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穩壓泵壓力和揚程的計算

時間（jiān）：2012/4/12 來源：浙江香蕉视频网站江泵業有限（xiàn）公司

穩（wěn）壓泵的壓力設定值決定（dìng）於穩壓泵揚程,穩壓泵的（de）揚程一般不另行計算,而是采用消防主泵的揚程,其（qí）原因在於設置穩壓泵的目的是使消防（fáng）給水管網的水壓穩定。而在集中（zhōng）穩高壓給水係統中,這樣確定的穩壓（yā）泵揚程及設定壓力（lì）值,往往使消防給水管（guǎn）網始終（zhōng）處於較高（gāo）壓力工（gōng）況,因而使管網（wǎng）內水壓與管道及（jí）其接口的承（chéng）壓能力這一對矛盾趨於突出。從保證不利處滅火設施水壓要求這一基本前提出發,提出確定穩（wěn）壓泵揚程和設定壓力（lì）的新思路,並按3 種情況（kuàng）分別作出說（shuō）明（míng）。

　　在穩高壓消防給水係統（tǒng）這（zhè）個大題（tí）目下,有許多文章要做,需要作進一（yī）步深入探（tàn）討。我們已經就穩高壓給（gěi）水係統與高壓（yā）、臨時高壓給水（shuǐ）係統的區（qū）別、特（tè）點、穩壓泵的流量等方麵談了些看法,本文想著重說明穩壓泵的揚程確定和壓力設定,供同行們探討（tǎo）。穩壓泵的揚程和壓（yā）力設定值的確定,要區分3種情況: (1) 穩高壓消防給水係統中（zhōng）,穩壓泵與消防主泵共用氣壓水罐; (2) 穩高壓消防給水係統中,穩壓泵設氣壓水罐; (3) 穩高壓消防給水（shuǐ）係統中,有穩壓泵而無氣壓水罐。至於消防給水係統（tǒng）中設（shè）置用（yòng）以替代消防水箱的氣壓（yā）水（shuǐ）罐, 而其水調節容量不論為（wéi）18m3 , 12m3 ,6m3 ,還是《自（zì）動噴（pēn）水滅火係統設計規（guī）範》( GBJ 45 -85) 修訂本送審稿中規定（dìng）的2. 4m3 ,都不在本文討論範圍,文章所（suǒ）涉（shè）及的（de）氣壓水（shuǐ）罐指水調節容量（liàng）為450L及以下的氣壓（yā）水罐。

當係統設有氣壓水罐,而氣壓水罐不貯（zhù）存消防（fáng）主泵啟動前（qián）消防所需的水量,氣壓水罐的設置,其目的隻在於: (1) 控製穩壓泵的啟停; (2) 緩解穩壓泵啟（qǐ）停過於頻繁; (3) 緩衝因（yīn）停泵（bèng）水錘原因（yīn）而造成的對係統的壓力衝擊（jī）。

圖1

對這種情況,常規做法（fǎ）是將穩壓泵啟動壓力,即壓力下限值略高於消防主泵揚程,穩壓泵的停泵壓力,即壓力上限（xiàn）值按氣壓水罐工作壓力比,即（jí）氣壓水罐調節容積確定,也（yě）有按經驗係數值確定的,其方法與第一種情（qíng）況相仿,以圖示表示見（jiàn）圖2 。相應於P3和P4 的水位為h3 和h4 , h3 與h4 之間（jiān）區域的水容積為緩衝水容積。也有將消防主泵的啟動壓力（lì）值設置在氣壓水罐內的,如果這樣則圖2 就轉換（huàn）成圖1形式。

這種做法（fǎ）長期（qī）以來未被質疑而得到許可,是基於以下原因: (1) 對穩壓泵的功能是為了使消防給水管網水壓穩定（dìng）的理解存在片麵性和表麵化。(2)認為消（xiāo）防泵（bèng）,包括消防主泵和穩壓泵（bèng）,不必（bì）要象生活泵那樣要計及效率和能（néng）耗。同時為穩妥起見,認為水泵揚程高,管網壓力高不（bú）會有壞處,於消防滅火有利。(3) 按消防設計流量計算（suàn）消防主泵揚程,再據（jù）此以（yǐ）計算穩壓泵設（shè）定壓（yā）力（lì）值和揚程,較為簡便。(4)對消防方麵（miàn）的技術問題沒有深究。但情況正在（zài）起變化,隨著穩高壓給水係統日益得到重視,由於集中穩高壓給水係統的應用,對某些問（wèn）題有了新（xīn）的認識: (1) 水泵揚程高、管網壓力高在有些（xiē）情（qíng）況不是好事。管網長期處於（yú）高壓狀態下運（yùn）行,容易加劇滲漏、引起管（guǎn）道配件移位等問題發生。

(2) 消防（fáng）主泵啟（qǐ）動次數（shù）少,可（kě）以不必要象生活泵那樣計及效率及能耗,而穩壓泵情況不同,啟停頻繁,完全不考慮穩壓泵的效率和能耗是不妥當的（de）。因此,有必（bì）要在滿足不（bú）利處滅火設（shè）施消防用水水壓和水量要求的前（qián）提（tí）下,確定穩壓泵的（de）揚程和（hé）壓力設（shè）定值。

當消防（fáng）主泵工作時（shí）:消防設計流量為Qs ;不利處滅火設施（shī）在消防（fáng）時要求的水壓為Hx ;不利處滅火設施與（yǔ）消防主（zhǔ）泵的（de）標高差為ΔΗ; 管網為通過消（xiāo）防設計流量所需的沿程水頭損（sǔn）失為Hy ;管網為通過消（xiāo）防設計流量所需的局部水頭損失為Hj ,則消防主泵的揚程為:

