稳压泵的压力设定和扬程确定

稳压泵的压力设定和扬程拟定黄国元　陆仲达　姜文源 提纲 稳压泵的压力设定值决定于稳压泵扬程，稳压泵的扬程一般不另行计算，而是采用消防主泵的扬程，其因素在于设立稳压泵的目的是使消防给水管网的水压稳定而在集中稳高压给水系统中，这样拟定的稳压泵扬程及设定压力值，往往使消防给水管网始终处在较高压力工况，因而使管网内水压与管道及其接口的承压能力这一对矛盾趋于突出从保证最不利处灭火设施水压规定这一基本前提出发,提出拟定稳压泵扬程和设定压力的新思路,并按３种状况分别作出阐明　　核心词 稳高压给水系统　稳压泵　扬程 压力设定 气压水罐 Absｔraｃｔ:　The ｐressure ｏf ｐressure　stａbilizｉｎｇ puｍｐ will ｂe settｌｅd ｏn　the bａsis oｆ iｔｓ dｅliｖery heａd ｗｈich　iｓ not cａlcｕｌated ｂut determiｎed　by　ｔhe deｌivery head oｆ　maiｎ firｅ ｐump as　the ｆuｎｃtiｏｎ　of ｉｔ iｓ　to stabｉlize tｈe ｐressure inｓidｅ ｔhｅ fｉre wａter syｓtｅｍ.　Ｂy　thｉs ｗay, hｏweveｒ，　ｔhe working　preｓsuｒe oｆ the firｅ wａter systｅm will be　at ｈighｅr　ｌｅveｌ　in cａse of　ｔhe centｒal stａbilizing ｈigh presｓｕre ｓyｓtｅm ａnd uｎdesiｒａｂｌe ｃonsｅqｕenｃes　related　to the pressurｅ－aｃcepｔａnｃe of the　pipe　and　thｅ joiｎts ｓｈａll　ｃｏme forｔh. A ｎew coｎｃeｐｔ　to ｄｅｔermｉnｅ the　ｄeliverｙ hｅａd ｏf　the　pumｐ and tｏ sｅt uｐ tｈe prｅｓsure oｆ　thｅ ｓysteｍ iｓ proposed in this　papeｒ, ｂａsed ｏn tｈe precｏｎｄition to eｎsure　tｈe water　ｈead　ｄeｍand ｏf any　fiｒe aｐplianｃｅ at ｔhｅ mｏst unfavｏｒabｌe ｐｏinｔ.　 在稳高压消防给水系统这个大题目下,有许多文章要做，需要作进一步进一步探讨。

我们已经就稳高压给水系统与高压、临时高压给水系统的区别、特点、稳压泵的流量等方面谈了些见解,本文想着重阐明稳压泵的扬程拟定和压力设定,供同行们探讨ﻫ　　稳压泵的扬程和压力设定值的拟定，要辨别3种状况：(1) 稳高压消防给水系统中,稳压泵与消防主泵共用气压水罐；(2） 稳高压消防给水系统中,稳压泵设气压水罐;(３) 稳高压消防给水系统中，有稳压泵而无气压水罐ﻫ 至于消防给水系统中设立用以替代消防水箱的气压水罐，而其水调节容量不管为１8m3,12m3,6m3，还是《自动喷水灭火系统设计规范》（GBJ45-8５）修订本送审稿中规定的２.４m3，都不在本文讨论范畴,文章所波及的气压水罐指水调节容量为45０L及如下的气压水罐１ 第一种状况 　当稳压泵和消防主泵共用气压水罐，且气压水罐不用于替代消防水箱,只起满足消防主泵启动前消防所需水量和水压;以及通过水位和压力传感器以控制稳压泵启停和消防主泵启动时,在该气压水罐内重要有３个压力设定值，如图1所示图１ＶX——贮水容积;VS——稳压水容积；VΔΡ——缓冲水容积;ﻫＶ0——不动水容积;P0——起始压力;P1——最低工作压力；Ｐ2——最高工作压力,灭火消防主泵启动压力;ﻫP3——稳压水容积下限压力，稳压消防水泵启动压力；ﻫＰ4——稳压水容积上限压力，稳压消防水泵停止压力;h0——起始水位；h1——消防贮水容积下限水位;ﻫh2——消防贮水容积上限水位；ﻫｈ3——稳压水容积下限水位；h4——稳压水容积上限水位。

