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从消防泵的启动方式分析其供水设备

我们来应该清楚消防给水设备是由消防泵组、管道、阀门、电控柜及一次仪表等组成。影响消防供水设备可靠性的因素是多方面的，从数学的角度出发进行概率的分析从而得出可靠性的相关结论是一般常用的方法，本文仅从消防泵的启动方式结合相关新技术的应用来讨论给水设备的可靠性。
　　其次，常用消防泵启动方式及可靠性分析
1、直接启动方式
　　直接启动式线路使用器件最少，都是无源器件，该启动方式使消防泵启动最迅速，且启动电流很大，对电网变压器的容量要求也颇大，考虑到目前所使用的水泵电机的启动特性较好，又因为水泵平方率负载，也能视为轻载启动，相对低压电机可考虑单台电机功率，其可达90kW，而高压电机（6kV或者10kV）其功率范围可达几兆瓦。当发生消防泵过载、过电流情况时，是以热磁脱扣器的形式保护，但热继电器动作时，“只报警，不掉闸”。这种方式是最简单、经济和最可靠的启动方式。
2、星－角启动方式
　　星－角启动方式线路直接，启动方式却颇为复杂，同样是无源器件，启动时间在60s内完成，其启动电流较直接启动方式要小。因此，可以考虑单台电机功率可设置到110kW，且此线路仅可用于低压电机。消防泵有过载、过电流情况时，以热磁脱扣器的形式保护，但它的热继电器在运作时，“只报警，不掉闸”。因线路略复杂些，故障概率要高于前者。
3、自藕变压器启动方式
　　自藕变压器启动方式和线路比前两者更复杂，也同属无源器件，启动时间在90s内完成，其启动电流也较前两者小，因此此方式的单台电机功率范围可达160kW左右，此线路仅用于低压电机。当有消防泵过载、过电流时，以热磁脱扣器的型式保护，但它的热继电器在运作时，“只报警，不掉闸。”因线路也较前两者复杂，故障概率要高于前两者。
4、 KB0启动方式
　　KB0启动方式也是无源启动方式，它是将断路器、接触器、过载继电器、隔离开关等分离元器件的主要功能集成化，并能综合多种信号，实现控制及保护特性在产品内部互相配合。具有体积小、短路分断性能指标高、机电寿命长和运行可靠性高、使用安全方便、节能节材等优点。但是，由于该器件的额定电流等级只能到125A，也没有高压产品，只能应用于小功率的低压消防泵而受到限制。另外，选型时要注意，多多考虑消防型产品。因为在消防泵过载、过电流时，该器件“不掉闸、只报警”，符合消防泵控制保护的条件。该方式应用于小功率消防泵中，对可靠性的提高明显，要优于前几种方式，同时，成本较之也会高些。
5、 软启动器启动方式
　　RQ器件即软启动器。是有源启动模式，线路较前几者更复杂。该模式最大的优点是无启动电流，其启动时间可按水泵电机功率在0~3600s方便设定，因此单台电机的功率范围可高达几百千瓦，由于器件的原因，该模式多数用于低压电机，也很适应EPS供电电源的情况。由于它的保护是电子式的，其过载、电源欠压、过流、缺相等都会令其马上启动“掉闸”保护，关闭输出，这就是有源性器件的特点。在火灾发生时，一旦消防泵过载或电源有过压、欠压等情况，消防泵会立即关闭。所以它的可靠性较前几种方式稍差。
6、 变频器启动方式
　　当应用处于高压下时，需配备相应的输入和输出变压器。属于有源启动方式，线路与软启动器方式复杂程度要更甚些。也是无启动电流，启动时间可自己设定，单台电机功率及电机电压范围可达几兆瓦及10kV。也很适合EPS供电电源的情况。因其线路复杂，尤其是变频器的有源性所以它的可靠性较前几者都差。
　　综上所述，软启动器及变频器均属有源启动方式，其他的则是无源方式。那么如何评价有源方式的可靠性呢？
我们先来看一下消防泵应用现状：
　　软启动器及变频器均为舶来品，20世纪80年代中期起于我国开始广泛应用。可是，我们注意到一个现象：NFPA标准和FM的认证产品中并未涉及此内容，也未见到使用软启动器和变频器作为消防泵的启动方式和文章的报道。这不能看成是他们的疏忽。因为，欧美等国进口的设备中，生活生产使用的泵类中广泛使用软启动器和变频器。这可理解为他们是以消防设施的可靠性出发采取的方式，不建议使用。可是，我国的情况却截然不同，有源启动方式在消防泵启动上被广泛应用。目前在国内使用的软启动器和变频器的质量良莠不齐，品牌品质也参差不齐，使用者的水平更是不一而论，设计者和使用者的理解、认识存在较大差异。如：消防泵的过载保护方式，有源和无源方式截然不同。无源方式时，其热磁保护（热继电器）在过载后，只报警不停泵。但，有源方式准确的电子式保护在过载后会马上关闭软启动器或变频器的输出而停泵，此时，如果消防事件发生如何启动消防泵给出水源，从而完成消防灭火呢？
　　笔者认为，消防泵启动方式的选择不宜选择有源方式，应采用无源方式。直接启动方式可以满足大多数的建筑物对消防给水设备容量的要求，所以需要首先推荐。现在，是时候规范消防泵启动方式（目前，在我国尚未有一个规范涉及到此问题），否则在如此强调消防安全的今天，这完全是管理漏洞，此漏洞是建筑防火的不稳定因素。
　　最后，我们谈一下如果发生消防事故，消防泵的启动控制回路发生故障时消防泵启动不了怎么办？下面介绍一种具有紧急启动消防泵机械装置的消防给水设备控制装置。
　　该装置在双电源转换线路、低压电器组成的主回路的连接结构和柜体前面板上的电压表、电流表、若干指示灯和按钮的结构外，其特征包括：操作手柄、卡销、操作手柄带动的连动杆、连动杆的复位弹簧、由连动杆带动的旋转开关、由连动杆带动的横杆及由横杆带动的可调节的短杆组成的消防紧急情况下启动消防水泵的手动机械装置。连动杆带动旋转开关，在手柄逆时针旋转90°后电状态是断开状态。短杆是绝缘材料制造的，且有螺纹并附两个螺母用来调整和紧固短杆，短杆调整标准为使其距离主电路中的主接触器在短杆由手柄推入时的传动力可能使主接触器的所有触点接实而不能产生虚接。卡销安装于柜体侧梁上，且其是连动杆的活动轴，手柄逆时针旋转90°后并按下，其要将连动杆卡住，让连动短杆可持续压紧于主接触器上。然后，在手柄顺时针旋转时，连动杆上的复位弹簧会使其恢复到位置。横杆是工字钢结构，其一端以轴的方式固定于柜体的另一侧梁上，以此中心，可以平行移动；另一端由连动杆带动平行移动，正是这平行移动带动短杆做压紧及施放主接触器的动作。
　　当消防事故发生时，若消防泵控制柜电路发生故障而不能让消防泵及时启动，被授权者可立即操作手柄，将它逆时针旋转90°，用适当的力按下。这时主电路的主接触器被强行压下，即接通了消防水泵的电机馈电电源，如此，水泵就被强行启动，而不是按原来电路按排的启动程序。之所以先要做逆时针旋转的动作是为了操作旋转开关先断开控制柜内的二次控制线路的电源。在消防事件结束后，被授权者只要顺时针旋转手柄，它受复位弹簧作用复位至初始状态。

标签:  消防泵 离心泵 连成泵
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点击次数：  更新时间：2015-04-03 09:00:41  【打印此页】  【关闭】
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