大或管道堵塞,形成電流過大而停止工作等等。 在水泵故障中,可能是由于水泵軸承、葉輪等問題造成。根據(jù)工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn),電機(jī)故障的概率要較水泵故障的概率高。
2.2 消防泵主備用切換方法的分析 采用電流信號控制方法,其優(yōu)點(diǎn)是能及時(shí)反映電機(jī)的故障。而電機(jī)的故障也是水泵機(jī)組的主要故障。但這種方法并不能說明消防泵實(shí)際是否出水。 采用壓力信號控制方法,可以真實(shí)地反映消防水泵機(jī)組實(shí)際的工作情況,其切換的信號可信度較高。無論是電機(jī)故障還是水泵故障,只要消防泵出水管的壓力沒有達(dá)到一定的壓力值,就需要及時(shí)切換主備用消防泵。然而,壓力信號控制方法也有其缺點(diǎn)。當(dāng)消防給水系統(tǒng)的實(shí)際出水量較大時(shí),消防泵出水管的壓力下降后,易造成消防泵壓力的切換信號誤動(dòng)作,停止一臺消防泵的工作切換成另一臺消防泵的啟動(dòng)。水泵在切換、重新啟動(dòng)需要有一定的時(shí)間。這樣,勢必會造成消防給水的中斷,延誤滅火。
此外,壓力信號控制方法也可在電路設(shè)計(jì)考慮電機(jī)的短路、過載、過壓、缺相、欠壓、過熱等保護(hù)功能。 從系統(tǒng)的角度分析,將消防泵和電機(jī)作為整個(gè)消防泵機(jī)組來看,判斷其給水的最終效果即水泵機(jī)組是否出水,理應(yīng)是采用壓力信號控制的主備用切換方法較為合理。在消防給水系統(tǒng)的用水量超過設(shè)計(jì)流量時(shí),可以在控制電路上加以調(diào)整,擴(kuò)大消防泵用電容量的設(shè)計(jì),保證全部消防泵工作的用電量,而消防泵的用電量在消防期間僅僅是全部消防用電量的一個(gè)部分,對整個(gè)消防供電系統(tǒng)不至于造成較大的影響。這樣,在出水管壓力降低后,及時(shí)啟動(dòng)另一臺消防泵,可不必考慮原消防泵的關(guān)閉問題。