消防穩壓泵工作原理
一、消防穩壓(氣壓)罐的工作原理
消防氣壓罐的消防水總容積分為3個部分，即消防貯水容積(調節容積)、緩沖水容積和穩壓水容積，如圖1所示。
系統平時的壓力由穩壓泵提供，當壓力升高，達到穩壓水容積的高水位時，穩壓泵自動停止運行;當壓力降低，達到穩壓水容積的低水位時，穩壓泵自動開啟，將穩壓水容積提升到高水位。如此循環以保持系統的高壓狀態。
當發生火災時，隨著消火栓的投入使用，系統壓力開始下降，當降至消防貯水容積的低水位時，停止穩壓泵，自動開啟消防泵滅火。
二、消防穩壓(氣壓)罐的設計計算
氣壓罐增壓系統的設計計算內容主要有兩個部分，即氣壓罐總容積的計算和每個壓力控制點壓力值的計算。
總容積的計算確定所選壓力罐的大小，壓力的計算確定穩壓泵的啟、停范圍以及開啟消防泵的壓力值。
1、氣壓罐的總容積V
氣壓罐的總容積一般按公式V=βVX÷(1-αb)計算。
式中：V為氣壓罐的總容積m3;VX為消防水總容積等于消防貯水容積、緩沖水容積和穩壓水容積之和;β為氣壓罐的容積系數，臥式、立式、隔膜式氣壓罐的容積系數分別為1.25，1.10和1.05;αb為氣壓罐低工作壓力和高工作壓力之比(以絕對壓力計)，一般宜采用0.65～0.85。
消防貯水總容積(VX)：設置氣壓罐的目的是為了保證火災發生初期消防泵沒有啟動之前消火栓和噴頭所需的水壓，這段時間約為30s。對于消火栓給水系統，按同時使用2支水槍(每支水槍流量5L/s)計，消防貯水容積為2*5*30=300L;對于自動噴水滅火系統，按5個噴頭同時開啟，每個噴頭以1L/s計，消防貯水容積為5*1*30=150L。當2個系統共用氣壓罐時，消防貯水總容積為300+150=450L。
緩沖水容積V1一般不小于20L，穩壓水容積V2一般不小于50L。
2、壓力控制點壓力值的計算
氣壓罐設4個壓力控制點，如圖2所示。其中：P1為氣壓罐低工作壓力點或氣壓罐充氣壓力，即消防貯水容積的下限水位壓力，等于不利點消火栓所需的水壓Hmin，其計算方法同增壓泵;P2為高工作壓力，即啟動消防泵的壓力值。按下式計算：
P2=(P1+0.098)÷αb-0.098
P01為穩壓水容積下限水位壓力，此時啟動穩壓泵;P02為穩壓水容積上限水位壓力，即氣壓罐高工作壓力，此時停止穩壓泵。
由于壓力傳感器有精度、穩定性的要求，一般使緩沖水容積的上、下限水位壓差不小于0.02~0.03Mpa;穩壓水容積的上、下限水位壓差不小于0.05~0.06Mpa。則：
P01=P2+0.02~0.03MpaP02=P01+0.05~0.06Mpa=P2+0.07~0.09MPa
3、計算舉例
在一棟建筑高度接近100m的一類綜合樓建筑中，頂部幾層采用立式氣壓罐穩壓，屋頂水箱至頂層消火栓栓口的距離:H=4m。屋頂水箱至頂層消火栓處的水頭損失∑h=0.82m
氣壓罐工作壓力比：αb=0.76
氣壓罐總容積：V=βVX÷(1-αb)=1.1×(300+20+50)÷(1-0.76)=1.70m3
選用：SQL1000×0.6氣壓罐一臺
氣壓罐充氣壓力：
P1=Hmin=Hq+Hd+HK+∑h-H=0.16+0.01+0.02+0.0082-0.04=0.14(Mpa)
高工作壓力：P2=(P1+0.098)÷αb-0.098=0.14÷0.76-0.098=0.22(Mpa)
穩壓泵啟動壓力：P01=P2+0.02~0.03Mpa=0.22+0.02~0.03=0.24~0.25(Mpa)
穩壓泵停泵壓力：P02=P2+0.07~0.09Mpa=0.22+0.07~0.09=0.29~0.31(Mpa)
