廠前區消火栓穩壓泵頻繁啟動的原因及治理

羅吉江，郭秀霞

0　概述

在某核電機組的廠前區，布置了廠前區高壓消防系統。正常運行時，消防系統內充滿了水，由消防穩壓泵維持高壓。對于整個消防系統而言，消防穩壓設備是系統中非常重要的組成部分。因穩壓泵兼有日常穩壓和火災初期提供消防用水兩方面的功能，對于消防系統是否能快速有效地撲滅火災，穩壓泵起著關鍵的作用。

1　系統設備的布置

某核電機組的廠前區消防水分配系統，由消火栓系統和噴淋系統組成。消火栓系統的水源，取自水處理廠的除鹽水原水池。系統由布置在水處理廠二級泵房內的3臺消火栓泵、2臺消火栓穩壓泵、以及布置在水處理廠零米處的2個氣壓罐組成。消火栓系統的管網被布置成環狀，可為除鹽水廠房、水處理廠、綜合辦公樓、檔案館、運行維護大樓(簡稱運維樓)等處，提供消防用水，也可為輔助消防系統提供臨時消防水。廠前區高壓防火系統的布置，如圖1所示。該消防系統具有布置范圍廣、用戶接口多、閥門多等特點。在系統內，既有地埋管道，又有地上管網，整個管網長約4 km。室外的地埋管除部分管道采用鑄鐵管外，其余均采用鋼塑復合管，地面上的管道采用涂塑鋼管。

圖1　廠前區消防系統的布置

該系統內，有 2個除鹽水原水池，容積為1 500 t;消火栓泵共3臺，二用一備，設計參數Q=40 L/s，H=80 m;消火栓穩壓泵有2臺，一用一備，設計參數Q=4 L/s，H=100～110 m;2個氣壓罐，雙罐工作，每罐的有效調節水量為3.5 m3;消火栓主管道的管徑為DN300，設計流量為80 L/s，管道的設計壓力為2.0 MPa。整體消防系統的工作壓力為0.8 MPa。

目前，廠前區的消火栓系統，具有向除鹽水廠房、水處理廠、運行維護大樓、綜合辦公樓、檔案館(包括模擬機廠房)提供室內消防水的條件，在 B1路以西、A3路以北、廠區北圍墻以南及西環島路以東的范圍內，為室外的消防栓提供消防水。隨著用戶的增加，消火栓管網內的壓力每況愈下。最終，消防栓管網壓力達到設計壓力后，已不能穩壓，引發了穩壓泵的頻繁啟停。在手動狀態下，消防系統的管網壓力僅維持在約0.3 MPa。管網壓力太低，已不能滿足綜合辦公樓等區域內的消防要求。因此，解決消防系統壓力不穩定的問題，已迫在眉睫。

2　穩壓泵頻繁啟動的危害

穩壓泵的頻繁啟停，給消防管網造成了沖擊，壓力的頻繁波動，減少了消防管網的使用壽命，更容易使管網產生新的泄漏點。

穩壓泵的頻繁啟停，也容易影響泵的運行，增加泵的故障率。啟動次數過于頻繁，將損傷電機和電流接觸器。

穩壓泵的頻繁啟動，增加了系統能耗及運行費用。

3　穩壓泵頻繁啟動的原因

綜合分析系統設備的運行情況，發現穩壓泵的頻繁啟動，主要存在幾個方面的問題。

(1)消防泵和穩壓泵的出口閥有故障

正常運行時，系統中消防泵和穩壓泵的出口逆止閥，應處在開啟狀態。若任一泵的出口逆止閥關閉不嚴密，母管內的水將通過逆止閥倒流至原水池。這樣，系統壓力就不能維持，最終導致穩壓泵的頻繁啟動。

