从水泵不能自灌的解决方法看某办公楼的消防泵选用.doc

从水泵不能自灌的解决方法看某办公楼的消防泵选用摘要建筑设计防火规范第条规定消防水泵应采用自灌式吸水但是本条的条文解释又补充了采用自灌式引水有困难时应有可靠迅速的充水设备随着项目的多样性和建筑条件的复杂性消防水泵不能自灌的情况越来越多笔者就遇到此类情况下面就通过介绍几种解决消防泵不能自灌的方法来选择消防泵关键词普通消防泵不能自灌潜水消防泵深井泵笔者不久前为某十一层的办公楼做给排水和消防设计该办公楼的水泵房设在架空层不便设消防水池在办公楼的南面有一个天然水塘水域亩平均水深为最浅处水深能保证在由于该办公楼位于一个小区内该小区的景观水与这个天然水塘循环使用为了保证小区的景观水不干涸甲方请景观公司做了一套雨水收集利用系统同时为预防干旱少雨还自建了水井随时可抽取地下水作为补充因此水塘的水位可保持长年不变水质方面甲方采用了一套净化过滤系统可保证水质为水中的值为水中含固体杂质的体积比不超过粒度不大于鉴于以上原因经消防部门同意将天然水塘作为室内消防用水水源由于天然水塘水面的水位标高低于办公楼架空层地面标高此外基础和防水等措施处理起来很麻烦水泵房位于架空层上此情况下普通消防水泵无法实现自灌为了解决这个问题笔者提出了几种方案并对各种方案的优缺点进行比较最后确定方案首先根据国标消防泵消防泵分为普通消防泵深井消防泵和潜水消防泵下面我就对以上三个类型的泵进行分析选择普通消防泵这类泵一般为离心泵离心泵的工作原理是工作前先将泵内充满液体然后启动离心泵叶轮快速转动叶轮的叶片驱使液体转动液体转动时依靠惯性向叶轮外缘流去同时叶轮从吸入室吸进液体在这一过程中叶轮中的液体绕流叶片在绕流运动中液体作用一升力于叶片反过来叶片以一个与此升力大小相等方向相反的力作用于液体这个力对液体做功使液体得到能量而流出叶轮这时液体的动能与压能均增大因此离心泵起动前泵内要灌满液体离心水泵常见的引水方式有两种自灌式和自吸式自吸式引水方式自吸式水泵泵轴在吸水水面之上吸水管的末端安装一个底阀即起着止回阀的作用当水泵停止运转后可阻止吸水管倒空的现象该种安装方法可在水泵的出水管上接一水管进行灌水用吸水管和泵体内的空气可由泵体上的放气阀排除一般若底阀不出故障水泵可正常工作但一般情况下自吸式安装由于水质不洁腐蚀底阀的橡胶堑片水中杂质如砂粒水泥块锈蚀片卡在底阀上或底阀轴锈蚀等原因使底阀失去单向阀的作用而使整个系统出现故障不出水底阀的水头损失也很大而且启动时需向泵内注水和向泵外排气不能作到启泵即出水容易贻误灭火时机故自吸式引水方式不提倡应用于消防水泵但是目前已有厂家生产出了型强自吸消防泵该产品性能满足国家标准和建筑设计防火规范对消防泵的要求产品已经国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验中心检测合格其工作原理为该系列泵自身带有吸真空装置电机启动后吸真空装置开始工作将吸水管即泵内的空气排出泵随即吸水工作吸真空装置有手动和自动两种控制方式手动装置在泵启动前将控制手柄置于合的位置在水泵上水后再将手柄置于离的位置自动装置通过压力变送器传送给控制柜的压力信号的变化从而控制电磁离合器的离合使吸真空装置自动开启和关闭由于本项目即该十一层办公楼能放置消防泵的地方只有架空层架空层标高距水塘最低水位约为了美观水泵尽量放置在靠墙的位置这样水泵的吸水管较长而由于自吸