P2为消防主泵启动压力，P３为稳压泵启动压力,P4为稳压泵停泵压力，按国内有关设计院的经验P３－P２0．0２MPa，P４-P30．05ＭPa相应于P2、P3和Ｐ4压力值的水位为h2、h３和h4ｈ2水位线下的水调节容积，按《高层民用建筑设计防火规范》的规定为45０L，h2~ｈ３区段的水容积为缓冲水容积,h3～h４区段的水容积为稳压水容积 这种状况,稳压泵的压力设定值为P3和Ｐ4，P３为稳压泵压力设定下限值,即稳压泵启动压力;Ｐ４为稳压泵压力设定上限值,即稳压泵停泵压力P3和P4均不小于P2，不小于消防主泵的扬程对以上压力设定值的相对关系,国内技术界意见是一致的,并已将有关规定纳入推荐性规范《气压给水设计规范》(ＣECS76∶95)的有关条文（见规范条文４.3.4)如果说要探讨，也只限于P３和Ｐ4压力设定值高于Ｐ2多少的问题2　第二种状况 　当系统设有气压水罐，而气压水罐不贮存消防主泵启动前消防所需的水量，气压水罐的设立,其目的只在于：(1)控制稳压泵的启停;(2) 缓和稳压泵启停过于频繁;(3） 缓冲因停泵水锤因素而导致的对系统的压力冲击 对这种状况,常规做法是将稳压泵启动压力，即压力下限值略高于消防主泵扬程，稳压泵的停泵压力，即压力上限值按气压水罐工作压力比,即气压水罐调节容积拟定,也有按经验系数值拟定的，其措施与第一种状况相仿,以图示表达见图2。

相应于P3和Ｐ4的水位为ｈ3和h４，h3与ｈ4之间区域的水容积为缓冲水容积也有将消防主泵的启动压力值设立在气压水罐内的,如果这样则图2就转换成图1形式图2注：图2中,字母意义同图1 这种做法长期以来未被质疑而得到许可，是基于如下因素:(１) 对稳压泵的功能是为了使消防给水管网水压稳定的理解存在片面性和表面化2) 觉得消防泵,涉及消防主泵和稳压泵，不必要象生活泵那样要计及效率和能耗同步为稳妥起见,觉得水泵扬程高，管网压力高不会有害处,于消防灭火有利３） 按消防设计流量计算消防主泵扬程，再据此以计算稳压泵设定压力值和扬程，较为简便４)　对消防方面的技术问题没有深究 　但状况正在起变化，随着稳高压给水系统日益得到注重，由于集中稳高压给水系统的应用,对某些问题有了新的结识：（１） 水泵扬程高、管网压力高在有些状况不是好事管网长期处在高压状态下运营，容易加剧渗漏、引起管道配件移位等问题发生２) 消防主泵启动次数少，可以不必要象生活泵那样计及效率及能耗,而稳压泵状况不同，启停频繁,完全不考虑稳压泵的效率和能耗是不当当的ﻫ　 因此，有必要在满足最不利处灭火设施消防用水水压和水量规定的前提下,拟定稳压泵的扬程和压力设定值。

　 当消防主泵工作时：消防设计流量为Ｑｓ；最不利处灭火设施在消防时规定的水压为Hｘ;最不利处灭火设施与消防主泵的标高差为ΔΗ；管网为通过消防设计流量所需的沿程水头损失为Hy；管网为通过消防设计流量所需的局部水头损失为Hj,则消防主泵的扬程为:H=Hx +ΔH+Ｈy+Hj　　　　 　　　 　　 　　 (１)　 当稳压泵工作时：稳压泵的流量为1L/s或5Ｌ/s;最不利处灭火设施在消防时规定的水压仍为Hx;最不利处灭火设施与稳压泵的标高差为ΔＨ′,当稳压泵为低位敷设,与消防主泵同在消防水泵房时，ΔΗ′与ΔH数值相称接近;管网为通过稳压流量所需的沿程水头损失为Hｙ′;管网为通过稳压流量所需的局部水头损失为Hj′;则稳压泵的扬程为：Ｈ′＝Hx+ΔＨ′＋Hy′+Ｈj′ 　　　 　　 　　(2)　　比较公式(１)和(２),Hｘ＝Ｈx,ΔHΔΗ′沿程水头损失和局部水头损失都决定于流量，稳压泵的流量远远不不小于消防主泵流量,因此Ｈｙ′Hy,Ｈj′Hj，即Ｈ′Ｈ结论是H′≠H，在满足最不利处灭火设施消防水压规定的前提下,稳压泵的扬程可以不等于消防主泵的扬程,稳压泵的扬程可以低于消防主泵的扬程这个结论会带来设计人员的几重顾虑:ﻫ　 (1)　不　好理解。

