提升機電自動化供水設備在消防系統中的性能技術策略研究

摘要：為了提升機電自動化供水設備在消防系統中的性能，本文分析了當前設備在應用過程中存在的主要問題，如設備故障率較高、系統響應速度慢、能耗過高以及維護困難等問題。研究通過加強設備的智能化監控與自診斷功能、優化設備設計與選型、采用節能技術以及加強預防性維護和管理等策略，提出了提升設備性能的具體技術措施。研究結果表明，通過這些技術策略的應用，可以顯著提高設備的穩定性、響應速度和能效，降低系統運行成本，并延長設備的使用壽命。建議在未來的消防系統中，進一步推廣這些技術，確保設備高效運行，提高消防系統的應急反應能力。

關鍵詞：機電自動化；供水設備；消防系統；性能提升

引言

隨著現代城市建設水平和消防安全意識的提升，機電自動化供水設備作為消防系統中的核心組成部分，擔負著為消防滅火提供穩定水源的重要任務。然而，在實際應用中，機電自動化供水設備仍面臨諸多問題，影響了其在消防系統中的有效運行。設備故障頻發、響應速度慢、能耗過高以及維護難度大等問題，導致了消防系統在關鍵時刻可能無法及時發揮作用。因此，研究如何提升這些設備的性能，優化其在消防系統中的應用，成為當前亟須解決的課題。

一、機電自動化供水設備構成與功能

消防系統中的機電自動化供水裝置是運用機電與自動化技術實現水源自動補給、管控、監測及調節的裝置，這類設備主要由以下幾部分構成。水源系統：涵蓋水池、水塔、地下水源等，確保消防用水供應的可靠性。該水源系統具備儲存充足水資源的職能，確?；馂陌l生時水源及時供應。泵站系統：泵站運用水泵將水源水位提升至預定壓力及流量，保障供水供應的充分與穩定。水泵一般配置電機，通過自動化調控系統調整其啟停及運行參數^[1]。管道與噴灑系統：管道系統將水流輸送到各消防設施，如噴頭、滅火器等。系統利用預設噴嘴或噴霧裝置將水源噴灑至火災現場，進行滅火。自動化控制系統：由傳感器、可編程邏輯控制器（PLC）、變頻器等構成，對供水系統實施自動監測，全面掌握各項指標數據，依據消防要求進行動態調整，如水流大小、壓力程度等。消防監控中心：保障實時監控供水設施運作狀況，遇異常情況即觸發警報，保障設施安全穩定運作。

該設備主要具備自動調控水壓與流量、自動啟動與停止、遠程監控及故障警報等功能，確保火災發生時消防系統高效穩定供水。

二、當前機電自動化供水設備在消防系統中應用存在的問題

（一）設備故障率較高，影響系統穩定性

眾多機電自動化供水設施在長期運行中，因部件老化磨損及環境因素影響，設備故障率大幅上升。水泵軸承磨損、電機出現故障、自動化控制系統中傳感器故障或線路損壞等，均直接影響系統的穩固性。一旦發生設備故障，可能導致供水中斷或供水效能降低，消防系統無法及時供應必要水量，進一步影響火災撲救成效。此外，因設備故障難以被及時察覺和解決，處理效率降低。

（二）系統響應速度慢，影響火災撲救效率

消防系統需立即作出響應，確保水源供應，有效控制火災。部分機電自動化供水設施的反應速度偏慢，嚴重制約了滅火作業效率?？刂葡到y反應延遲，傳感器數據反饋滯后，供水系統未能及時啟動并供給充足水量。特別是在火災初期階段，供水延誤會導致火勢擴散，增加損失。供水壓力波動、水量不足等問題頻發，導致滅火系統難以高效運作^[2]。

（三）設備能耗較高，運行成本過大

鑒于消防設施使用率不高，眾多設施在非火警狀態下待命，仍需投入大量電力資源，造成能源無謂損耗。設備選擇不妥，設備功率偏高，實際需求有限，能源浪費及運營成本上升。高能耗導致系統運營費用增加，可能給生態環境帶來一定壓力，影響整體節能減排成效。

（四）設備維護困難，影響設備生命周期

維護管理機電自動化供水設備較為繁瑣，特別是在高度信息化、智能化系統中。該設備包含眾多高精度元件，如感應器、電子控制部件等，一旦出現故障，往往難以憑借簡單檢查識別問題根源，增加了維護的復雜性。同時，系統內的自動控制設施與感應器常需周期性校驗與巡查，若保養不善，將導致設備性能降低，縮短設備使用周期。設備維修與調試多由專業人員負責，維護技能不足，設備維護難度增加。設備陳舊故障頻發，維護費用逐步提升，最終影響設備使用效果與使用壽命^[3]。

