稳压罐的计算.docx

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稳压罐的计算

稳压罐的计算

简单介绍一下建筑消防给水工程的组成:

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建筑消防给水工程由消防给水水源、消防给水设备、管路系统、室内灭火设备及系统附件组成。

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消防给水设备又分为：

自动给水设备（消防水箱）、主要给水设备（消防水泵）、临时给水设备（水泵接合器）、局部增压设备（气压消防给水设备）。

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气压给水设备的应用方式:

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（1）做增加启动设施[（Jj@HlP6T 

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当高位消防水箱设置高度不能满足最不利点灭火设备所需的静水压力要求时,可采用在高位消防水箱下附设一个气压罐和1台稳压泵.高位消防水箱用来保证初期火灾所需的水量.气压水罐有2个作用:

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a.满足系统最不利点或附近几层的灭火设备所需的水压;=6o,{taZ.~ 

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b.启动稳压泵和消防水泵.稳压泵用来给气压罐补水,以保证气压罐启动水量450L（相当于火灾初起时两支水枪和5个喷头工作30s的消防用水量）的常备储存.ze5Hg'f 

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见下图:

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（2）代替高位消防水箱d~lB4 

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某些建筑（或场所）设置高位消防水箱有困难,可采用气压给水设备代替高位消防水箱.此时气压罐应满足两点要求:

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a.储存火灾初期10分钟的室内消防用水量;j_r?

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b.保证扑救初期火灾所需的消防水压.

气压罐用于顶层消防给水的增压也是设计常用的一种增压设施。

气压罐的主要作用是提供足够的消防水压，而贮存少量的消防用水，室内10min的消防水量仍然贮存在屋顶水箱中，因此，消防气压罐的容积较小，这是与其它气压给水系统的不同之处。

2.1气压罐的工作原理

　　消防气压罐的消防水总容积分为3个部分，即消防贮水容积（调节容积）、缓冲水容积和稳压水容积，如图2所示。

系统平时的压力由稳压泵提供，当压力升高，达到稳压水容积的高水位时，稳压泵自动停止运行；当压力降低，达到稳压水容积的低水位时，稳压泵自动开启，将稳压水容积提升到最高水位。

如此循环以保持系统的高压状态。

当发生火灾时，随着消火栓的投入使用，系统压力开始下降，当降至消防贮水容积的最低水位时，停止稳压泵，自动开启消防泵灭火。

图2　气压罐加压工作原理图

2.2气压罐的设计计算

　　气压罐增压系统的设计计算内容主要有两个部分，即气压罐总容积的计算和每个压力控制点压力值的计算。

总容积的计算确定所选压力罐的大小，压力的计算确定稳压泵的启、停范围以及开启消防泵的压力值。

2.2.1气压罐的总容积V

　　气压罐的总容积一般按公式V=βVX÷（1-αb）计算。

　　式中：

V为气压罐的总容积m3；VX为消防水总容积等于消防贮水容积、缓冲水容积和稳压水容积之和；β为气压罐的容积系数，卧式、立式、隔膜式气压罐的容积系数分别为1.25，1.10和1.05；αb为气压罐最低工作压力和最高工作压力之比（以绝对压力计），一般宜采用0.65～0.85。

　　消防贮水总容积（VX）：

设置气压罐的目的是为了保证火灾发生初期消防泵没有启动之前消火栓和喷头所需的水压，这段时间约为30s。

对于消火栓给水系统，按同时使用2支水枪（每支水枪流量5L/s）计，消防贮水容积为2*5*30=300L；对于自动喷水灭火系统，按5个喷头同时开启，每个喷头以1L/s计，消防贮水容积为5*1*30=150L。

当2个系统共用气压罐时，消防贮水总容积为300+150=450L。

　　缓冲水容积V1一般不小于20L，稳压水容积V2一般不小于50L。

2.2.2压力控制点压力值的计算

　　气压罐设4个压力控制点，如图2所示。

其中：

P1为气压罐最低工作压力点或气压罐充气压力，即消防贮水容积的下限水位压力，等于最不利点消火栓所需的水压Hmin，其计算方法同增压泵；P2为最高工作压力，即启动消防泵的压力值。

按下式计算：

　　P2=（P1+0.098）÷αb-0.098

　　P01为稳压水容积下限水位压力，此时启动稳压泵；P02为稳压水容积上限水位压力，即气压罐最高工作压力，此时停止稳压泵。

　　由于压力传感器有精度、稳定性的要求，一般使缓冲水容积的上、下限水位压差不小于0.02~0.03Mpa；稳压水容积的上、下限水位压差不小于0.05~0.06Mpa。