穩壓泵揚程：H=(P01+：P02)÷2=(0.24+0.39)÷2=0.27(Mpa)
穩壓泵流量：Q≤5.0L/S
選用40LG12-15×2水泵兩臺一用一備每臺：Q=4.17L/sH=27mN=2.2KW
4、穩壓泵的流量
由于消防初期流量由氣壓罐供給，泵的流量只需考慮系統的滲漏量或氣壓罐對流量的要求，所以流量可適當選小一點。對于消火栓系統穩壓泵的流量以約小于1個消火栓的出水量計，為≤5L/s。噴灑系統穩壓泵的流量以約小于1個噴頭的出水量計，為≤1L/s。
三、兩種增壓設施的比較
單設管道泵的增壓系統設備簡單，占地面積小，設計與施工都較方便，系統控制簡單，保證系統正常工作的前提是需選擇性能良好的低功率管道泵，可靠的繼電器開停裝置;供電應保證雙回路并能自動切換。此種增壓方式存在的不足之處為：對于管網漏損壓力波動較大的供水系統，管道泵的啟停頻繁，設備容易損害，故障率高，能耗提高，從而增加運行費用。同時消防安全度較低。
與單設管道泵的增壓系統相比，消防穩壓(氣壓)罐不但能調節容積(貯存30s的室內消防用水)，更重要的是貯存能量。穩壓泵每啟動1次，可以長時間地維持管網壓力，設備啟動次數少，運行費用低，頂部管網經常處于承壓水狀態，供水安全可靠。火災初期，氣壓罐不但能保證頂部幾層消火栓和噴頭的壓力要求，而且能提供30s的室內消防用水(450L)。即消火栓或噴頭隨時可以取得符合壓力要求的消防用水，在這一點上氣壓罐明顯-優于增壓泵。但氣壓罐增壓系統也存在不足之處：設備占地面積相對較大，一次性投資相對較高。
四、選用方法
上述2種增壓設施各有所長，在具體工程中應分別對待，選用合適的設計方案。對于一類高層建筑和重要的建筑物，火災造成的損失巨大，防火要求高，應盡量采用氣壓罐增壓設施解決頂部幾層的壓力需求，且穩壓泵應設置備用泵，以提高使用的可靠性;對于二類高層建筑和普通危險級的建筑物，由于受場地、資金等條件的限制，可考慮只設增壓泵，但在選用增壓泵產品時應確保質量可靠。
五、結語
無論是氣壓罐還是增壓泵，提供的都是火災初期消火栓和噴頭的水壓保障，而初期滅火的成功是控制火災的關鍵，可將火災造成的損失降低到低限度。
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浙江冠鳴電氣成套設備有限公司是一家專業從事智能消防產品設備研發、生產、銷售、服務、改造于一體的科技型企業。主要產品有：巡檢柜、消防巡檢柜、水泵巡檢柜、消防泵巡檢柜、消防泵控制柜、EPS消防應急電源、消防電源監控設備、消防設備電源監控系統等消防電氣產品。
1、產品特點和用途
星三角(一用一備)系列消防電氣控制裝置（消防泵控制設備）依據國家標準GB16806-2006《消防聯動控制系統》生產制造，可滿足用于消防供水水泵的控制要求，可采用星三角啟動方式；能對消防泵的斷路及故障現象進行自動切換；對電動機的起動有缺相，過載，過流，短路等保護功能；功能齊全，靈活可靠。該設備可用于多種領域的消防供水。
2、規格
星三角(一用一備)系列控制柜采用380V/50Hz供電，控制水泵功率15KW – 160kW。
4、使用環境條件 ：
1.環境溫度：0-+40℃；
2.相對濕度：90%以下(電控部分)；
3.周圍環境：無危險的介質，無腐蝕金屬和破壞絕緣的潮濕氣體及塵埃；
5、工作條件
1.要求按電氣設備的安裝技術標準及設備容量配線；
2.控制柜應良好接地，接地電阻應≤0.1Ω；
排空氣，直到空氣排放完畢為止。
