對消防水泵故障切換檢查的幾點思考

施寅濠

摘要：消防水泵的主備泵切換維持正常是保障消防水系統(tǒng)可靠、安全運行的必要條件。在檢查過程中對主備泵切換功能進(jìn)行充分測試可以及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)功能中存在的隱患。文章針對實際測試過程中，使用不同測試方法，得到不同的測試結(jié)果這一問題，通過對國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集中消防水泵控制電路的整理、分析，尋得問題的癥結(jié)所在，并提出改進(jìn)建議。

關(guān)鍵詞：消防水泵;主備泵切換;控制電路

中圖分類號：TU892? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ?文章編號：2096-1227（2022）02-0021-03

消防水系統(tǒng)是建筑消防安全最基礎(chǔ)、最常用、最重要的保護(hù)設(shè)施，而消防泵又是消防水系統(tǒng)的“心臟”。為提升整個消防水系統(tǒng)的安全性，提高消防給水的可靠性，國家相關(guān)防火規(guī)范明確要求水系統(tǒng)中必須設(shè)置備用泵。在日常消防檢查中，對消防泵主備用切換的檢查也是確保消防給水系統(tǒng)可靠、安全運行的一個重要環(huán)節(jié)。

1? 消防水泵主備泵切換的檢查方法及存在問題

1.1? 主備泵切換的檢查方法

應(yīng)急管理部消防救援局主編的《消防監(jiān)督檢查手冊（2019版）》中，于不同章節(jié)分別介紹了兩種主備泵切換的檢查方法。

方法一：將水泵控制柜上的開關(guān)設(shè)置為“1主2備”“自動”運行模式，1#泵自動投入運行后，按下水泵控制柜內(nèi)1#泵組熱保護(hù)繼電器，2#泵自動運行，運行燈點亮;松開熱保護(hù)繼電器，2#泵停止運行，1#泵投入運行[1]。

方法二：將水泵置于“1備2主”的“自動”運行模式，遠(yuǎn)距離啟動2#泵。在2#泵組正常運行情況下，打開消防泵電氣控制柜，用手將2#泵的空氣開關(guān)拉脫，觀察1#泵自動投運及相關(guān)信息顯示情況是否正常。

簡言之，方法一就是在主泵正常運行時，按下主泵的熱保護(hù)繼電器，觀察備泵是否能正常投入運行。方法二就是在主泵正常運行時，拉脫主泵的空氣開關(guān)，觀察備泵是否能正常投入運行。

1.2? 實際檢查中出現(xiàn)的問題

在日常對消防水泵進(jìn)行監(jiān)督檢查或者維護(hù)測試的過程中，常常任意選用方法一或方法二對消防泵組進(jìn)行測試，只要備用泵正常投入運行，即判斷主備泵切換功能正常。但有時會出現(xiàn)如下問題：使用方法一，通過泵組的熱保護(hù)繼電器測試時，備用泵卻可以正常投入運行;使用方法二，通過斷開主泵的空氣開關(guān)進(jìn)行測試時，備用泵卻無法正常投入運行。

2? 消防水泵控制邏輯分析

圖1、圖2為消防水泵一用一備全壓啟動控制電路圖（包括消火栓泵和噴淋泵），摘自國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集之《常用水泵控制電路圖》（16D303-3）。該圖集于2016年9月1日開始實行至今。其依據(jù)的主要標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范有：《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50016-2014）、《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB50116-2013）、《建筑給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB50974-2014）等。

圖1、圖2所示的控制電路圖的電路功能為：兩臺水泵互為備用，工作泵故障時備用泵延時自動投入，水泵由壓力開關(guān)等信號及消防系統(tǒng)控制，水源水池水位過低報警，并設(shè)有工作狀態(tài)（手動、自動、備用）選擇開關(guān)[2]。

2.1? “自動”運行模式下，消防聯(lián)動控制器遠(yuǎn)程啟泵的控制邏輯

由圖2可見，當(dāng)前手動選擇開關(guān)SAC及相關(guān)觸點的所處位置為左側(cè)檔位，該消防水泵控制電路的當(dāng)前工作模式為“自動”運行模式，其中2#泵為主泵，1#泵為備泵。通過消防聯(lián)動控制器上的啟泵按鈕遠(yuǎn)程啟動消防水泵，其控制邏輯如下：