一般都觉得消防主泵的扬程就是消防所需的压力,但不理解不同的设计流量容许有不同的消防所需压力因此从表面上看，稳压泵的扬程低于消防主泵的扬 程似乎不好理解，但实质上,这两者都是以满足最不利处灭火设施消防用水水压规定为前提的区别在于消防主泵流量大,稳压泵流量小，虽然都为了满足同一地 点、同一目的、同一用途的水压规定，而由于消防设计流量和稳压流量数值的差别,使两种泵的扬程有所不同但虽然两种泵的扬程不同,从保证消防水压规定方 面，不会存在问题　　(2） 对管网运营存在疑虑，在实际运营时,当气压水罐为压力Ｐ４、最高水位h4时,稳压泵停泵；当管网存在渗漏,而水位下降至h3时,稳压泵启动；稳压泵一经启动,气压水罐水位上升，当上升至h4时，稳压泵停泵；当消防给水管网灭火设施开始出水用于火灾扑救时,气压水罐内水位下降至h３，虽然稳压泵启动，而水位继续下降至h2或压力下降至P２时,消防主泵启动,并以消防设计流量供水,此时消防主泵扬程高于稳压泵扬程P4,稳压泵自然在消防主泵工作时不起作用,因此稳压泵的扬程高下与否,不会影响消防给水管网的正常运营ﻫ 将稳压泵的扬程拟定与消防主泵的扬程计算区别开来存在的缺陷在于:ﻫ　　(1） 两番计算，以消防设计流量计算消防主泵扬程,以稳压流量计算稳压泵扬程，就比只计算消防主泵的扬程要繁复,往往不被设计部门所接受。

ﻫ　　(2) 稳 压装置定型产品已问世此类产品中的稳压泵规格、性能由于不也许具体懂得消防给水工程最不利处灭火设施的高程，管网形式,管道长度和管径大小,因此稳压泵　的扬程都按消防主泵扬程而定要精确拟定稳压泵的扬程和压力设定值只在具体工程中才干做到区别稳压泵与消防主泵的扬程在一般工程中是可以忽视的,当管网 小,压力值低时更是如此而在另某些状况下是可予以注重，也是十分必要的，如：集中稳高压给水系统其管网大、管道长、水压高,当消防给水管网长期处在高压　状态下运营,对管网是不利的,而使其在足够的、而又不致于过高的压力工况下运营,应当说是更安全些,特别对于某些工程环境条件不够如意,如土质差，支座和 支墩不完全到位，接口方式不抱负，管道在施工时避让过多，管线段存在较多的弯头承受内水压力的单薄环节,减少稳压泵扬程,使之低于消防主泵的扬程，以缓和 消防给水管网压力偏高问题，应当说是一种十分有效的措施，唯一局限性之处是设计部门需两次计算，分别计算消防主泵和稳压泵的流量但这种做法虽然如此,也可 履行,由于就保证最不利处灭火设施的水压规定是可靠的,就保证灭火设施的流量规定（消防时的消防设计流量、稳压时的稳压流量）也是合理的。

从理论上也是有根据，也更精确3 第三种状况 当消防给水系统只设稳压泵而不设气压水罐时，状况和第二种状况基本相似,稳压泵的扬 程和压力设定值按稳压流量计算,仍以满足最不利处灭火设施消防用水压力规定为前提区别在于:有气压水罐时，压力传感和水位传感装置设立在气压水罐内,无 气压水罐时,压力传感装置设立在管道上此时稳压泵的扬程仍可低于消防主泵的扬程值。