(2)系統有泄漏點

系統的泄漏點，可分為外漏和內漏。由于既有地埋管道，又有地上管網，系統管網較為復雜，查找泄漏點十分不易。查找漏點時，首先應針對母管管路進行檢查，檢查安全閥是否漏流，其次對地面上的消火栓進行檢查。同時，排查系統內各個閥門。檢查系統內是否串入了其它管道系統，尤其應重點檢查與其它管網有接口的閥門，最后檢查地埋管，應特別重視地埋管上方經常有重載車通過的區域。

(3)壓力開關的問題

穩壓泵自動控制系統接受管道內的壓力信號，當系統壓力降至整定值，穩壓泵將連鎖啟動;當系統壓力升高達到設定值，穩壓泵連鎖停運。壓力開關測點的安裝位置或壓力開關失靈，都將影響穩壓泵的運行。

(4)系統內的氣壓罐

氣壓罐可緩解穩壓泵啟停時過于頻繁的沖擊。停泵時，因管內的水錘作用，氣壓罐能吸收系統內的壓力沖擊。

(5)穩壓泵的整定值

系統內壓力由穩壓泵提供，當壓力升高，達到穩壓水容積的高水位時，穩壓泵自動停止運行;當壓力降低，達到穩壓水容積的低水位時，穩壓泵自動開啟。如此循環，以保持系統的高壓狀態。當發生火災時，隨著消火栓的投入使用，系統壓力開始下降，自動啟動消火栓泵滅火。

穩壓泵自動啟動壓力與自動停止壓力之間的范圍越大，則穩壓泵自啟動的時間間隔越長。

4　穩壓泵頻繁啟動的治理

4.1　排查系統中邊界閥門

采取由小到大、由面到點的工作思路，聯合治理系統的內漏和外漏點。由小到大，是將廠前區消火栓系統分割成若干子系統，確保小的系統無泄漏，然后再逐漸擴大檢查范圍。由面到點，是將可能存在的泄漏點全部隔離，然后逐一排查。

首先，排查二級泵房內的母管安全閥、各泵的逆止閥。關閉出口母管總門后進行升壓試驗，確認逆止閥是關閉嚴密的。排除了因逆止閥泄漏導致系統壓力維持不住等因素。

對廠前區消火栓系統進行放水降壓試驗，在此過程中，該處的壓力長時間保持在 0.30～0.34 MPa，而力能區消防系統的壓力與之吻合，從而確認串入外源為力能區的生消系統。串入外源可能是V102、V106、V120、V127、V133 等處，如圖 1 所示。采用抽閥芯檢查的方法，檢查該邊界閥門是否關閉嚴密。經檢查，發現V102、V106閥門已被腐蝕。閥門被解體后的狀況，如圖2所示。暫時在V102、V106閥門的兩側，加裝盲板。對V120、V127、V133閥門直接拆除或加裝了盲板。經處理后，再次對系統進行升壓試驗。系統由原來的壓力維持不住，到穩壓泵投自動啟動的間隔時間，約為11 min。

圖2　閥門被解體后的狀況

4.2　對室外消火栓進行治理

在廠前區消火栓系統中，室外消火栓共20余只。對消火栓逐一進行排查后，共發現七、八處消火栓存在大小不等的泄漏。由于消火栓的密封墊老化，消火栓的泄漏水從自動防凍排水口流出。更換了泄漏的消火栓密封墊，重新進行系統的升壓試驗，至正常壓力后投入穩壓泵，穩壓泵的自啟時間間隔，約為24 min。

4.3　系統漏點的治理

關閉輔助消防水聯絡門V001T后，進行穩壓泵的自啟動試驗，啟動的間隔時間，約為52 min。開啟廠前區消火栓系統至輔助消防水聯絡門后，穩壓泵的自啟時間間隔下降至約18 min。從而確認輔助消防水系統有漏流情況。首先，對已廢棄的輔助臨時消防栓進行割管封堵，然后再次向輔助消防系統供水，并進行穩壓泵的自啟動試驗，啟動間隔時間升至約42 min。繼續對主廠房內的輔助臨時消防供水邊界閥門進行排查，發現V1212也存在漏流情況。同樣，對該閥門進行了處理。

