消防泵電氣控制方案研究

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2131 5年第 6 期f ELECTRICITY
消 防 泵 電 氣 控 制 方 案 研 究
王笑顏 (蘇州設(shè)計(jì)研究院股份有限公司， 江蘇省蘇州市 215021)
Research on Electric Control Scheme for Fire Pump
WANG Xiaoyan(Suzhou Institute of Architectural Design
Co．，Ltd．，Suzhou 215021，Jiangsu Province，China)
Abstract：Co ，0r Design of Automatic Fire 0 引言
Alarm System (GB 50116—2013) and Technical
繼GB 50116—2013《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》
Co f0r Fire Protection Water Supp and Hydrant
于 2014年 5月 1日實(shí)施后 ，GB 50974—2014《消防
把膦 (GB 50974—2014)set new demands on fire
給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》也于 2014年 10月 1 13實(shí)
pump control； this paper provides a fire pump
施 ．這兩本新規(guī)范 (下文簡(jiǎn)稱 “新規(guī)”)都對(duì)消防泵
control solution based on new regulation， including
的控制提出了更明確、更具體的新要求。原有的電氣
mechanical emergency start device(attached with
控制方案和國(guó)標(biāo)圖集 10D303—2～3《常用電機(jī)控制
operating instructions)and the way to modify the fire
電路圖》是無(wú)法完全滿足新規(guī)的這些要求的。本文給
pump control circuit diagram in Control Circuit
出了一種基于新規(guī)的消防泵控制解決方案。
Diagrams of Common Electric Machines(10D303—2
3)to meet new regulations．
～ 1 新規(guī)對(duì)消防泵控制要求的概述
Key words： fire pump； mechanical emergency
start device of fire pump； star-triangle start； control 1。1 GB 50974—2014《消防給水及消火栓系統(tǒng)技
circuit of fire pump； fire—fighting linkage for fire 術(shù)規(guī)范》
hydrant pump；trigger signal for fire hydrant pump GB 50974—2014對(duì)消防泵的控制與操作制定了
startup；pressure switch；flow switch 多條強(qiáng)制性條文。與消防泵控制相關(guān)的為以下幾條：
a． 第 11．0．1條第 l款：消防水泵控制柜在平時(shí)
摘 要：GB 50116—2013《火災(zāi) 自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng) 應(yīng)使消防水泵處于 自動(dòng)啟泵狀態(tài)；
設(shè)計(jì)規(guī)范》及 GB 50974—2014《消防給水及消火栓 b． 第 11．0．2條 ：消防水泵不應(yīng)設(shè)置 自動(dòng)停泵
系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》對(duì)消防泵控制提 出了新要求；給 出 的控制功能，停泵應(yīng)由具有管理權(quán)限的工作人員根據(jù)
一 套基于新規(guī)的消防泵控制解決方案 ，包含機(jī)械應(yīng) 火災(zāi)撲救情況確定：
急啟動(dòng)裝置 (附有操作說(shuō)明)及如何對(duì) 10D303—2～3 C． 第 11．0．5條 ：消防水泵應(yīng)能手動(dòng)啟停和自動(dòng)
《常用電機(jī)控制電路圖》 中消防泵控制電路 圖加以修 啟動(dòng)：
改以滿足新規(guī)要求。 d． 第 11．0．7條第 1款：消防控制柜或控制盤(pán)應(yīng)
關(guān)鍵詞：消防泵：機(jī)械應(yīng)急啟動(dòng)裝置 ；星一三角 設(shè)置專用線路連接的手動(dòng)直接啟泵按鈕：
降壓?jiǎn)?dòng)；消防泵控制電路 ；消火栓 泵消防聯(lián)動(dòng) ； e． 第 11．0．12條：消防水泵控制柜應(yīng)設(shè)置機(jī)械
消火栓泵啟動(dòng)觸發(fā)信號(hào)：壓力開(kāi)關(guān)；流量開(kāi)關(guān) 應(yīng)急啟泵功能 ，并應(yīng)保證在控制柜內(nèi)的控制線路發(fā)生
中圖分類號(hào)：TU892 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 故障時(shí)由有管理權(quán)限的人員在緊急時(shí)啟動(dòng)消防水泵。
doi：10．3969／j．issn．1003～8493．2015．06．006 機(jī)械應(yīng)急啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)確保消防水泵在報(bào)警后 5 min內(nèi)
作者信息
王笑顏 ，女 ，蘇州設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，高級(jí)工程師，主任工程師。
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正常工作。 綜上，為滿足新規(guī)關(guān)于消防泵的控制要求 。需要
1．2 GB 501 16—2013《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī) 解決的問(wèn)題主要是兩個(gè)：① 如何設(shè)置消防泵機(jī)械應(yīng)
GB 50116—2013對(duì)消火栓系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制也提 急啟泵裝置?② 如何實(shí)現(xiàn)由消火栓系統(tǒng)出水干管上
出了與舊版規(guī)范不同的要求，條文如下： 設(shè)置的低壓壓力開(kāi)關(guān)、高位消防水箱出水管上設(shè)置的
4．3．1條 ：聯(lián)動(dòng)控制方式，應(yīng)由消火栓系統(tǒng)出水 流量開(kāi)關(guān)或報(bào)警閥壓力開(kāi)關(guān)等信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào)，直
干管上設(shè)置的低壓壓力開(kāi)關(guān) 、高位消防水箱出水管上 接控制啟動(dòng)消火栓用消防泵?
