消防泵机械应急启泵及联动控制

2015-03-22昆明市建筑设计研究院有限责任公司云南昆明650228

现代建筑电气 2015年4期

关键词：全压消防泵控制柜

席伟(昆明市建筑设计研究院有限责任公司, 云南昆明 650228)

消防泵机械应急启泵及联动控制

席伟
(昆明市建筑设计研究院有限责任公司, 云南昆明 650228)

介绍了GB 50974—2014《消防给水及消火栓系统技术规范》对消防水泵控制柜机械应急启泵功能的要求,阐述了GB 50116—2013《火灾自动报警系统设计规范》对消防泵、喷淋泵联动控制方式的要求, 以期为相关电气设计人员提供参考。

消防泵; 喷淋泵; 消防水泵控制柜; 机械应急启泵; 联动控制方式

0 引言

消防水泵是消防水灭火系统的关键环节,其运行可靠性要求较高。特别是近十多年来,城市建设突飞猛进,超高层建筑越来越多,这对消防水灭火系统的可靠性提出了更高的要求。

本文对消防泵机械应急启泵及联动控制进行了探讨，以期为相关电气设计人员提供参考。

1 消防泵启动方式选择

通常采用的消防泵启动方式一般有全压直接启动、软启动、星三角降压启动、自耦变压器降压启动。自耦变压器降压启动消防泵的方式,由于再次连续启动时间较长,一般不推荐该启动方式。

当采用软启动器用于消防泵的启动,需满足下列两个条件:

(1) 电源及配电开关均需按照电机全压启动方式进行选择。

(2) 采用软启动器启泵,需要用时间继电器对加速时间进行限制,当启动时间超出10 s时,实现全压启动运行。

机械应急启泵功能适用于所有的启泵方式,包括直接启泵、软启动、星三角降压启泵、自耦变压器降压启动等,均采用机械方式动作与主回路的运行接触器,使水泵电机直接全压启动。

2 消防电机保护功能要求

IEC 62091—2007、NFPA 20—2007规范要求应设置电机堵转保护。GB/T 21208—2007《低压开关设备和控制设备固定式消防驱动室的控制》也要求设置防止堵转电流和短路电流的过流保护,此时电源保护装置的脱扣器应允许长时间承载300%的电动机额定工作电流。断路器的额定电流应不低于115%的电动机额定工作电流,应能满足正常和紧急起动电动机的机械性能要求而不脱扣,提供短时短路保护。电机保护回路不允许安装热过流保护装置。回路发生过载时仅报警不动作开关切断电路,还需要设置接地故障保护、缺相保护等功能,这些保护功能均可以在电机保护开关选择上来实现。

3 消防水泵控制柜机械应急启泵功能

3.1 规范要求

GB 50974—2014《消防给水及消火栓系统技术规范》于2014年11月1日实施,其第11.0.12条(强制性条文)规定:消防水泵控制柜应设置机械应急启泵功能,并应保证在控制柜内的控制线路发生故障时由有管理权限的人员在紧急时启动消防水泵。其条文解释为:如果弱电信号因故障或继电器等故障不能自动或手动启动消防泵时,应依靠消防泵房设置的机械应急启动装置启动消防泵。为此,消防泵只要供电正常,无论控制线路如何,都能强制启动,以保证火灾扑救的及时性。

消防水泵一般采用全压启动、软启动、星三角降压启动方式启动。大型工程消防水泵容量比较大,多采用软启动或星三角降压启动,控制线路节点多,难免有控制线路故障情况,在火灾紧急情况下不能等到故障修复后再启动消防泵,必须通过强制机械应急手柄直接启动消防泵。

3.2 控制柜机械应急启泵功能

在火灾紧急情况下,采用装于消防水泵控制柜上的强制机械应急手柄,直接使主回路交流接触器吸合,全压直接启动消防泵。

3.3 机械式应急启动装置注意事项

(1) 应急机械启动装置依赖于采用机械的方式闭合接触器,使消防泵电动机全压启动,故为消防泵供电的电源及保护装置线缆均需按照电动机全压启动进行设计。

在选择电机保护开关时,启动电流倍数一般按照下列情况考虑:① 全压直接启动,启动电流倍数一般为7Ie;② 星三角降压启动,启动电流倍数一般为4Ie;③ 变频启动,启动电流倍数一般为2Ie;④ 软启动,启动电流倍数一般为(3～7)Ie可调,一般出厂设置为5Ie。