3.給控制柜上電，這時電源指示燈亮。將泵的空氣開關斷開將旋鈕開關旋到停止位置，查看設備的動作是否正常，如一切正常請合上泵的空氣開關準備試運行。
4.試運行時請先手動運行每臺泵，看泵的運轉方向是否正確，啟停是否正常，然后將旋紐開關旋到自動位置，查看自動運行是否正常。
5.一切正常后可選擇自動運行。vxcsdfvxcvz
電氣控制柜的總體配置打造電氣控制柜的總體配置打造任務是依照電氣原理圖的工作規則和控制要求，將控制系統劃分成若干個部件(統稱為部件)，將任一一個部件劃分成若干個部件，之后遵照電氣原理圖的接線關系整理出任一一個部件的進線和出線編號，并調整它們之間的連接方式。總體配置研發以電氣系統總裝配圖和總接線圖的形式表達。各部分主要部件的所處位置和接線關系，接線方法和接線導管、管道等。每少部分都應當以示意圖的形式反映出來。電氣控制柜的總裝配圖和接線圖(可依據需要分開或組合)是各部分分工研發和協調形成同一個完整系統的基礎。總體研究發明應使整個電氣控制系統集中緊湊，與此同時，高噪聲、高振動的發熱元件和電氣元件應在空間準許的條件下集成。
它還具備將每一次滅火操作和故障的無源接觸信號傳輸到滅火報警系統與作用。消防報警系統通過無源接觸信號控制消防的啟動和停止。各個消防手動/自動開關的狀態信號(通過無源接觸信號)被傳輸到消防報警系統。隨便一個消防啟動/停止的狀態信號(通過無源接觸信號)被傳輸到消防報警系統。任一一個消防故障信號(通過無源接觸信號)被傳輸到消防報警系統。依據功能要求，控制柜內應預留豐富的端子，并預留25%的空端子。投標方應負責協調和確定無源接觸信號觸點的預留所處位置。自動噴淋消防控制柜應接受泵組出口水管上壓力傳感器的壓力傳輸信號。當壓力低于穩壓泵的啟動壓力值時，消防控制柜應發出啟動穩壓泵的指令。當系統達到壓力設定值時，穩壓泵應關閉，當壓力低于自動噴淋主泵的啟動壓力值時。
在巡檢流程中，萬一看見水泵工作異常，不可以正常工作，會立刻發出報警信號，記錄故障類型，以便維護人員及時處理故障，保證消防水泵在火災產生了時發揮作用。巡檢時間段可依據實際情況手動設置。消防控制柜常見用于控制消防水泵和消防栓的啟停。當產生火災時，它將接收到來自消防控制中間的火災信號。啟動相應地消防泵和消防栓，及時控制和消除火災。從控制方式來看，消防檢查柜根據設定的時間間隔自動低速無壓啟動消防泵。在同一時間，檢查控制柜內的電氣功能是否正常。消防控制柜以全效率手動/自動啟動消防泵。從工作時間來看，當火災并沒有發生了時，消防檢查柜工作在消防泵的正常工作狀態。發生了火災時，檢查功能自動停止，消防泵在全壓力下運行。
穩壓罐又名氣壓罐，是二次供水設備中重要的組成部件之一，其核心作用就是穩定水壓，故名為穩壓罐。
穩壓罐之所以能穩定水壓主要是靠壓縮膠囊里面的氣體來實現的，因為水是不可壓縮的流體，而同等壓力的水可以去壓縮氣體實現儲水并具備一定壓力。
從上圖可以看出，當具備壓力的水沖入穩壓罐的時候，膠囊是逐漸被壓縮的，膠囊被壓縮的空間就是儲水的容積，當膠囊不能被再壓縮的時水泵自動停機，如果有小流量用水的情況下，氣壓罐就可以實現出水的過程，只有待膠囊完全膨脹回來后管道壓力才會有明顯變化，這就是穩壓罐的穩壓過程，整個過程就是借助水不可壓縮和氣體可壓縮這個特征來實現的。
從穩壓罐的工作過程可知，如果沒有穩壓罐，因為水是不可壓縮的流體，當水量稍有變動就會導致壓力集聚變化。因此，不管是箱式變頻恒壓供水設備還是無負壓供水設備，穩壓罐都是必不可少的。
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