简述稳高压消防系统设计

简述稳高压消防系统设计

孙东方

江苏省化工设计院有限公司 南京 210000

摘要：消防给水系统、稳高压消防系统的工作原理，相关设计要点，仅供工程技术人员参考。

关键词：常高压 临时高压 稳高压 柴油机消防泵

现代科学技术发展中，各种人工合成灭火剂层出不穷，但水仍以其适用性强、可靠性高、灭火效果好、对坏境污染小，并且价格低廉，容易获得等特点，作为首选的灭火介质，特别是对付大火，几乎没有水就不行。在消防上应用最广泛的灭火剂就是水。在水灭火系统中，按照形式和组成不同，分为高压消防给水系统、临时高压消防给水系统及低压消防给水系统。

一、消防给水系统的概念

高压消防给水系统：能始终保持满足灭火设施所需要的工作压力和流量，火灾时无须消防水泵直接加压的供水系统。高压消防给水系统的判断标准是：灭火系统内无消防水泵增压。

临时高压消防给水系统：平时不能满足水灭火设施所需的工作压力和流量，火灾时能自动启动消防水泵以满足水灭火设施所需的工作压力和流量的供水系统。临时高压消防给水系统是工程中使用最为普遍的消防给水系统。

临时高压消防给水系统与高压消防给水系统的主要区别有两点:一是平时不能满足水灭火设施所需的系统工作压力和流量;二是系统设有消防水泵，火灾时启动消防水泵以满足水灭火设施所需的工作压力和流量。

低压消防给水系统：能满足车载或手抬移动消防水泵等取水所需的工作压力和流量的供水系统。本系统多用于室外，系统中不设消防泵，水源包括市政给水管网、区域给水管网建筑或区域专用室外消防用水加压管网，灭火时用半车载或移动水泵增压。

稳高压消防给水系统：来自于《石油化工企业设计防火标准》，即采用稳压泵维持管网的消防水压力大于或等于0.7MPa的消防水系统。因发生火灾时需要启动消防水泵才能满足灭火所需要的流量，所以稳高压消防给水系统为临时高压消防给水系统的特殊工况，即设有稳压设施的临时高压消防给水系统。

稳高压消防供水系统运行原理：系统处于自动运行状态，消防给水管网独立设置。由稳压设施维持消防管网压力，消防管网上的压力开关随时检测消防管网水压变化，当消防管网压力低于启动稳压泵压力值时，压力开关动作，稳压泵启动，对气压罐及消防管网内加压；当消防管网中压力到达停稳压泵压力值时，压力开关动作，关闭稳压泵。当消防管网压力低于设定启动消防水泵压力值时，便立即起动消防主泵，并发出火灾报警信号，关闭稳压水泵。消防主泵启动后，消防管网供应水量及水压，满足最不利点灭火用水需要。消防命令解除后，手动关闭消防主泵，以恢复设备的日常稳压状态。为减少消防稳压泵的频繁启动，需要设置稳压罐。稳高压消防供水系统多适用与自动喷水灭火系统、室内消防给水系统、室外消防给水系统及室内外合用的消防给水系统。

二、稳高压消防给水系统设计要点

1、消防水泵选择及控制

单台消防水泵的最小额定流量不应小于10L/s,最大额定流量不宜大于320L/s。消防系统设计流量及扬程应满足供水范围内最大消防用水的要求。消防给水同一泵组的消防水泵型号宜一致,且工作泵不宜超过3台。柴油机消防水泵应具备连续工作的性能,试验运行时间不应小于24h。柴油机消防水泵的蓄电池应保证消防水泵随时自动启泵的要求。

消防水泵应确保从接到启泵信号到水泵正常运转的自动启动时间不应大于2min。消防水泵由出水干管上设置的压力开关、高位消防水箱出水管上的流量开关,或报警阀压力开关等开关信号直接自动启动。并且具备远程开启及就地手动开泵、停泵功能，需要监测泵出口的压力值，就地指示。配套电机的运行状态、温度在控制室集中指示，温度高位限值报警。