则：

　　P01=P2+0.02~0.03Mpa　　　　P02=P01+0.05~0.06Mpa=P2+0.07~0.09MPa

2.2.3计算举例

　　笔者在一栋建筑高度接近100m的一类综合楼建筑中，顶部几层采用立式气压罐稳压，屋顶水箱至顶层消火栓栓口的距离:

H=4m。

屋顶水箱至顶层消火栓处的水头损失∑h=0.82m

　　气压罐工作压力比：

αb=0.76

　　气压罐总容积：

V=βVX÷（1-αb）=1.1×（300+20+50）÷（1-0.76）=1.70m3

　　选用：

SQL1000×0.6气压罐一台

　　气压罐充气压力：

　　P1=Hmin=Hq+Hd+HK+∑h-H=0.16+0.01+0.02+0.0082-0.04=0.14（Mpa）

　　最高工作压力：

P2=（P1+0.098）÷αb-0.098=0.14÷0.76-0.098=0.22（Mpa）

　　稳压泵启动压力：

P01=P2+0.02~0.03Mpa=0.22+0.02~0.03=0.24~0.25（Mpa）

　　稳压泵停泵压力：

P02=P2+0.07~0.09Mpa=0.22+0.07~0.09=0.29~0.31（Mpa）

　　稳压泵扬程：

H=（P01+：

P02）÷2=（0.24+0.39）÷2=0.27（Mpa）

　　稳压泵流量：

Q≤5.0L/S

　　选用40LG12-15×2水泵两台一用一备每台：

Q=4.17L/s　　H=27m　　N=2.2KW

2.2.4稳压泵的流量

　　由于消防初期流量由气压罐供给，泵的流量只需考虑系统的渗漏量或气压罐对流量的要求，所以流量可适当选小一点。

对于消火栓系统稳压泵的流量以约小于1个消火栓的出水量计，为≤5L/s。

喷洒系统稳压泵的流量以约小于1个喷头的出水量计，为≤1L/s。

3　两种增压设施的比较

　　单设管道泵的增压系统设备简单，占地面积小，设计与施工都较方便，系统控制简单，保证系统正常工作的前提是需选择性能良好的低功率管道泵，可靠的继电器开停装置；供电应保证双回路并能自动切换。

此种增压方式存在的不足之处为：

对于管网漏损压力波动较大的供水系统，管道泵的启停频繁，设备容易损害，故障率高，能耗提高，从而增加运行费用。

同时消防安全度较低。

　　与单设管道泵的增压系统相比，气压罐不但能调节容积（贮存30s的室内消防用水），更重要的是贮存能量。

稳压泵每启动1次，可以长时间地维持管网压力，设备启动次数少，运行费用低，顶部管网经常处于承压水状态，供水安全可靠。

火灾初期，气压罐不但能保证顶部几层消火栓和喷头的压力要求，而且能提供30s的室内消防用水（450L）。

即消火栓或喷头随时可以取得符合压力要求的消防用水，在这一点上气压罐明显-优于增压泵。

但气压罐增压系统也存在不足之处：

设备占地面积相对较大，一次性投资相对较高。

4　选用方法

　　上述2种增压设施各有所长，在具体工程中应分别对待，选用合适的设计方案。

对于一类高层建筑和重要的建筑物，火灾造成的损失巨大，防火要求高，应尽量采用气压罐增压设施解决顶部几层的压力需求，且稳压泵应设置备用泵，以提高使用的可靠性；对于二类高层建筑和普通危险级的建筑物，由于受场地、资金等条件的限制，可考虑只设增压泵，但在选用增压泵产品时应确保质量可靠。

5　结语

　　无论是气压罐还是增压泵，提供的都是火灾初期消火栓和喷头的水压保障，而初期灭火的成功是控制火灾的关键，可将火灾造成的损失降低到最低限度。

　　综上所述，高层建筑的高位消防水箱增压设施的设计，应根据具体工程对照规范确定；增压泵的流量、扬程及气压罐的总容量等参数还应根据不同的工况来确定，而不是机械套用，做到符合规范、运行可靠、经济合理