(2) 一旦应急机械启动手柄动作,通过限位开关控制接触器的快速开闭,减少潜在的电弧和接触器触头损伤,要求机械式闭合接触器应瞬间吸合,触头吸合稳定。

(3) 设计中为消防泵提供备用电源的柴油发电机组容量选择,应考虑该时刻最大一台消防泵全压直接启动时的电压降,需满足规范要求值。

(4) 消防泵控制柜多为水泵生产厂家配套提供,设计时应在其控制系统回路上设置机械应急启泵手柄,并置于控制柜面板上明显位置,以红色标示。

(5) 应避免电弧对触头烧蚀,影响交流接触器的正常工作。交流接触器在低压电气控制、远距离控制、启动频繁的电机或大型负载时经常用到,是电力系统最常见的控制电器。应选择与电机容量匹配的接触器,确保电动机启动时正常工作端电压降质量不可忽视。当端电压下降时,交流接触器的线圈电压可能低于其吸合电压,导致触头吸合不稳固,容易产生飞弧甚至烧毁触头。

(6) 重点防火单位应制定紧急应急预案,由具有管理权限的人员在紧急时启动消防水泵。

4 国外消防水泵控制柜机械应急启泵功能使用特点

在国际电工标准(IEC)和美国消防协会标准(NFPA)推荐的典型接线方案图中,仅有一台消防泵接线方案,没有设置备用泵,所以要求设置应急机械启动装置,为仅有一台消防泵提供第二次启泵的可能性。

设置一台消防泵的方案,在国外工程中是常态,是为了使系统具备相当的可靠性。其控制柜电气控制回路故障因数是不能排除的,所以要求设置应急机械启动装置。我国规范要求与之有所不同,所有为消防系统服务的泵组都必须采用备用机组。鉴于工程运行经验,并参照国外相关规范要求,在消防泵控制柜上设置应急机械启动装置。其优点是加大了可靠性,缺点是增加了工程投资,提高了控制管理的要求。

5 对消防泵喷淋泵联动控制方式的要求

GB 50116—2013《火灾自动报警系统设计规范》、GB 16806—2006《消防联动控制系统》对消防泵、喷淋泵、消防风机联动方式有一些改变,取消控制电路中手动、自动转换开关的手动位,确保消防泵控制箱随时接收手动/自动启泵信号,其中手动是指控制箱启泵按钮。

GB 50116—2013对消防泵喷淋泵控制方式分别要求如下:

(1) 消防泵控制方式。

① 联动控制方式。由消火栓系统出水干管上设置的低压压力开关、高位消防水箱出水管上设置的流量开关或报警阀压力开关等信号作为触发信号,直接控制启动消火栓泵,联动控制不应受消防联动控制器处于自动或手动状态的影响。

② 手动控制方式。将消火栓泵控制箱(柜)的启动、停止按钮用专用线路直接连接至设置在消防控制室内消防联动控制器的手动控制盘,并应直接手动控制消火栓泵的启动、停止。

③ 当建筑物内无火灾自动报警系统时,消火栓按钮用导线直接引至消防泵控制箱(柜),启动消防泵。消火栓泵的动作信号应反馈至消防联动控制器。

(2) 喷淋泵控制方式。

① 联动控制方式。由湿式报警阀压力开关的动作信号作为触发信号,直接控制启动喷淋消防泵,联动控制不应受消防联动控制器处于自动或手动状态影响。

② 手动控制方式。应将喷淋消防泵控制箱(柜)的启动、停止按钮用专用线路直接连接至设置在消防控制室内的消防联动控制器的手动控制盘,直接手动控制喷淋泵的启动、停止。

水流指示器、信号阀、压力开关、喷淋消防泵的启动和停止的动作信号应反馈至消防联动控制器。

消防泵、喷淋泵联动控制直接启动的条件与规范要求有所改变。消防泵:低压压力开关、高位消防水箱出水管上设置的流量开关或报警阀压力开关等,直接控制启泵。喷淋泵:由湿式报警阀压力开关的动作信号作为触发信号,直接控制启泵。增加直控方式,在技术上避免了通过报警总线传输信号的误动作和动作的时间迟滞问题,从而赢得救援灭火时间。采用上述信号作为直接控制启泵,具有准确性、可靠性较高、动作时间短等特点。在工程设计中应充分注意到这些变化,完善相应的消防设计。

6 结语

随着经济的不断发展,建设工程规模越来越大,消防工程关系到人身、财产安全。电气设计人员应理解国家相关规范,为消防设计提供安全、可靠、合理的解决方案。

[1] GB 50116—2013 火灾自动报警系统设计规范[S].

[2] GB 50974—2014 消防给水及消火栓系统技术规范[S].

[3] GBT 21208—2007 低压开关设备和控制设备固定式消防驱动器的控制[S].

[4] GB 16806—2006 消防联动控制系统[S].

[5] 贾若双.消防设备供电问题探讨[J].现代建筑电气,2013,4(5):56-58.

Mechanical Emergency Pump of Fire Pump and Linkage Control

XI Wei

(Kunming Architectural Design & Research Institute Co., Ltd., Kunming 650228, China)

According to GB 50974—2014 and GB 50116—2013,this paper introduced the mechanical emergency pump functions of fire pump control cabinet,and elaborated the requirements of the linkage control modes of fire pump and spray pump.It could provide references for relevant electrical designers.

fire pump; spray pump; fire pump control cabinet; mechanical emergency pump; linkage control mode