消防泵機械應(yīng)急啟泵電氣裝置的研究

申永朝

【摘 要】目前我國的消防泵控制柜存在諸多問題，也出現(xiàn)過很多由于控制柜不能啟泵而影響滅火的案例，編制組的出發(fā)點是強調(diào)要提高消防泵控制柜的可靠性。機械應(yīng)急啟泵功能，就是在最后的緊要關(guān)頭，當(dāng)控制電路出現(xiàn)故障而主電源仍然完好時，通過機械應(yīng)急啟動裝置強制消防泵啟動，這無疑是在傳統(tǒng)基于控制電路的啟泵功能的基礎(chǔ)上，提高了可靠性。

【關(guān)鍵詞】消防泵機械應(yīng)急啟泵裝置；

消防泵是消防滅火系統(tǒng)中的主要裝置，該系統(tǒng)在運行期間對可靠性要求比較高。隨著近幾年城市化經(jīng)濟的不斷增長，高層建筑也在不斷增多，對消防滅火系統(tǒng)運行期間的可靠性也提出較高要求。

一、消防泵的結(jié)構(gòu)要求

1.消防泵的性能要求。消防泵在使用期間，由于產(chǎn)生的及時性，就會利用大量水。但隨著水量的不斷增加，操作人員就不可能按照嚴格要求來實施，從而大開閥門。為了保證良好的滅火效果，在這期間就要保證水壓不能降低。而且，在用水量減少期間，也不能將壓力調(diào)太高，必須利用壓管以及管道附件來實施。特別是用水量的不固定現(xiàn)象，所以消防泵的設(shè)計不僅要滿足大流量穩(wěn)定性，還要保證小流量的穩(wěn)定運行。

2.消防泵的緊急要求。火災(zāi)發(fā)生期間，消防泵的使用就會產(chǎn)生及時性所以消防泵的設(shè)計要求還要具有一定適應(yīng)性。一方面，消防泵在遇到火情期間，保證能夠及時啟動。另一方面，當(dāng)消防泵用水量產(chǎn)生遞增、遞減等情況時，還要對消防泵進行調(diào)整，從而使它在使用期間滿足一定要求。

3.消防泵的可靠要求。消防泵的設(shè)計要求就要滿足較大可靠性。消防泵在一般情況下是不運行的，所以運行的數(shù)量比較少，產(chǎn)生的可靠性就無法驗證。消防泵的可靠性表現(xiàn)在多種情況下，如：泵本身的控制系統(tǒng)、管路系統(tǒng)等。根據(jù)泵的本身情況進行分析，影響可靠性變化為。第一，泵的部件選擇是否實現(xiàn)足夠強度，因為消防泵的進出口閥門是開啟狀態(tài)的，主要因為該系統(tǒng)的利用頻率比較短。所以泵閥門在啟動期間呈現(xiàn)大開狀態(tài)，就會導(dǎo)致各個部件存在較大扭矩。第二，泵本身結(jié)構(gòu)的合理性，由于消防泵流量比較大，產(chǎn)生的揚程、推力也比較大，所以要保護軸承，就要實現(xiàn)結(jié)構(gòu)平衡性。第三，材料的選擇要考慮特殊物質(zhì)。第四，驅(qū)動機的選擇要根據(jù)消防泵的工作范圍，選擇具有足夠富裕度的驅(qū)動機。第五，驅(qū)動機的控制系統(tǒng)也要保證可靠性，特別是消防泵的緊急情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)控制系統(tǒng)的準確運行。

二、機械應(yīng)急啟泵功能的實現(xiàn)

在消防水泵控制柜旁設(shè)置一套機械應(yīng)急啟泵的電氣裝置，并與消防水泵控制柜進行電氣連接。這套機械應(yīng)急啟泵電氣裝置不通過二次控制回路啟泵，直接通過機械應(yīng)急啟泵電氣裝置上機械裝置啟動消防泵。

1.消防泵一用一備全壓直接啟動時的機械應(yīng)急啟泵電氣裝置接線方案。國標(biāo)圖集16D303-3給出了一用一備全壓啟動控制電路圖XKF-1-2，以此電路圖為例，加裝機械應(yīng)急啟泵電氣裝置的接線方案如圖1所示。

圖1消防泵一用一備全壓啟動時機械應(yīng)急啟泵電氣裝置接線方案

圖1中左側(cè)虛線框表示在消防水泵控制柜旁增加一面機械應(yīng)急啟泵電氣裝置，裝置里面裝設(shè)兩臺斷路器QA3、QA4，QA3、QA4附帶有安全鑰匙鎖的旋轉(zhuǎn)手柄，有管理權(quán)限的人員才能打開安全鑰匙鎖進行操作。將QA3、QA4分別并聯(lián)在兩路消防水泵配電主回路的進線端母線和熱繼BB1、BB2的兩端。

將QA3、QA4的輔助動斷觸點（11、12）串聯(lián)在二次控制電源主令開關(guān)“S”前，當(dāng)打開任意一臺QA3或QA4，相應(yīng)消防水泵機械應(yīng)急啟動；同時二次控制回路失效，防止二次控制回路誤動作。QA3和QA4構(gòu)成了消防泵一用一備全壓啟動的機械應(yīng)急啟泵電氣裝置。平時，QA3和QA4均處于斷開狀態(tài)，且有安全鑰匙鎖加以保護，防止人員誤操作。消防水泵由二次控制回路進行控制，實現(xiàn)手動、自動控制功能。當(dāng)消防水泵控制柜內(nèi)控制電路發(fā)生故障導(dǎo)致消防泵無法正常啟動時，有管理權(quán)限人員應(yīng)按照以下步驟進行操作，進行機械應(yīng)急啟泵：（1）打開設(shè)置在機械應(yīng)急啟泵電氣裝置上的2把安全鑰匙鎖。（2）轉(zhuǎn)動機械旋轉(zhuǎn)手柄，閉合QA3，機械應(yīng)急啟動消防主泵。（3）當(dāng)主泵沒有啟動，則應(yīng)該斷開QA4，閉合QB2，啟動消防備用泵。