泵要先排气再吸水工作不能达到启动即出水的供水要求故不使用于本项目消防的要求自灌式引水方式自灌式吸水方式是最普遍使用的吸水方式此方式是使水泵充满水水泵启动时省去了灌水排气的时间能迅速投入运转提高了水泵启动的自动化和可靠程度这种方法常用于有地下室的建筑布置时把水泵房设置在地下室水池设置在地下室水泵房旁边或室外地下这种吸水方式水池的工作水位高于水泵轴线标高使吸水管内一直都充满水能保证水泵自动迅速启动对于没有地下室的建筑若采用上述自灌式吸水方式就有困难因为这种建筑水泵房一般布置在底层地面上如果在底层水泵房旁边设置水池特别是体积比较大的消防水池它将占用大量的底层使用面积这时可采用以下几种方式解决这一问题第一种方式为在水泵的吸水管末端安装吸水底阀吸水底阀实际上是一种止回阀它保证水流只能由水池进人吸水管而不能倒流所以如果吸水管内充满水尽管水泵轴线标高高于水池的工作水位但由于有吸水底阀的作用吸水管内的水不会流入水池可使吸水管内一直都充满水保证水泵能自动迅速启动这种吸水方式的可靠性受吸水底阀质量的影响比如关闭不严漏水吸水管内的水就会慢慢流人水池时间长了吸水管内就没有水导致水泵启动时仍需人工灌水第二种方式为采用其他水源补水它是在第一种吸水方式的基础上在水泵出水管止回阀的前面安装一管道并把此管道连接到室外的市政给水管或其他外部水源向水泵吸水管内供水补充底阀漏掉的水使吸水管内充满水这种吸水方式的可靠性受室外水源的影响在室外水源长时间停水的情况下吸水管内的水有漏空的可能因此水泵启动时就需人工灌水第三种方式是对第二种吸水方式进行改进利用屋顶水箱向水泵吸水管内补水这种方式不受室外水源停水的影响可靠性高适用于有屋顶水箱的建筑对于没有屋顶水箱的建筑也可以在水泵房内设置一个小水箱向水泵吸水管内补水第四种方式为设置泵前吸水罐这种方式需要在水泵吸水管上设置一个吸水罐水泵在第一次运行前罐内应人工灌满水第一次运行停止后因为吸水罐的进水管高度高于罐内水面高度尽管水池内水面高度低于罐内水面的高度罐内的水也不会倒流进入水池所以吸水罐内能储存一定的水又因为吸水罐的出水管即水泵的吸水管高度低于罐内水面高度故能保证水泵的吸水管内充满水以后水泵再运行时水罐内的水被水泵抽走罐内出现负压水池中的水在大气压力的作用下补充到吸水罐内通过吸水罐水池内的水就不断进人水泵被源源输出这种吸水方式安全可靠性高但需设置吸水罐并且吸水管的容积越大吸水罐的体积也越大不但使造价增加同时也占用水泵房内一定的空间第五种方式为在水泵吸水管路上设置真空泵水泵启动前真空泵先启动使水泵吸水管内先充满水保证水泵自动迅速启动这种吸水方式需要有完善的自动控制系统以保证真空泵先于水泵启动并且造价也高可靠性受自动控制系统的影响以上五种解决水泵自灌的方式可以说各有优点但也存在缺点对于本项目来说都不能同时满足安全美观节省造价的要求为了更好的解决这一问题同步排吸泵便应运而生现行建筑设计防火规范条文说明第条写明若采用自管事引水有困难时应有可靠迅速的充水设备如同步排吸式消防水泵等同步排吸泵工作原理同步排吸泵在泵前端设有气液混输装置前置自灌器安装时将前置器及泵壳内注满水如图起泵时前置器中的水自然流入水泵内完成自灌引水水泵首先将前置器内的存水由泵输往出口管路而使前置器内形成局部真空水池中的水在大气压力作用下通过吸水管流入前置器形成水经由吸水管瀑降管和出水管而进入水泵继而又被水泵加压后送出特别是流经瀑降管