H = Hx + ΔH + Hy + Hj (1)

　當穩（wěn）壓泵工作時:穩壓泵的流量為（wéi）1L/ s 或5L/ s ;不利處滅火（huǒ）設施在消防時要求的水壓仍為Hx ;不利處（chù）滅火設施與穩壓泵的標（biāo）高差（chà）為ΔH′,當穩壓泵為低位敷（fū）設,與消防主泵同在消防水泵房時,ΔΗ′與ΔH 數值（zhí）相當接近; 管（guǎn）網為通（tōng）過穩壓流量所需的沿程水頭（tóu）損失為Hy′;管網為（wéi）通過穩（wěn）壓流量所需的（de）局部水頭損失為H′j ;則穩壓泵的揚程為:

H′= Hx + ΔH′+ Hy ′+ Hj ′ (2)

　　比較公式(1) 和(2) , Hx = Hx ,ΔH · ΔΗ′。沿程水頭損失（shī）和局部水頭損失都（dōu）決定於流量, 穩壓泵（bèng）的（de）流量遠遠小於消防主泵流量, 因此H y ′n Hy , H j ′nHj ,即H′n H。結論是H′≠H ,在（zài）滿足不利（lì）處滅（miè）火設施消防水壓要（yào）求的前（qián）提下, 穩壓泵的揚程可以（yǐ）不等於消防（fáng）主泵的揚程, 穩壓泵的揚程可以低於消防主泵的揚程（chéng）。這個結論（lùn）會帶來設計人員的幾重顧慮:

(1) 不好理解。一般都認為消防主泵的揚程就是消防所（suǒ）需的壓力,但不理解不同的設計流量允許（xǔ）有不同的消防所需壓力。因此從表麵上看,穩壓泵的揚程（chéng）低於消防（fáng）主泵（bèng）的揚程似乎不好理解,但實質上（shàng）,這兩者都是以滿足不利（lì）處滅火設施消防用水（shuǐ）水壓要求為前提的。區別在於消防主泵流量大,穩壓泵流量小（xiǎo）,即使都為了滿足同一地點、同一目的、同一用途（tú）的水壓要求,而由於消防設計流（liú）量和穩壓流量數值的差別,使兩種泵的揚程有所（suǒ）不同。但（dàn）即使兩種泵的揚程不同（tóng）,從保證消防水壓要求（qiú）方麵,不會存在問題。

(2) 對管網運行存在疑慮,在實際運行時,當氣壓水罐為壓力P4 、高水位h4 時, 穩壓泵停泵; 當管（guǎn）網存在（zài）滲漏,而水位下降至h3 時,穩壓泵啟動;穩壓泵一經啟動,氣壓水罐水位上升,當上升至h4 時,穩壓（yā）泵停泵;當消防給水管網滅火設施開始出水用（yòng）於（yú）火（huǒ）災撲救時, 氣壓水罐內水位下（xià）降至h3 , 即使穩壓泵啟動,而水位繼續下降至h2 或壓力下降至P2時,消防主泵啟動,並以消防設計流量供（gòng）水,此時消（xiāo）防主泵揚程高於穩壓泵揚程P4 ,穩壓泵自然在消防（fáng）主泵工作時不起作用（yòng）,因此穩壓泵（bèng）的揚程高低與否,不（bú）會影響消防給水管網的正常運行。將穩壓泵的揚程確定與消防主泵（bèng）的揚程（chéng）計算區別開來存在的缺點在於:

(1) 兩（liǎng）番計算,以（yǐ）消防設計流量計算消防主（zhǔ）泵揚程,以穩壓流量計算穩壓泵揚程,就比隻計算消防主泵的揚（yáng）程要繁複,往往不被設計部門（mén）所接受。

(2) 穩壓裝置定（dìng）型產品已問世。這類（lèi）產品中的穩壓泵規格、性（xìng）能（néng）由（yóu）於不可能具體知道消防給水工程不利處滅（miè）火設施的高程,管網形式,管道長度和管徑（jìng）大小,因此穩壓泵的揚程都按消防主泵揚程而定。要精確確定（dìng）穩壓泵的揚程和壓力設定值隻在具體工程中才能做到。區別穩壓泵與消（xiāo）防主泵的揚程在一般工程中（zhōng）是可以忽略的,當管網小,壓（yā）力（lì）值低時更是（shì）如此（cǐ）。而在另一些情況（kuàng）下是可予以重視,也是十分必（bì）要的,如:集中穩高壓給水係統其管網大、管道長、水壓高,當消防給水管網長（zhǎng）期處於（yú）高壓狀態下運行,對管網是不利（lì）的,而（ér）使（shǐ）其在（zài）足夠的、而又不致於過高的壓力工（gōng）況下運行,應該說是更安全些,尤其對於某些（xiē）工程環境條（tiáo）件不（bú）夠如意,如（rú）土質差,支座和支墩不完全到位,接（jiē）口方式（shì）不理想,管道在施工時避讓（ràng）過多,管線段存在較多的彎頭承受內水壓力的薄弱（ruò）環節,降低穩壓泵揚程,使之低於消防主泵的揚程,以緩解消防給水管（guǎn）網壓力偏高問題,應當說是一種十分有效的措施,唯一（yī）不足之處是設計部（bù）門需兩次計算,分別計算消防（fáng）主泵和穩壓泵的流量。但這（zhè）種做法（fǎ）即使如此,也可推行,因為就保（bǎo）證（zhèng）不利處滅火設施的水壓要求是可靠的,就（jiù）保（bǎo）證滅火設施的流量要（yào）求(消防時的消（xiāo）防設計流（liú）量、穩壓時的穩壓（yā）流量) 也是合理的。從理論上也是有依據,也更準確。