稳压泵的流量确定

慧聪网   2005年5月19日8时48分      

   摘要：

稳压泵是消防泵的一种，用于自动喷水灭火系统和消火栓给水系统的压力稳定，使系统水压始终处于要求压力状态，一旦喷头或消火栓出水，即能流出满足消防用水所需的水量和水压。

稳压泵和增压泵，尽管都是增压设施一种，稳压泵运行在喷头和消火栓未曾出流时，增压泵工作在喷头和消火栓已经出水，而消防用水的水压不足，需增加水压时。

   关键词：

稳压泵流量

   稳压泵是消防泵的一种，用于自动喷水灭火系统和消火栓给水系统的压力稳定，使系统水压始终处于要求压力状态，一旦喷头或消火栓出水，即能流出满足消防用水所需的水量和水压。

稳压泵和增压泵，尽管都是增压设施一种，稳压泵运行在喷头和消火栓未曾出流时，增压泵工作在喷头和消火栓已经出水，而消防用水的水压不足，需增加水压时。

   我国现行规范《高层民用建筑设计防火规范》（GBJ50045-95）（以下简称《高规》）对增压设施（其中包括稳压泵）有以下规定：

“7.4.8.1增压水泵的出水量，对消火栓给水系统不应大于5L/s，对自动喷水灭火系统不应大于1L/s。

”这个规定是有前提的，条件之一是消防给水系统无气压水罐；条件之二是室内消防给水系统的小量渗漏主要在水泵的密封部位。

条文的规定并不意味着在任何情况、任何条件、任何时候稳压泵都按这个流量确定。

   《高规》所指的增压水泵，既指增压用的增压泵，也指稳压用的稳压泵，规范条文未予区分，而实际上增压泵和稳压泵在作用和功能上有所区别，其流量值也不相同。

   增压泵用于喷头和消火栓已经出流，而消防用水的水压不足，需增加水压才能满足消防用水的水压要求。

其时，增压泵的流量应保证一个喷头或一个消火栓的出流量，即不小于1L/s或5L/s。

但增压泵一经启起，消防主泵随后也随之启动，增压泵的作用显得并不十分迫切和必要。

   稳压泵不同于增压泵，系用于使自喷淋系统和消火栓系统始终处于要求的压力工况条件，一旦出流即能满足消防用水所需的水压和水量要求。

其作用是十分明显的，因此规范所指的增压水泵，实质上是指稳压泵，尤其是自动喷水灭火系统的稳压泵

   稳压泵的流量值决定于诸多因素，其中较主要的因素有：

   1、系统的类别

   当稳压泵用于自喷淋系统时，考虑一个喷头的水量；而用于消火栓系统时，考虑一个消火栓的水量。

   2、有无气压水罐配套设置

   无气压水罐配套设置时，稳压泵的流量按不大于一个喷头或一个消火栓的水量计算。

有气压水罐配套设置时，系统的水量补充和压力保证是靠气压水罐来实施的，稳压泵的流量只需满足气压水罐对流量的要求，即稳压泵的流量应考虑气压水罐的调节容积的因素。

此时，稳压泵流量应按气压给水设备罐内空气和水的总容积和罐内水的容积计算公式计算确定。

水泵出水量应为当罐内为平均压力时，不小于管网最大小时流量的1.2倍。

   《高规》条文并无气压水罐必须配置的规定，但无气压水罐，稳压泵启动频繁，容易损坏；有气压水罐，稳压泵启动频繁问题可以得到缓解，系统的稳压工况的保证能得到更好的体现。

但需增加气压水罐的费用，一般情况配套设置的气压水罐容积毋需过大，容积以小于50L为宜。

上海市已编制稳压泵配套设置气压水罐的标准图集，由上海海鹰机械厂编制

3、系统范围

   设有稳压泵的准高压给水系统（或称稳高压给水系统），其范畴有在室内的，也有室内和室外的。

室内准高压给水系统，管材采用钢管，接口采用螺纹、法兰或焊接连接，管网系统的渗漏主要发生在水泵的密封部位，其数量相对而言是有限的。

而室内外准高压给水系统，由于室外管材采用铸铁管，接口采用承插式连接，接口密封采用橡胶圈，管网的范围较大，接口渗漏在整个渗漏量中占有相当比重。

管道施工后随即进行回覆土，有时接口部位用混疑土围护加固，即便有渗漏，也很难采取补救措施。

凡此种种都说明室内外采用准高压给水系统时，稳压泵的流量应留有足够的余地。

   总的来说，稳压泵的流量应根据不同情况作相应的调整。