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摘要：在建筑消防给水系统设计中，对采用临时高压消防给水系统的建筑，设于屋面或高位水箱间的消防水箱的设置高度通常无法满足系统最不利点灭火设备所需的水压要求，此时通常需设置增压稳压设备。
关键词：稳压泵 气压罐 工作原理 设计流量 设计压力
1 增压稳压设备的组成及设置位置
增压稳压设备通常由稳压泵、隔膜式气压罐、管道附件、控制装置等组成。
增压稳压设备可根据需要，设置于屋面、高位水箱间或消防水泵房内，通常与消防水箱设置于屋面。
2 稳压泵及气压罐的选择
2.1 稳压泵的选择
稳压泵是指在消防给水系统中用于稳定平时最不利点水压的给水泵。稳压泵通常选用小流量、高扬程的离心泵。消防稳压泵应设置备用泵，通常可按“一用一备”原则选用。消火栓给水系统、湿式自动喷水灭火系统可分别设置一套增压稳压设备，但实际工程中，通常是合用一套增压稳压设备。稳压泵泵壳和叶轮等主要部件宜采用不锈钢材料。
2.2 气压罐的选择
设置稳压泵的临时高压消防给水系统应设置防止稳压泵频繁启停的技术措施，当采用气压罐时，气压罐的调节容积应根据稳压泵启动次数不大于15次/h计算确定，但有效容积（稳压调节水容积）不宜小于150L。
气压罐消防储存水容积的要求：
（1）消火栓给水系统的气压罐消防储存水容积应满足火灾初期供2支水枪工作30s的消防用水量要求（一支消防水枪流量为5L/s），即V=2×5×30L=300L。
（2）自动喷水灭火系统的气压罐消防储存水容积应满足火灾初期供5个喷头工作30s的消防用水量要求，即V=2×5×30L=300L。
（3）当消火栓给水系统与自动喷水灭火系统合用气压罐时，气压罐消防储存水容积不应小于450L。
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3 稳压泵及气压罐的工作原理
（1）未发生火灾时，消防水泵未启动，消防系统管网内充满水，但消防水箱的设置高度无法满足系统最不利点灭火设备所需的水压，此时稳压泵向管网中持续充水，管网内压力升高，当达到设定压力值Ps2(稳压泵停泵压力）时，稳压泵停止工作。
（2）如果消防系统管网渗漏或由于其他原因导致管网压力逐渐下降，当降到设定压力值Ps1(稳压泵启泵压力）时，稳压泵再次启动。如此周而复始，维持使管网的压力始终在Ps1~Ps2之间。
实际运行中，稳压泵频繁启动，不但泵易损坏，而且对整个管网系统和电网系统不利。因此，稳压泵常与气压罐配合使用。未发生火灾时，气压罐内压力为Ps2（如下图所示 ），消防给水管网处于较高工作压力状态，此时稳压泵及消防水泵均处于停止状态；随着管网渗漏，管网内压力逐渐降低，当压力从Ps2 将至Ps1时，稳压泵启动向气压罐内补水，当气压罐内压力增加至Ps2 时，稳压泵停止工作。
（3）当建筑发生火灾时，灭火设备出水，气压罐内储水量减少，压力下降，当压力从Ps2 将至Ps1时，稳压泵启动，但稳压泵的供水流量小于灭火设备的出水流量，气压罐内的水得不到补充，管网压力仍持续下降，当气压罐内的压力将至P2时，连锁启动消防泵向管网供水，同时稳压泵停止工作。由此可知P2﹤Ps2﹤Ps1
4稳压泵的设计流量
（1)稳压泵的设计流量不应小于消防给水系统管网的正常泄露量和满足系统自动启动流量。
稳压泵的设计流量＞管网泄露量；
稳压泵的设计流量＜灭火设施的出水量；
稳压泵的设计流量满足水箱出水管流量开关自动启动消防主泵的要求；
稳压泵的设计流量满足报警阀压力开关自动启动消防主泵的要求。
（2）稳压泵的设计流量宜按消防给水设计流量的1%~3%，且不宜小于1L/s。
对于自喷系统，稳压泵流量需要满足报警阀的启动流量要求（不小于1L/s），同时建议不大于一只洒水喷头的喷放流量。可以取稳压泵流量为1L/s，这个流量满足报警阀的启动流量要求，同时，最不利点标准洒水喷头流量（在0.15MPa下的流量是1.63L/s）大于稳压泵流量，高位水箱出口的流量开关也可以产生动作。 对于消火栓系统，需要满足水泵房启动压力开关的压力启动要求和高位水箱出口的流量开关动作要求，因此稳压泵流量不宜大于一支消防水枪的流量，可以取值3~4L/s。）
5 稳压泵的设计压力
稳压泵的设计压力应满足系统自动启动和管网充满水的要求。
稳压泵的设计压力应保持系统自动启泵压力设置点处的压力在准工作状态时大于系统设置自动启泵压力值，且增加值宜为0.07MPa~0.10 MPa。（即稳压泵启泵压力-主泵启泵压力=0.07MPa~0.10 MPa）。
（1）当稳压泵设置于高位水箱间时，高位消防水箱的设置位置高于其所服务的水灭火设施，根据规范GB50974-2014第5.2.2条可知，稳压泵的设计压力应保持系统最不利点处水灭火设施在准工作状态时的静水压力最大不低于0.15MPa，最小不低于0.07MPa。此时：
1)稳压泵启泵压力Ps1＞15-H1，且≥H2+7。
2)稳压泵停泵压力Ps2=Ps1/0.80。
3)消防泵启泵压力P2=Ps1+H1+H-7。
H1：稳压泵吸水管中心至最不利消火栓中心的距离，m；
H2：消防水箱设计水位至稳压泵吸水管中心的距离，m；
H：最不利消火栓中心至消防泵房压力开关安装位置的距离，m；
（2）当稳压泵设置于消防给水泵房时，稳压泵位于灭火设施下面，此时稳压泵到最不利点处水灭火设施的高度H的压力是压向稳压泵，因此：
1）稳压泵启泵压力P s1＞H+15，且≥H2+10。
2）稳压泵停泵压力P s2=P s1/0.85。
3）消防泵启泵压力P2=P s1-(7～10)。
稳压泵的设计压力应保持系统最不利点处水灭火设施在准工作状态时的静水压力应大于0.15MPa。
参考文献：
[1]GB50974-2014消防给水及消火栓系统技术规范
[2]15S909消防给水及消火栓系统技术规范图示
论文作者:李俊圆
论文发表刊物:《防护工程》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/21
标签：压力论文; 流量论文; 气压论文; 系统论文; 管网论文; 水箱论文; 消火栓论文; 《防护工程》2018年第20期论文;