4.4　對氣壓罐缺陷的處理

氣壓罐是消防栓系統中重要的穩壓設備，可有效防止穩壓泵的頻繁自啟。經查，廠前區消火栓系統中2個氣壓罐的運行均不正常。氣壓罐中的水囊可能已破裂。拆開檢查后，發現在A側氣壓罐的水囊側面，從上到下的破裂長度約為1 m。B側氣壓罐水囊的上法蘭部分斷裂約1/3。水囊體與法蘭連接處的破裂情況，如圖3所示。

圖3　水囊體與法蘭連接處破裂

更換了A側、B側的氣壓罐水囊。經過處理，再次投運穩壓泵進行試驗，穩壓泵的啟動間隔時間，約為15 h。穩壓泵的自啟動運行得到了明顯改善。

5　措施和建議

通過對廠前區消火栓系統的查漏和治理，發現了一些問題，為此，提出了一些建議并應采取相應措施。

(1)廠前區消火栓系統與力能區的生活消防水系統連接，且相互備用，是不合適的。消防水系統為專用系統，應嚴禁與生活用水串接。設置力能區的生活消防水系統，目的就是讓生活水與消防水共用。當時，將兩個水系統串接，是臨時措施。現在，廠前區消火栓系統已調試完畢，達到了系統要求。力能區生消系統中的壓力偏低，約為0.34 MPa，而綜合辦公樓消防系統中的壓力，約為0.5 MPa，所以，生消系統的消防水無法滿足其它系統的需求。建議隔離廠前區消火栓系統與力能區的生活消防水系統。

(2)建議加強消防水的使用管理，嚴禁私自將消防水用于施工用水。

(3)對系統中閥門進行解體檢查后，發現閥門被腐蝕的現象很嚴重。為了確保系統的嚴密性，避免穩壓泵的頻繁啟動，建議定期檢查閥門的密封狀態，并隨時進行更換。

(4)加強對氣壓罐的檢查，定期對氣壓罐進行補氣，維持壓縮空氣的壓力，為0.3 MPa。

(5)隨著廠前區消火栓系統子項的逐步投入，系統管網越來越大。為確保消防水系統的運行，應加強地埋管焊接質量的控制。在埋入地下前，應進行系統的水壓試驗。試壓壓力為額定壓力的1.1倍，續壓2 h，應無泄漏。試驗合格后，再接入廠前區消火栓系統。

(6)穩壓泵壓力值的設定

根據上海市《民用建筑水滅火系統設計規程》DGJ 08－94－2007的規定，在高壓消防給水系統中，穩壓泵啟動的壓力值、穩壓泵停泵的壓力值和聯動消防泵啟動壓力值之間的差值，應不小于 0.05 MPa。美國的NFPA20標準中規定，消防泵應由消防穩壓泵的壓力聯動裝置啟動，穩壓泵啟泵的壓力與停泵壓力的差值，應不小于10psi(0.07 MPa)。當整個消防系統的壓力低于穩壓泵啟泵壓力5 psi(0.035 MPa)時，消防主泵啟動。當整個消防系給水排水系統的壓力低于穩壓泵啟泵壓力10psi(0.07 Pa)時，消防備用泵啟動。

消火栓系統穩壓泵啟動壓力為1.02 MPa，穩壓泵停運壓力為1.07 MPa，第一臺消火栓泵的啟動壓力，為1.0 MPa。第二臺消火栓泵的啟動壓力，為0.9 MPa。

6　結語

重新對系統設置后，解決了穩壓泵的頻繁啟動等問題。根據各相關標準的要求，并對比了各標準中規定的設置值。經分析，不難發現，穩壓泵的設定值有很大的差異，較佳設定值的確定，還有待論證。所以，建議下調或修訂相關消防系統的設定值。

參考文獻:

［1］王凌旭.中美自動噴水滅火系統穩壓系統之比較［J］.給水排水，2008，34(s1):273-275.

［2］DGJ08－94－2007.民用建筑水滅火系統設計規程［S］.