淺談多功能水泵控制閥在消防系統中的設計、安裝與調試

袁愛國

摘 要：本文簡要在消防系統中的設計中選用多功能水泵控制閥、多功能水泵控制閥所具有的優越性，以及多功能水泵控制閥安裝與調試的方法。

關鍵詞：多功能 控制 水泵 閥 消防系統 應用設計 安裝 調試

中圖分類號：TH134 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）10（c）-0073-02

在啟動消防系統時，首先應啟動消防泵，為使消防泵不過載啟動，按常規要求應先關閉消防泵的出口閥，再啟動消防水泵機組。因消防泵過載啟動會引起電機電流過大，嚴重時會造成燒電機等事故的發生，消防泵的配套的電機大多為鼠籠型電機。這種電機的特點是：啟動轉矩小，啟動電流大，因而要求水泵啟動負荷較低。根據離心泵的性能特點，其零流量時的負荷最低，因此應先關閉消防泵的出口閥，再啟動消防水泵機組，當消防泵的出口壓力達到其額定壓力后，再緩慢打開消防泵出口閥；因現在大型油罐區的消防系統均采用穩高壓，為了防止消防系統中水倒流，還必須在消防泵的出口安裝止回閥。

所以過去通常采用的是電動蝶（閘）閥配套止回閥安裝在消防泵出口端，來實現上述目的。但在現在大型原油庫區的消防備用泵，通常采用以柴油機為動力消防泵組，其目的就是在供電系統不能正常供電時，消防泵也能正常啟動，消防系統也能正常工作。因此此處如采用電動閥，在停電的情況下，電動閥就無法正常工作，這時就必須人工開啟消防泵出口閥。整個消防系統將不能實現一鍵啟動和自動化消防的目的，將直接影響消防系統投入滅火的時間。因此，從2000年以后，多功能水泵控制閥逐漸應用到消防系統中。

1 多功能水泵控制閥簡介

多功能水泵控制閥完全由水力實現自動控制。所謂多功能是兼具電動閥、止回閥、消除水錘等多種功能，水泵控制閥是指安裝在水泵的出口管向線上。多功能水泵控制閥自1997年推出以來，在建筑給水排水、工業給水排水等領域得到了迅速推廣，有效地提高了泵站和管路的安全可靠性及系統的自動化程度。

1.1 電動閥的功能

多功能水泵控制閥閘閥平時是處于關閉狀態，水泵啟動時閘閥慢慢打開，水泵停機時，閘閥先快速閉合，到了一定程度在慢慢閉合。水泵的閉閘啟動和閉閘停車，可以有效的防止開泵水錘和停泵水錘，同時，減少了水泵啟動時的電機負荷，水泵在零流量時的軸功率最小，一般僅為設計軸功率的30%。閘閥的另一個功能是，當閘閥關閉時，可以為安裝在閘閥與水泵之間的逆止閥等閥件和水泵提供安全的檢修條件，防止壓水管的水回流。

1.2 逆止閥的功能

逆止閥能防止突然斷電時所造成的水流的流向改變，防止倒流。逆止閥的突然關閉易產生水錘現象。在水泵的幾何揚水高度較大時，嚴重的水錘瞬間高壓會導致管道破裂，發生嚴重的生產事故。

1.3 水錘消除器的功能

水錘消除器能在無需阻止流體流動的情況下，有效地消除各類流體在傳輸系統可能產生的水外錘和浪涌發生的不規則水擊波震蕩，從而達到消除具有破壞性的沖擊波，起到保護之目的。所以為了防止水錘對輸水管道的破壞方法，往往在水泵的壓水管上安裝水錘消除器。

2 多功能水泵控制閥的設計與選用

《石油天然氣工程設計防火規范》GB 50183-2004條文說明第8.8.2規定：在優化消防泵房布局的同時，還應考慮節省啟動消防水泵和開啟泵出口閥門的時間。消防系統宜采用穩高壓方式供水，水泵出口宜設置多功能水泵控制閥。如采用臨時高壓供水方式，水泵出口宜采用改良型多功能水泵控制閥。啟泵時，多功能水泵控制閥能使水泵出口壓力自動滿足啟泵要求，自動完成離心泵閉閥啟泵操作過程，節省人力和時間。多功能水泵控制閥還能有效防止消防系統的水擊危害。

目前多功能水泵控制閥按其控制方式可分為膜片式和活塞式兩種，膜片式為活塞式的改進型。與活塞式比較，膜片式具有以下優點：無運動磨損；對泥沙、雜物淤積不敏感；不需要潤滑，無需定期更換的橡膠或皮革制品，維護方便，使用壽命長。因此，在消防系統中最好膜片式多功能水泵控制閥。