2、稳压设备选择

稳压泵的设计流量不应小于消防给水系统管网的正常泄漏量或系统自动启动流量，当没有管网泄漏量具体数据时，稳压泵的设计流量宜按消防给水系统设计流量的1%~3%计，但不宜小于1L/S。稳压泵设计工作压力应足够维持系统正常的工作压力以满足系统自动启动和充满水的要求，并应符合下列要求：大于屋顶消防水箱或分区水箱静压、大于消防泵自动启泵压力、当消防泵从市政管网直接吸水时大于市政给水管网的最高压力、大于系统最高最远处水消防设施的静扬程+0.15MPa的压力。

为防止稳压泵频繁启停,增加气压水罐,其调节容积应根据稳压泵启泵次数不大于15 次/h计算确定,但有效储水容积不宜小于150L。对室内消火栓给水系统和自动喷水灭火系统合用消防稳压罐的给水方式消防稳压罐有效容积不应小于450L。

3、安全泄压及流量监测

《石油化工企业设计防火标准》规定：消防水泵的出水管道应设防止超压的安全设施。《消规》规定：临时高压消防给水系统应采取防止消防水泵低流量空转过热的技术措施。可采用安全泄压阀、旁通管（DN32）等技术措施。由于消防时用水的不均匀性,在消防管网上设置超压回流管线,以防止初期火灾或火灾较小时,消防水主泵工作但消防用水量较小而造成管网超压,保证系统的正常运行。泄压后的水应回流至消防储水池（罐）,消防安全泄压管道管径的选择应根据消防安全泄压阀开启时的压力所对应的消防供水主泵的流量来确定管径大小,应小于消防水泵出水管道管径。

4、设计规范对消防供电负荷及柴油机消防备用泵相关规定

a.《石油化工企业设计防火标准》GB50160-2008(2018年版)第9.1.1条规定“大中型石油化工企业消防水泵房用电负荷应为一级负荷。第8.3.8条规定，消防水泵的主泵应采用电动泵,备用泵应采用柴油机泵。

b.《泡沫灭火系统设计规范》GB50151-2021第7.1.3条规定“石油化工园区、大中型石化企业与煤化工企业、石油储备库,应采用一级供电负荷电机拖动的泡沫消防水泵做主用泵,采用柴油机拖动的泡沫消防水泵做备用泵。其他石化企业与煤化工企业、特级和一级石油库及油品站场,应采用电机拖动的泡沫消防水泵做主用泵,采用柴油机拖动的泡沫消防水泵做备用泵。”

c.《煤化工工程设计防火标准》GB51428-2021第10.1.1条规定“大型、中型煤化工工厂的消防用电,应按一级负荷供电。”第9.3.5条规定“消防水泵的主泵应采用电动泵,备用泵应采用柴油机消防泵。”

d.《石油库防火设计规范》（征求意见稿）中提到，一级石油库的消防冷却水泵和泡沫消防水泵应采用电动机拖动的消防泵做主用泵，采用柴油机拖动的消防泵做备用泵。

以上规范可得出结论，采用柴油机消防泵为备用消防泵是未来工业消防系统发展的趋势。柴油机消防泵作为消防系统能够正常运行的最后一道保障,必须具有可靠的启动和运转性能。柴油机的油料储备量应能满足机组连续运转6h的要求, 柴油机消防泵房设计中应考虑设置储油间。柴油机的安装、布置通风、散热等条件应满足柴油机组的要求, 环境温度不能大于50℃。

结束语

稳高压消防给水系统能够提高消防设施的消防防护能力以及应急防护水平，消防水泵、稳压水泵依靠管网压力自动工作，实现无人化操作，供水速度快，能够及时将火灾在初期阶段扑灭或有效控制。可以预见,随着对消防标准的不断提高,稳高压消防给水系统将在消防灭火系统中广泛采用。

参考文献

[1]建筑设计防火规范（GB50016-2014）（2018年版）中国计划出版社。

[2]石油化工企业设计防火标准（GB50160-2008）（2018年版）中国计划出版社。

[3]泡沫灭火系统技术标准（GB50151-2021）中国计划出版社。

[4]煤化工工程设计防火标准(GB51428-2021) 中国计划出版社。

[5]消防给水及消火栓系统技术规范（GB50974-2014）中国计划出版社。

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