消防泵启动方式的研究

许杰　孙基凤

【摘要】《消防给水及消火栓系统技术规范》是我国首部消防技术型规范，随着这项规范的推行以及新的《火灾自动报警系统设计规范》的推出，消防系统中迎来了全新的变革和发展，相比于原来的规范和要求，在消火栓水泵的控制系统方面存在较多的差异，流量开关和压力开关比原规范中更加具有操作性和可靠性，这样能够更加及时的调动系统中的各类消防设备，更加有效的进行火灾控制，对于原有系统常常受信号干扰的问题以及复位困难问题等可以有效避免。通常来说，根据不同的建筑规模，是否设置了火灾自动报警系统，消防泵的启动方式、控制方式都有所不同，流量开关是水泵启动信号的压力开关，本文对此进行更深的研究和探讨，希望能给有关人员可供参考之处。

【关键词】消防泵;启动方式;压力开关;流量开关

1、引言

在《消防给水及消火栓系统技术规范》中，明确的规定了消防系统中的各项要求和标准，涉及到消防给水、消火栓系统设计、施工环节、安装环节、调试环节、验收和维护管理等方面，这套技术规范是《建规》的配套规范，对于建筑的规范化和可靠性发展有着至关重要的作用，同时对于系统供水方式、设计参数以及水源保障等方面也是不可或缺的关键，是当前水灭火系统中的通用和基础性规范。对于专业的技术人员来说，消火栓灭火系统启动方式是规范中最需要关注的方面。

2、原有规范中启动问题分析

在原有的規范要求中，必须要在临时高压给水系统的消火栓处进行消防起泵按钮的设置，这样设置可能会导致虽然已经启动消防水泵，但没有及时进行用水枪灭火的启动，导致消防水泵在整个消防管网没有运行前就已启动，这必然会大大增加管网的压力，造成其压力超出合理值，甚至造成管网的爆裂，一旦在火灾过程中有爆裂现象发生，就会导致整个消火栓系统的全面瘫痪，造成不堪设想的后果。另一方面，由于每个消火栓启泵按钮都会造成消防主泵的启动，通过主线将所有消火栓按钮进行并联，并且这种方式与火灾报警系统相互独立，当按钮被误按后，必须通过专用的工具才能将其复位，对于大体量的综合系统来说，通常有着成百上千的复位按钮，这样当火灾过后，寻找需要复位的按钮工作则极为庞大和繁杂，导致工作效率低下。

3、消防泵常用启动方式及可靠性

3.1直接启动

直接启动这种方式的线路中涉及较少的器件，并且都是无源器件，这种消防泵的启动方式是速度最快的，并且其启动电流也是最大的，这也就要求更大的电网变压器容量，在当前使用的水泵电机通常其启动特性都较为良好，并且其平方率负载，也可以看作为轻载启动，对于低压电机来说，其单台电机可以达到90kW的功率。而对于高压电机来说，其功率甚至可以达到几兆瓦。如果有消防泵过电流和过载的情况，通常是以热磁脱扣器的形式来进行保护。但热继电器在动作时只报警而不掉闸。这种启动方式是最为经济和简单，同时也是较为可靠的方式之一。

3.2星-角启动

相比于直接启动方式，星-角启动所涉及期间也均为无源器件，但其线路则较为复杂，启动过程一般需要60s来完成，而启动电流则相对较小。因此，对于单台电机来说可以将功率设置到110kW，并且这种线路一般只在低压电机中使用。当有消防泵过电流和过载情况发生时，通常也是以热磁脱扣器的型式保护，其热继电器也是只报警而不掉闸的动作。由于这种方式线路较为复杂，因此出现故障的概率相对较大。

3.3自藕变压器启动

相比于前两者启动方式来说，自藕变压器启动线路则更为复杂，器件方面仍为无源器件。通常在90s内完成启动，在启动电流方面则更小，采用这种方式时，单台电机功率处于160kW左右，这种方式也仅仅应用于低压电机。消防泵的过流和过载情况也是以热磁脱扣器的型式保护，热继电器仍然是只报警而不掉闸的动作。但是这种方式线路比前两者都要复杂，因此其故障率更高。

3.4 KBO启动

KB0启动也是无源启动的一种，将接触器、断路器、隔离开关以及过载继电器等器件的功能进行集成化处理，并且综合多种信号，在内部进行控制和保护功能。这种方式具有机电可靠性高、寿命长、体积小、短路分断性能指标高、安全方便等众多优点。但是当前该器件额定电流只能达到125A，无法应用于高压产品，只能在小功率低压消防泵中进行应用。当出现消防泵的过电流和过载情况时，该器件不掉闸而只报警，能够满足消防泵控制保护的规范和要求。在小功率消防泵中应用这种方式能够大大提升其可靠性，但是其成本有所提升。