根據《泵站設計規范》GB/T50265-97第9.2.1條“離心泵……出水管道設計流速宜取2.0～3.0 m／s”；故多功能水泵控制閥的直徑宜根據流速1.05～3.0 m／s選定。

根據《泵站設計規范》GB／T50265-97條文說明9.2.4“…離心泵關閉啟動時的揚程，即零流量時的揚程，一般達到設計揚程1.3～1.4倍。所以，水泵出口操作閥門的工作壓力應按零流量時的壓力選定。”

另外在計算消防水泵所需揚程時應將多功能水泵控制閥的壓力損失計算在內，一般為0.05 MPa。

2.1 設計安裝方式

在消防泵站設計時可將多功能水泵控制閥直接設計安裝在水泵的出口管道上，在多功能水泵控制閥與消防泵之間安裝壓力表及壓力變送器，在多功能水泵控制閥后安裝一個閘閥或蝶閥，這種設計安裝方式非常實用，占地面積小，操作簡單，只需控制水泵，整個系統就能按照水泵操作規程自動運行，能夠實現遙控和自動化操作，系統運行可靠，維護費用低。（圖1）

2.2 安裝與調試

2.2.1 多功能水泵控制閥的安裝

在水泵多功能控制閥安裝前，首先應檢查主閥是否完好，緊固件應無松動，附件是否齊全。然后，方工認為按多功能水泵控制閥的安裝圖進行安裝。要注意控制管路接入主閥的位置和管路上閥門的工作狀態。有逆止閥的一條控制管，一端接人膜片下腔；另一端接人閥的進水管。另一條控制管的一端接人膜片的上腔，一端接入閥的出水管；調節和控制閥應全開。主閥宜水平安裝，并注意閥體外的指示方向應與水流方向相同，不得反裝。閥蓋與膜片座上排氣閥和泄水閥是首次多功能控制閥使用時排氣和泄水用的，平時處于關閉狀態。根據消防水泵運行工況，可用調節閥調整主閥的開啟和關閉速度。（圖2）

２.2.2 多功能水泵控制閥應具有的性能

《多功能水泵控制閥》CJ/T167-2002建標第6條規定：“多功能水泵控制閥的啟、閉運行應與水泵聯鎖。應具有啟泵時緩開、停泵時先快閉后緩閉的功能。啟、閉運行壓力不應大于0.05 MPa。緩開時間應能在3 s～120 s內進行調整；緩閉時間應能在3 s～120 s內進行調整。”

由此可見合格的多功能水泵控制閥應具備以上性能。如不具備可視為不合格產品。

２.2.3 多功能水泵控制閥的調試

多功能水泵控制閥安裝好后，即可進入閥門手動開啟調試程序。

（1）將控制管上的閥a，閥e打開，啟泵。

（2）啟泵觀察各管件有無漏水，閥門進出口壓力是否正常。

（3）將排氣閥d及f遂次打開排出上下腔的空氣，并反復多次，至到沒有氣排出為止。

（4）緩開時間調整：緩開時間可通過調節旁通管上的控制閥a的開度來實現，應先將控制閥調小，延長緩開時間。如緩開時間太長，則將控制閥a的開度增大。如緩開時間太短，則可將控制閥a的開度調小。

（5）緩閉時間調整：緩閉時間可通過調節旁通管上的控制閥e的開度來實現，應先將控制閥調小，延長緩閉時間。如緩閉時間太長，則將控制閥e的開度增大。如緩閉時間太短，則可將控制閥e的開度調小。

另外，在調試中如果發現多功能水泵控制閥主閥打不開，應仔細按結構圖對照，檢查控制管是否接好；控制管上應打開的閥門是否已經打開，過濾器有否堵塞。當發現主閥關閉不嚴時，首先也應檢查控制管的安裝位置和管路上的閥門；若主閥反復開啟和關閉數次后，水泵仍有反轉現象，則表明閥內有異物或閥板損壞；膜片控制室的下腔排氣、進氣也有水流出，可斷定膜片損壞。應由閥門供應商更換閥門或配件。 在閥門和消防泵調試好后，即可調試整個消防系統。

3 結語

實際工程使用證明，多功能水泵控制閥還能實現啟泵緩慢開啟，能夠消除開泵水錘。能夠實現消防系統一鍵式啟動和消防自動化的要求。多功能水泵控制閥集多種功能于一體，建設部頒布了《多功能水泵控制閥》CJ-T167-2002 的行業標準及應用規程，國家標準《石油天然氣工程設計防火規范》GB 50183-2004也對多功能水泵控制閥的使用進行了推廣，因此多功能水泵控制閥在消防系統將有良好應用前景。

參考文獻

[1] GB 50183-2004，然氣工程設計防火規范[S].

[2] CJ-T167-2002，多功能水泵控制閥[S].