步驟1：按下18號線路中的啟動按鈕SF3，中間繼電器KAO1的線圈通電;

步驟2：在14號線路中的中間繼電器KAO1的常開觸點閉合，中間繼電器KA6線圈通電，16號線路中的KA6觸點閉合，14號線路持續(xù)通電;

步驟3：在31號線路中的KA6觸點閉合;

步驟4：在31號線路中的黃色信號燈PGY2通電發(fā)光（該黃色信號燈表示2#泵正在啟動過程中）;

步驟5：在28號線路中的交流接觸器QAC2線圈通電;

步驟6：主回路中常開觸點QAC2閉合，2#泵啟動（消防水泵在建成投入使用后，低壓斷路器QA1、QA2的日常狀態(tài)均為閉合狀態(tài)）;

步驟7：在29號線路中QAC2常開觸點閉合，KA2線圈通電，同時綠色信號燈PGG2通電發(fā)光（該綠色信號燈表示2#泵已經(jīng)正常啟動）;

步驟8：在31號線路中的黃色信號燈PGY2斷電熄滅;27號線路中的紅色信號燈PGR2斷電熄滅（紅色信號燈為停泵指示燈）;

步驟9：在26號線路中QAC2常閉觸點斷開;

步驟10：在25號線路中的KA6觸點閉合，由于26號線路中QAC2常閉觸點幾乎同時斷開，時間繼電器KF1無法持續(xù)通電，25號線路中KF1觸點無法閉合。因25號線路用于控制備用泵啟動，當(dāng)其未通電，備用泵不會啟動。

2.2? 通過熱繼電器測試主備泵切換（方法一）的控制邏輯

在前文遠(yuǎn)程啟動主泵（2#泵）基礎(chǔ)上，通過熱繼電器，對主備泵切換功能進(jìn)行測試，控制邏輯如下：

步驟1：按下主泵（2#泵）主回路中熱繼電器BB2的test按鈕，模擬2#泵運行發(fā)生故障;

步驟2：在28號線路中BB2觸電斷開，QAC2線圈斷電;

步驟3：2#泵主回路中QAC2觸點斷開，2#泵因斷電停止運行;

步驟4：在29號線路中QAC2觸點因線圈斷電恢復(fù)常開狀態(tài)，KA2線圈斷電，同時綠色信號燈PGG2斷電熄滅;

步驟5：在31號線路和27號線路中的兩處KA2常閉觸點恢復(fù)閉合，黃色信號燈PGY2和紅色信號燈PGR2恢復(fù)通電發(fā)光;

步驟6：在26號線路中QAC2觸點恢復(fù)閉合。由于25號線路中的KA6觸點已在前期遠(yuǎn)程起泵過程中處于閉合狀態(tài)，因此26號線路中時間繼電器KF1的線圈持續(xù)通電;

步驟7：在25號線路中時間繼電器KF1的常開觸點短暫延時后閉合，22號線路中QAC1線圈通電;

步驟8：主回路中常開觸點QAC1閉合，1#泵啟動。

2.3? 通過切斷水泵主回路的低壓斷路器測試主備泵切換（方法二）的控制邏輯

在前文遠(yuǎn)程啟動主泵（2#泵）基礎(chǔ)上，切斷水泵主回路的低壓斷路器，對主備泵切換功能進(jìn)行測試，控制邏輯如下：

步驟1：手動切斷主泵（2#泵）主回路中低壓斷路器QA2;

步驟2：2#泵主回路斷電，2#泵停止運行;

步驟3：2#泵控制電路全部斷電，即27號線路至32號線路全部處于斷電狀態(tài)，因此28號線路中QAC2線圈必然無電流通過;

步驟4：在26號線路中的QAC2觸點恢復(fù)閉合，由于25號線路中的KA6觸點已在前期遠(yuǎn)程起泵過程中處于閉合狀態(tài)，因此26號線路中時間繼電器KF1的線圈持續(xù)通電;

步驟5：在25號線路中的時間繼電器KF1的常開觸點短暫延時后閉合，22號線路中QAC1線圈通電;