3.5软启动器启动

RQ器件即是软启动器。这种方式为有源启动，在线路方面比前面几种方式都要复杂。无启动电流是这种方式的最大优点，可以根据水泵电机的功率来设定其启动时间，因此单台电机功率便可以达到几百千瓦。但是由于器件本身的原因，这种方式通常都仅仅用于低压电机中，并且适用于EPS供电电源的情况。由于这种方式具有电子式保护，一旦发生电源欠压、消防泵过流和过载问题，都会使其处于掉闸保护状态而将输出关断，这也是有源器件的特点所在。在火灾过程中，一旦有电源欠压、过压以及消防泵过载问题，消防泵会停止运行，因此其稳定性较差。

3.6变频器启动

在高压泵中应用时，要配置相应的输入变压器和输出变压器。这种启动为有源启动，并且无启动电流。其线路较为复杂，可以方便的设定启动时间，单台电机功率可达及兆瓦，电压范围可达kV。由于线路较为复杂，并且由于其变频器自身的有源特性，导致这种启动方式的可靠性不是很好。

4、消防泵喷淋泵联动要求

《火灾自动报警系统设计规范》和《消防联动控制系统》中涉及到一些消防泵和喷淋泵控制方式的变化，将控制电路中的手动、自动转换开关中手动位取消，保证手自动气泵信号能够随时传输给消防泵控制箱。

4.1消防泵控制方式

4.1.1联动控制方式

在直接启动消火栓泵时，触发信号可以是高位消防水箱出水管上的流量开关、出水干管上的低压压力开关，或者是报警阀压力开关等，在联动控制中，消防联动控制器的手动状态或者是自动状态应不影响联动控制。

4.1.2手动控制方式

通过专用线路将消火栓泵控制箱的启停按钮直接连接至手动控制盘上，并且通过手动来对启动停止进行直接的控制。如果建筑物内没有自动报警系统，用导线直接将消火栓按钮引至消防泵控制箱，将消防泵启动，同时向消防联动控制器实时反馈消火栓泵的动作信号。

4.2喷淋泵控制方式

4.2.1联动控制方式

触发信号选择为湿式报警阀压力开关的动作信号，使其直接对喷淋消防泵进行启动控制，同时控制器的自动状态和手动状态不影响联动控制。

4.2.2手动控制方式

应通过专用路线，将喷淋消防泵启停按钮连接至消防控制室内的联动控制器手动控制盘上，对喷淋泵的启停进行直接控制。同时要向联动控制器实时反馈信号，包括压力开关、信號阀、水流指示器、喷淋消防泵启停信号等。对于消防泵和喷淋泵的联动控制来说，其直接启动条件与规范有一些不同。通过直控方式，有利于在技术层面解决由于通过报警总线传输信号误动作以及动作时间而造成的迟滞，从而为灭火赢得宝贵时间。通过上述触发信号来对启泵进行直接控制，具有可靠、快速、准确的优点，在实际设计中要加以注意，完善消防设计。

5、对压力开关和流量开关的设置要求

当系统中高位水箱的水位有所下降时，在水箱出水管上，流量开关会检测到水的流动状态，并将其转换成电信号，进而实现消防主泵的启动。应该将流量开关的初始值设置为零，而对于流量预警值来说，笔者认为应该在5L/S以及平时管网漏损流量之间进行更为科学的选择。

对于已经设置了高位消防水箱的喷淋系统来说，其是否需要再从水箱出水管处进行流量开关设置的问题，新消防技术规范中是这样要求的，消防水泵的启动要由消防水箱出水管的流量开关、消防水泵出水干管上的压力开关、以及报警阀压力开关灯信号来进行控制，并事先自动的消防泵启动。按照要求中的字面理解来看是不需要在进行流量开关的设置。在该研究中认为喷淋系统中已经在自动喷淋系统的水平干管上进行了分区或者是分楼的水流指示器，并且都按照地址编码输入到相应程序当中。如果有某层或者是某区域有火灾发生，当喷头开始喷水，系统水通过指示器便会将触电电路接通，并且将火灾发生的具体位置显示在控制台相应区域，同时进行火灾报警。与此同时还可以将喷淋主泵进行连接，提供灭火处理，因此流量开关是可以不再设置的。

结语：

《消防给水及消火栓系统技术规范》和《火灾自动报警系统设计规范》中的要求和规定能够更加方便和及时的调动各类消防设备，更加有效的控制火灾。在消防泵启动方式层面来说，则更加具有可操作性和控制的人性化，有利于方便的进行维护。通过流量开关和压力开关的使用和设置能够更加有利于系统的运行以及设计工作，防止由于错误动作而造成的问题，解决误动后复位问题，通过强制检测各种水源水位信号来确保消防给水的可靠性。当水箱水位有所下降时，流量开关会检测到水的流动，并将其转换为电信号进而将消防主泵启动。

参考文献：

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作者简介：

许杰，男（1989-），湖南长沙，本科，工程师，从事给排水设计。