設(shè)置的流量開(kāi)關(guān)或報(bào)警閥壓力開(kāi)關(guān)等信號(hào)作為觸發(fā)信
3 消防泵控制解決方案
號(hào) ，直接控制啟動(dòng)消火栓泵，聯(lián)動(dòng)控制不應(yīng)受消防聯(lián)
動(dòng)控制器處于自動(dòng)或手動(dòng)狀態(tài)影響。當(dāng)設(shè)置消火栓按 3．1 問(wèn)題① 的解決方案
鈕時(shí)，消火栓按鈕的動(dòng)作信號(hào)應(yīng)作為報(bào)警信號(hào)及啟動(dòng) 所謂消防泵機(jī)械應(yīng)急啟動(dòng)裝置．就是在緊急情況
消火栓泵的聯(lián)動(dòng)觸發(fā)信號(hào) ，由消防聯(lián)動(dòng)控制器聯(lián)動(dòng)控 下。不通過(guò)控制線路，直接通過(guò)電氣主回路的機(jī)械裝
制消火栓泵的啟動(dòng)。 置啟動(dòng)消防泵。
當(dāng)然，以上聯(lián)動(dòng)控制方式是針對(duì)建筑物內(nèi)設(shè)有火 消防泵、噴淋泵的啟動(dòng)均應(yīng)優(yōu)先選用全壓?jiǎn)?dòng)方
災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)時(shí)的情況。當(dāng)建筑物內(nèi)無(wú)火災(zāi)自動(dòng)報(bào) 式，這是最簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)和最可靠的方式。當(dāng)水泵電動(dòng)
警系統(tǒng)時(shí)，消火栓按鈕仍然要用導(dǎo)線直接引至消火栓 機(jī)功率較大．全壓?jiǎn)?dòng)可能導(dǎo)致配電母線電壓低于系
用消防泵控制箱，作為啟動(dòng)消防泵的觸發(fā)信號(hào)。 統(tǒng)標(biāo)稱電壓的 85％時(shí) ．宜采用星 一三角降壓?jiǎn)?dòng)方
從以上這些新規(guī)條文可以看到，規(guī)范對(duì)消防泵的 式來(lái)解決水泵的啟動(dòng)問(wèn)題。
控制要求．不僅是有史以來(lái)最明確和最全面的，也提 由于消防泵的全壓?jiǎn)?dòng)與星 一三角降壓?jiǎn)?dòng)在接線
出了一些不同于以往的新的控制要求。 方式和啟動(dòng)過(guò)程上差異較大，因此筆者針對(duì)全壓?jiǎn)?dòng)與
星 一三角降壓?jiǎn)?dòng)給出了兩種機(jī)械應(yīng)急啟動(dòng)裝置方案。
2 消防泵控制要求分析
3．1．1 消防泵全壓直接啟動(dòng)時(shí)的機(jī)械應(yīng)急啟泵裝置
我們逐一對(duì)兩本規(guī)范中關(guān)于消防泵控制要求的條 以消防泵一用一備全壓?jiǎn)?dòng)為例。主回路方案如
文進(jìn)行分析 ，可以得出以下結(jié)論 ： 圖 1所示。
a． 《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》第 l1．Q 1條 圖 1中，在消防泵配電主回路接觸器 QAC1
第 l款、11．0．2條、11．0．5條、l1．0．7條第 1款對(duì) (QAC2)及熱繼BB1(BB2)兩端并聯(lián)負(fù)荷開(kāi)關(guān)QB1
消防泵提出的各控制要求屬于 “傳統(tǒng)”要求，目前國(guó) (QB2)。QBI、QB2負(fù)荷開(kāi)關(guān)就構(gòu)成了消防泵一用一
標(biāo)圖集 《常用電機(jī)控制電路圖》中的各消火栓用消防 備全壓?jiǎn)?dòng)的機(jī)械應(yīng)急啟泵裝置。
泵控制電路圖已能滿足這些要求：
b． 《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》第
l1．0．12條提出的 “消防水泵控制柜應(yīng)設(shè)置機(jī)械應(yīng)急
啟泵功能”是新的要求 ：
c． 《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》第4．3．1條