步驟6：主回路中常開觸點QAC1閉合，1#泵啟動。

3? 主備泵切換功能檢查所出現(xiàn)問題的分析及解決方法

3.1? 不同檢查方法模擬不同的故障，應(yīng)進(jìn)行完整測試

通過對兩種測試方法的控制邏輯進(jìn)行分析可知：測試方法一所模擬的故障是，水泵在運行過程中電氣線路出現(xiàn)過載，需要切換備泵投入運行。測試方法二所模擬的故障是，水泵在運行前或運行中主回路斷電，主泵無法運行，需要切換備泵投入運行。兩種測試方法所針對的水泵故障不相同，后續(xù)的水泵切換邏輯也存在差異，因此在實際測試中，兩種方法不能互相替代，應(yīng)全部測試。

上文所涉及的控制電路圖，均摘自國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集之《常用水泵控制電路圖》。筆者認(rèn)為應(yīng)將其視為基于國家相關(guān)防火設(shè)計規(guī)范的最基礎(chǔ)要求，其中所能實現(xiàn)的功能應(yīng)在實際工程中得到展現(xiàn)。無論使用方法一還是方法二對消防水泵的主備泵切換功能進(jìn)行檢查測試，備用泵都應(yīng)能正常投入運行。

3.2? 水泵控制柜接線錯誤，導(dǎo)致主備泵切換功能存在缺陷

查看圖1、圖2可見，1#泵、2#泵各自的控制電路中的電源線接點X1：2和X1：3分別位于低壓斷路器QA1和QA2之后，即QA1或QA2的開閉狀態(tài)，直接控制相對應(yīng)的消防水泵的控制電路是否通電。假設(shè)消防水泵的控制電路的電源線接點X1：2和X1：3位于低壓斷路器之前，即無論QA1或QA2處于開閉何種狀態(tài)，都不影響消防水泵的控制電路處于通電狀態(tài)，則在切斷主泵（2#泵）主回路中低壓斷路器QA2的情況下，雖然2#泵會停止運行，但2#泵控制電路仍然正常通電，28號線路中QAC2線圈繼續(xù)保持通電，26號線路中QAC2觸點無法閉合，時間繼電器KF3無法通電，最后結(jié)果導(dǎo)致1#泵作為備用泵無法正常投入運行。因此當(dāng)水泵控制電路接線有錯誤時，使用方法二進(jìn)行功能測試，備泵無法正常投入使用。

3.3? 細(xì)化規(guī)范要求，避免主備泵功能設(shè)計缺陷

現(xiàn)行各類規(guī)范中雖然對主備泵設(shè)置進(jìn)行了要求，但內(nèi)容過于籠統(tǒng)，并未對主備泵切換功能進(jìn)行細(xì)化要求，未明確哪些故障屬于消防泵故障，需要進(jìn)行主備泵切換以確保系統(tǒng)正常運行。因此在消防泵控制柜線路設(shè)計之初，因不同人員對消防泵的理解及思考不同，導(dǎo)致控制柜功能缺陷，不能在所有故障狀況下都完成主備泵切換。比如前文所述，拉脫主泵的空氣開關(guān)，備用泵不能正常投入運行的情況，大多數(shù)原因在于控制柜未設(shè)計該項功能。

為避免此類情況的發(fā)生，需細(xì)化規(guī)范要求，明確消防泵故障的種類，明確故障信號的選擇，明確控制邏輯的設(shè)計，明確功能測試的方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]應(yīng)急管理部消防救援局.消防監(jiān)督檢查手冊（2019版）[M].昆明：云南科技出版社，2019.

[2]中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計研究院.16D303-3常用水泵控制電路圖[M].北京：中國計劃出版社.2016.

Some thoughts on checking the failure of fire pumps

Shi Yinhao

（Pudong New Area Fire and Rescue Brigade，Shanghai? 200120）

Abstract：It is a necessary condition to ensure the reliable and safe operation of the fire water system to maintain the normal switching of the main and standby pumps of fire pumps. In the process of inspection， a full test of the switching function of the main and standby pumps can timely discover the hidden dangers in the system. Aiming at the problem of using different test methods to obtain different test results in the actual test process， the paper finds the crux of the problem and puts forward suggestions for improvement through the sorting and analysis of the fire pump control circuit in the national building standard design drawing.

Keywords：fire pump; main and standby pump switching; control circuit