2.消防泵一用一備星三角降壓啟動時的機械應(yīng)急啟泵電氣裝置接線方案。國標(biāo)圖集16D303-3給出了消防泵一用一備星三角降壓啟動控制電路圖XKF-5-2，

圖2消防泵一用一備星三角降壓啟動時的機械應(yīng)急啟泵裝置接線方案

以此電路圖為例，加裝機械應(yīng)急啟泵裝置的接線圖如圖2所示。圖2中左側(cè)虛線框表示在消防水泵旁增加一面機械應(yīng)急啟泵電氣裝置，裝置里面設(shè)置4臺斷路器QA3、QA4及QA5、QA6，QA3、QA4機械閉鎖（同時開同時斷），QA5、QA6機械閉鎖（同時開同時斷），其中QA3、QA4附帶有安全鑰匙鎖的旋轉(zhuǎn)手柄，有管理權(quán)限的人員才能打開安全鑰匙鎖進行操作，將QA3、QA4分別并聯(lián)在消防水泵配電主回路的進線端母線和熱繼BB1、BB2的兩端，將QA4、QA6分別并聯(lián)在QA3、QA5后端和接觸器QAC3、QAC6前端。將QA3、QA5的輔助動斷觸點（11、12）串聯(lián)在二次控制電源主令開關(guān)“S”前，當(dāng)打開QA3或QA5，相應(yīng)消防水泵機械應(yīng)急啟動；同時二次控制回路失效，防止二次控制回路誤動作。QA3～QA6 4臺斷路器構(gòu)成了消防泵一用一備星三角降壓啟動的機械應(yīng)急啟泵電氣裝置。平時，QA3～QA6均處于斷開狀態(tài)，且有安全鑰匙鎖加以保護，防止人員誤操作。消防水泵由二次控制回路進行控制，實現(xiàn)手動、自動控制功能。當(dāng)消防水泵控制柜內(nèi)控制電路發(fā)生故障導(dǎo)致消防泵無法正常啟動時，有管理權(quán)限人員應(yīng)按照以下步驟進行操作，進行機械應(yīng)急啟泵：（1）打開設(shè)置在這套機械應(yīng)急啟泵電氣裝置上的2把安全鑰匙鎖。（2）轉(zhuǎn)動機械旋轉(zhuǎn)手柄，閉合QA3，QA4與QA3機械閉鎖，同時閉合，消防主泵以三角形接線方式全壓直接啟泵。（3）當(dāng)主泵沒有啟動，則應(yīng)該斷開QA3，QA4機械閉鎖同時斷開，閉合QA5，QA6與QA5機械閉鎖，同時閉合，消防備用泵以三角形接線方式全壓直接啟泵。

三、消防泵機械應(yīng)急起泵裝置

機械應(yīng)急起泵裝置具有一定的特殊性，其起泵功能能夠應(yīng)用于不同的起泵方式中。例如，可以應(yīng)用于全壓啟動、降壓啟動中。而在一般的消防泵控制柜中，都安置有消防泵啟動操作手柄，當(dāng)應(yīng)急啟動之后，系統(tǒng)就會拉動手柄，在拉動的動作，能夠與泵內(nèi)的機械閉合回路進行接觸，導(dǎo)致接觸器回路閉合。然后水泵電機直接處于全壓啟動狀態(tài)中。在降壓消防泵應(yīng)急啟動環(huán)節(jié)中，主要分為三種啟動模式。第一，直接應(yīng)急啟動模式。直接的應(yīng)急啟動模式是這些應(yīng)急啟動中最為簡單的一種啟動方式。在消防泵的控制中，當(dāng)有緊急情況出現(xiàn)時，只需要通過機械應(yīng)急手柄閉合主接觸器，就能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)急起泵。第二，在星三角啟動控制中，需要機械應(yīng)急手柄將兩個運行中的接觸器閉合，然后就能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)急起泵。第三，在軟啟動控制器中，通過機械應(yīng)急手柄的操作，將旁路中的接觸器進行閉合，實現(xiàn)應(yīng)急起泵。在以上所有的降壓啟動控制器中，需要應(yīng)急起泵的操作時，都需要在應(yīng)急手柄將控制器閉合后，能夠使得消防泵電機進入到運行狀態(tài)。

總之，消防泵的結(jié)構(gòu)要求決定了裝置的設(shè)計流程，為了對消防泵機械應(yīng)急裝置進行設(shè)計，機械人員就要根據(jù)相關(guān)的制定標(biāo)準，根據(jù)消防泵的結(jié)構(gòu)要求以及相關(guān)技術(shù)，制定我國高技術(shù)水平的消防泵，從而實現(xiàn)消防泵在各個行業(yè)的工作需要。

參考文獻：

[1]張大勇.淺談消防泵機械應(yīng)急啟泵電氣裝置的研究.2017.

[2]王艷萍，消防泵機械應(yīng)急啟泵電氣裝置的探討，2018.

（作者單位：天津市意杰成消防器材有限公司）