對(duì)消火栓系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)方式做了新的定義。國(guó)標(biāo) 圖集
10D303—2～3中的各消火栓用消防泵控制電路圖都
是基于老版規(guī)范的聯(lián)動(dòng)控制要求，即消火栓按鈕用導(dǎo)
線直接引至消火栓用消防泵控制箱來(lái)聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)消防
泵。這些控制電路圖都無(wú)法實(shí)現(xiàn) “聯(lián)動(dòng)控制方式，應(yīng)
置柜
由消火栓系統(tǒng)出水干管上設(shè)置的低壓壓力開(kāi)關(guān) 、高位
圖 1 消防泵全壓直接啟動(dòng)時(shí)的機(jī)械應(yīng)急啟泵裝置
消防水箱出水管上設(shè)置的流量開(kāi)關(guān)或報(bào)警閥壓力開(kāi)關(guān)
Fig．1 Mechanical emergency start device when fire pump
等信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào)，直接控制啟動(dòng)消火栓泵”。 directly starts in total pressure
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消防泵電氣控制方案是針對(duì)消防安全要求而設(shè)計(jì)的一種電力系統(tǒng)配置方法，主要用于監(jiān)控和調(diào)度建筑物內(nèi)的消防水泵設(shè)備。在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，能迅速、準(zhǔn)確并可靠地啟動(dòng)消防泵以保證及時(shí)有效地輸送滅火水源。 該研究通常會(huì)涉及到以下幾個(gè)方面： 1. 消防泵的工作原理與選型：介紹消防泵的基本結(jié)構(gòu)、工作原理以及在不同場(chǎng)景下對(duì)消防泵性能的需求，如揚(yáng)程、流量等參數(shù)的選擇。 2. 電氣控制系統(tǒng)構(gòu)成：包括主電源切換系統(tǒng)（如雙電源或UPS）、火災(zāi)探測(cè)器或手動(dòng)緊急按鈕的聯(lián)動(dòng)控制、以及遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊等組成部分的設(shè)計(jì)與布局。 3. 控制邏輯設(shè)計(jì)：闡述如何通過(guò)邏輯控制器（如PLC）實(shí)現(xiàn)消防泵的自動(dòng)控制，例如當(dāng)火災(zāi)報(bào)警信號(hào)確認(rèn)后，如何聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)消防泵，并保持其持續(xù)運(yùn)行直至火警解除；同時(shí)，也需要考慮手動(dòng)啟動(dòng)、停止及故障狀態(tài)下的應(yīng)急措施。 4. 安全防護(hù)措施：研究包括短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、欠壓保護(hù)、電機(jī)過(guò)熱保護(hù)等安全保護(hù)機(jī)制的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。 5. 實(shí)際應(yīng)用案例分析：結(jié)合具體工程實(shí)例，探討消防泵電氣控制方案在實(shí)際應(yīng)用中的效果評(píng)估、調(diào)試過(guò)程及優(yōu)化建議。 綜上所述，消防泵電氣控制方案的研究是一項(xiàng)旨在確保消防設(shè)施在火災(zāi)情況下快速響應(yīng)、有效工作的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)于保障生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要意義。