南通消防穩(wěn)壓成套設(shè)備工作原理
消防穩(wěn)壓成套設(shè)備用于頂層消防給水的增壓也是設(shè)計(jì)常用的一種增壓設(shè)施。氣壓罐的主要作用是提供足夠的消防水壓,而貯存少量的消防用水,室內(nèi)10min的消防水量仍然貯存在屋頂水箱中,因此,消防氣壓罐的容積較小,這是與其它氣壓給水系統(tǒng)的不同之處。
2.1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(gè)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2所示。系統(tǒng)平時(shí)的壓力由穩(wěn)壓泵提供,當(dāng)壓力升高,達(dá)到穩(wěn)壓水容積的高水位時(shí),穩(wěn)壓泵自動停止運(yùn)行;當(dāng)壓力降低,達(dá)到穩(wěn)壓水容積的低水位時(shí),穩(wěn)壓泵自動開啟,將穩(wěn)壓水容積提升到高水位。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(shí),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低水位時(shí),停止穩(wěn)壓泵,自動開啟消防泵滅火。
2.2氣壓罐的設(shè)計(jì)計(jì)算
氣壓罐增壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容主要有兩個(gè)部分,即氣壓罐總?cè)莘e的計(jì)算和每個(gè)壓力控制點(diǎn)壓力值的計(jì)算。總?cè)莘e的計(jì)算確定所選壓力罐的大小,壓力的計(jì)算確定穩(wěn)壓泵的啟、停范圍以及開啟消防泵的壓力值。
2.2.1氣壓罐的總?cè)莘eV
氣壓罐的總?cè)莘e一般按公式V= βVX÷(1- αb)計(jì)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;β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;αb為氣壓罐低工作壓力和高工作壓力之比(以壓力計(jì)),一般宜采用0.65~0.85。
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(shí)間約為30s。對于消火栓給水系統(tǒng),按同時(shí)使用2支水槍(每支水槍流量5 L/s)計(jì),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(gè)噴頭同時(shí)開啟,每個(gè)噴頭以1 L/s計(jì),消防貯水容積為5*1*30=150L。當(dāng)2個(gè)系統(tǒng)共用氣壓罐時(shí),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。
2.2.2壓力控制點(diǎn)壓力值的計(jì)算
氣壓罐設(shè)4個(gè)壓力控制點(diǎn)。其中:P1為氣壓罐低工作壓力點(diǎn)或氣壓罐充氣壓力,即消防貯水容積的下限水位壓力,等于不利點(diǎn)消火栓所需的水壓Hmin,其計(jì)算方法同增壓泵;P2為工作壓力,即啟動消防泵的壓力值。按下式計(jì)算:
P2 =(P1 + 0.098)÷ αb - 0.098
P01為穩(wěn)壓水容積下限水位壓力,此時(shí)啟動穩(wěn)壓泵;P02為穩(wěn)壓水容積上限水位壓力,即氣壓罐工作壓力,此時(shí)停止穩(wěn)壓泵。
2.2.3計(jì)算舉例
筆者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:αb = 0.76
氣壓罐總?cè)莘e:V= βVX÷(1- αb) = 1.1×(300+20+50)÷(1-0.76)=1.70m3
選用:SQL1000×0.6氣壓罐一臺
南通消防穩(wěn)壓成套設(shè)備工作原理充氣壓力:
P1 =Hmin= Hq+ Hd+ HK+∑h-H = 0.16+0.01+0.02+0.0082-0.04 = 0.14(Mpa)
工作壓力:P2 =(P1 + 0.098)÷ αb - 0.098 = 0.14 ÷ 0.76-0.098 = 0.22 (Mpa)
穩(wěn)壓泵啟動壓力:P01 = P2 + 0.02~0.03Mpa = 0.22+0.02~0.03 = 0.24~0.25(Mpa)
穩(wěn)壓泵停泵壓力:P02 = P2 + 0.07~0.09Mpa = 0.22+0.07~0.09 = 0.29~0.31(Mpa)
穩(wěn)壓泵揚(yáng)程:H = (P01 +:P02 )÷2 = (0.24+0.39)÷2 = 0.27 (Mpa)
穩(wěn)壓泵流量:Q ≤5.0L/S
選用40LG12-15×2水泵兩臺 一用一備 每臺:Q = 4.17L/s H = 27m N = 2.2KW