消防穩(wěn)壓泵、氣壓罐的設(shè)計計算

1、精選文檔消防穩(wěn)壓泵工作原理一、消防穩(wěn)壓(氣壓)罐的工作原理消防氣壓罐的消防水總?cè)莘e分為3個部分，即消防貯水容積(調(diào)節(jié)容積)、緩沖水容積和穩(wěn)壓水容積，如圖1所示。系統(tǒng)平時的壓力由穩(wěn)壓泵提供，當(dāng)壓力升高，達到穩(wěn)壓水容積的高水位時，穩(wěn)壓泵自動停止運行;當(dāng)壓力降低，達到穩(wěn)壓水容積的低水位時，穩(wěn)壓泵自動開啟，將穩(wěn)壓水容積提升到最高水位。如此循環(huán)以保持系統(tǒng)的高壓狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，隨著消火栓的投入使用，系統(tǒng)壓力開始下降，當(dāng)降至消防貯水容積的最低水位時，停止穩(wěn)壓泵，自動開啟消防泵滅火。二、消防穩(wěn)壓(氣壓)罐的設(shè)計計算氣壓罐增壓系統(tǒng)的設(shè)計計算內(nèi)容主要有兩個部分，即氣壓罐總?cè)莘e的計算和每個壓力控制點壓力值的計算

2、?？?cè)莘e的計算確定所選壓力罐的大小，壓力的計算確定穩(wěn)壓泵的啟、停范圍以及開啟消防泵的壓力值。1、氣壓罐的總?cè)莘eV氣壓罐的總?cè)莘e一般按公式V=VX(1-b)計算。式中：V為氣壓罐的總?cè)莘em3;VX為消防水總?cè)莘e等于消防貯水容積、緩沖水容積和穩(wěn)壓水容積之和;為氣壓罐的容積系數(shù)，臥式、立式、隔膜式氣壓罐的容積系數(shù)分別為1.25，1.10和1.05;b為氣壓罐最低工作壓力和最高工作壓力之比(以絕對壓力計)，一般宜采用0.650.85。消防貯水總?cè)莘e(VX)：設(shè)置氣壓罐的目的是為了保證火災(zāi)發(fā)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(tǒng)，按同時使用2支水槍(每支水

3、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(tǒng)，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(dāng)2個系統(tǒng)共用氣壓罐時，消防貯水總?cè)莘e為300+150=450L。緩沖水容積V1一般不小于20L，穩(wěn)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(shè)4個壓力控制點，如圖2所示。其中：P1為氣壓罐最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，等于最不利點消火栓所需的水壓Hmin，其計算方法同增壓泵;P2為最高工作壓力，即啟動消防泵的壓力值。按下式計算：P2=(P1+0.098)b-0.098P01為穩(wěn)壓水容

4、積下限水位壓力，此時啟動穩(wěn)壓泵;P02為穩(wěn)壓水容積上限水位壓力，即氣壓罐最高工作壓力，此時停止穩(wěn)壓泵。由于壓力傳感器有精度、穩(wěn)定性的要求，一般使緩沖水容積的上、下限水位壓差不小于0.020.03Mpa;穩(wěn)壓水容積的上、下限水位壓差不小于0.050.06Mpa。則：P01=P2+0.020.03MpaP02=P01+0.050.06Mpa=P2+0.070.09MPa3、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(wěn)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：b=0.76氣壓罐總?cè)莘e：V=VX(1-

5、b)=1.1(300+20+50)(1-0.76)=1.70m3選用：SQL10000.6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)最高工作壓力：P2=(P1+0.098)b-0.098=0.140.76-0.098=0.22(Mpa)穩(wěn)壓泵啟動壓力：P01=P2+0.020.03Mpa=0.22+0.020.03=0.240.25(Mpa)穩(wěn)壓泵停泵壓力：P02=P2+0.070.09Mpa=0.22+0.070.09=0.290.31(Mpa)穩(wěn)壓泵揚程：H=(P01+：P02)2=(0.24

6、+0.39)2=0.27(Mpa)穩(wěn)壓泵流量：Q5.0L/S選用40LG12-152水泵兩臺一用一備每臺：Q=4.17L/sH=27mN=2.2KW4、穩(wěn)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(tǒng)的滲漏量或氣壓罐對流量的要求，所以流量可適當(dāng)選小一點。對于消火栓系統(tǒng)穩(wěn)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(tǒng)穩(wěn)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(shè)施的比較單設(shè)管道泵的增壓系統(tǒng)設(shè)備簡單，占地面積小，設(shè)計與施工都較方便，系統(tǒng)控制簡單，保證系統(tǒng)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(yīng)保證雙回路并能自動切換。

7、此種增壓方式存在的不足之處為：對于管網(wǎng)漏損壓力波動較大的供水系統(tǒng)，管道泵的啟停頻繁，設(shè)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(shè)管道泵的增壓系統(tǒng)相比，消防穩(wěn)壓(氣壓)罐不但能調(diào)節(jié)容積(貯存30s的室內(nèi)消防用水)，更重要的是貯存能量。穩(wěn)壓泵每啟動1次，可以長時間地維持管網(wǎng)壓力，設(shè)備啟動次數(shù)少，運行費用低，頂部管網(wǎng)經(jīng)常處于承壓水狀態(tài)，供水安全可靠。火災(zāi)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(nèi)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(yōu)于增壓泵。但氣壓罐增壓系統(tǒng)也存在不足之處：設(shè)

8、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(shè)施各有所長，在具體工程中應(yīng)分別對待，選用合適的設(shè)計方案。對于一類高層建筑和重要的建筑物，火災(zāi)造成的損失巨大，防火要求高，應(yīng)盡量采用氣壓罐增壓設(shè)施解決頂部幾層的壓力需求，且穩(wěn)壓泵應(yīng)設(shè)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(shè)增壓泵，但在選用增壓泵產(chǎn)品時應(yīng)確保質(zhì)量可靠。氣壓水罐其調(diào)節(jié)水容量為兩支水槍和5個噴頭30s的用水量，即25305130450L。這是指消火栓和自動噴灑合用氣壓罐，如果單獨設(shè)置分開即可！至于總?cè)莘eV=Vxf/（1-b）式中 V消防氣壓罐總?cè)莘e（m3） Vxf消防水總?cè)莘e，等于消防貯水容積、穩(wěn)壓水容積、緩沖水容積之和（m3） 氣壓罐的容積系數(shù)，隔膜式氣壓罐宜為1.05 工作壓力比，宜在0.50.9范圍內(nèi)取值。 氣壓罐貯水容積和穩(wěn)壓