时水从上方跌落降下酷似瀑布由于水流瀑降必然将吸水管中原有的空气带入水中而形成气泡这些气泡不及分离又随水流被水泵抽走前置器中的空气连续被带走必然导致前置器内的水位不断上升直到吸水管中的空气排净前置器全部恢复满水为止如果当水泵输水量大幅度下降时瀑降水量大大减低这样将不利于空气的带出为此本前置器特装有喷射管和气水混合管当水泵工作时泵出口的高压水部分流入前置器的喷射管由于在喷射管口形成高速水流因此前置器中的空气被一并带入气水混合管最后将气水混合液的水的空气送至水管被水泵抽走这样可保证水泵在极低负荷下仍有良好的排除空气的功能本项目即该十一层办公楼距水塘最近且可以放置消防泵的地方在架空层靠墙处架空层平面与水塘最低水位差近造成水泵的吸水管较长考虑到同步吸排泵排气吸水的时间过长故该泵也不能用于此项目以上是普通消防泵的不能自灌时的解决办法在受条件限制水泵不能时除了采取可靠的充水设备外还可以采取不需自灌的泵比如潜水泵和深井消防泵潜水消防泵潜水消防泵最大的优点就是可以在水下作业具有结构简单体积小重量轻不用泵房安装维修方便运行安全可靠高效节能等特点缺点是电缆及密封件易老化导致漏电等因此选择潜水消防泵时水泵及其配件的品质很重要深井泵结构简介长轴深井泵由四大部分组成即工作部分包括进水管有些泵会有底阀扬水管部分泵座部分和动力系统其中前两部分位于井下后二部分位于井上其中泵座承受了所有工作部分和扬水部分的重量因此泵座必须固定在可靠的基础上工作原理电机启动后通过传动轴叶轮轴带动叶轮旋转在叶轮的作用下使水获得了速度能和压力能即扬程具有一定能量的水通过带有环状空间和扭曲叶片的中壳上壳把水引导次一级叶轮或扬水管中再通过泵座弯管吐出地面水流所获得的扬程与叶轮级数成正比深井泵是从水井中将地下水提送至地面的设备深井泵的缺点就是导轴承易磨损维修量大磨损后会导致轴的振动扭曲甚至断裂增加了操作人员劳动强度和运行成本综合上述水泵的特点再结合本项目的实际情况笔者认为潜水消防泵比较适合理由如下如图所示水塘在建筑物架空层的南面南面是建筑物的正面是用来观景的如果在架空层上设置四台水泵很不美观架空层就失去了观景的作用因此采用普通消防泵的方案未被采纳对于深井泵这种泵适用于需要打井取水的情况而本项目是个天然水塘深井泵显然不适用于本项目所以最终确定采用潜水消防泵设置在靠近架空层西南角的位置阀门压力表等附件贴着架空层西面的挡土墙上这样便于管理另一方面国标消防泵上认可了潜水泵可以作为消防泵而且很多厂家都可以生产出合格的产品达到了国标的要求并且通过了国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验中心的检测用于具体的工程中是完全可以实现的图结论和展望从以上对各种泵的分析中不难看出离心泵自灌式吸水方式安全可靠程度较其他方式无疑是最高的但是当不能采用自灌式吸水方式时应根据工程的实际情况选用水泵的吸水方式做到既安全可靠又经济合理尤其是我国很多南方地区水源充沛可利用的自然水源丰富在有可靠水量保证的情况下完全可以充分利用自然水作为消防用水随着科技的不断进步相信有一天我们可以做出更多优质的水泵适用于不同的水源以满足消防的要求参考文献吴玉祥消防供水安全设施的几个问题给水排给水排水王丽晶低水位消防供水技术的研究肖睿书赵永代闫利国对消防泵选用设计的改进消防技术与产品信息姜乃昌主编消防供水泵及水泵站中国建筑工业出版社第四版