三、提升消防系統中機電自動化供水設備性能的技術策略

（一）加強設備智能化監控與自診斷功能

隨著科技的不斷進步，我國機電自動化供水設備智能化程度不斷提升。強化設備智能化監控及自檢能力，有效強化設備作業效能，降低故障發生率，增強消防系統的穩定性。借助先進的傳感器及物聯網技術，可及時監控設備，涵蓋水泵工作狀況、電機溫升、壓力檢測器數值、流量檢測器信息等核心指標。該數據可納入云端平臺實施遠程監管，確保設備全天候自動監控。

選用高精度壓力計、流量計、溫度計等，實時監控設備運行狀況，運用大數據技術進行剖析，預測裝置可能發生的故障，如泵體損壞、傳感器故障等問題，有效降低設備故障發生率，提前預防故障。例如，水泵發生故障時，設備自動偵測并啟動警報，初步分析故障種類及成因。此舉措可降低人工干預程度，減少停機時長。運用智能化監控體系，管理人員能遠程操控設備，如調整水泵操作參數、變換供水壓力等。對設備歷史運行數據進行分析，系統自動調節運行參數，提升水泵運行效能，降低能耗，如表1。

（二）優化設備設計與選型，提升設備穩定性

設備設計及選型對機電自動化供水系統性能影響重大。恰當的設備選型可提升設備運作效能，進一步降低故障發生率，增強系統整體的穩定性。設備選擇需兼顧消防系統實際需求，防止設計過度或選用不當設備。設備選擇需依據實際消防需求進行合理規劃，在挑選水泵時，應根據最大流量需求及最大壓力需求作出選擇，防止選用尺寸過大或過小的工具。大型設備易導致能源損耗，小型設備難以滿足滅火要求^[4]。

在設計階段，應改進系統結構，確保設備間協調一致、穩定運行。例如，配置備用水泵及多余管道網絡，遇關鍵設施故障時，備用設施即刻啟用，保障系統持續穩定運作。在選型時，應選用經過嚴格質量檢驗和認證的設備，確保其穩固性和持久可靠性。對于運行條件較差的設備，須加強安全保障措施，確保設備在惡劣環境條件下持續可靠運作，如表2。

（三）采用節能技術，降低設備運行成本

1.變頻驅動技術（VFD）

變頻調速技術可依消防系統實際需求靈活調節水泵轉速。本技術采用變頻器（VFD）裝置調節水泵電機轉速，滿足各類水壓及流量需求。傳統供水系統普遍以全速模式運作，造成了能源的大量損耗，運用變頻驅動技術可依系統負載變動調整水泵轉速，進而實現節能效果。根據研究，變頻技術可減少約30%—40%的能源消耗。變頻器（VFD）可降低水泵啟動時的瞬時電流沖擊，延長設備使用年限，降低維護頻率。

2.高效電機技術

高效電機是節能核心部件。常規電機運行時普遍具有較高的能耗水平，而高效電機依托先進材料和優化設計，在功率相同的前提下，能減少電能消耗。例如，高效電機使用高性能磁性材料和低電阻電纜，大幅減少電力損失，采用高效電機可降低10%—20%的能源消耗。特別是在消防安全領域，高效電機可確保供水穩定性，降低無效功率損耗，提升系統綜合運行效能。

3.智能化負荷調節

智能化負荷調節系統可以實時監測負荷變動，提升設備運行狀況。通過部署傳感器與智能調控系統，系統可實現實時跟蹤消防需求狀況，調整水泵作業時間與功率輸出。在需求不足時，自動調節水泵運行周期，防止空轉與超量消耗，節約能源。采用智能調節技術可降低能耗約30%，系統節能成效顯著。

4.余熱回收技術

高溫設備（如熱水泵及熱水管道）運行時會產生諸多廢熱，未充分利用的余熱會造成能源的大量浪費。余熱回收技術可將此類廢熱轉化為可利用的熱能或電能。例如，利用余熱回收設施將水泵、管道等設施產生的多余熱量轉換為能源，有效減少額外能源消耗。余熱回收技術可減少10%—15%能源使用量，有效減少設備運行費用，滿足環保標準要求。

（四）加強設備的預防性維護和管理

機電自動化供水設備高效運行的關鍵舉措之一是實施設備的預防性維護。通過周期性巡查、及時維護及數據導向監控，設備使用周期得以顯著延長，降低突發性故障頻次，保障消防設施持續安全運作。定期對設備進行檢測與維護是預防設備出現故障的重要措施之一。水泵、管路及濾網等構件應定期進行檢驗，確保其免受塵埃、污垢、雜質的阻塞。設備故障或效率降低可能由水泵濾網、管道沉積物等因素引起。進行周期性保養，可降低設備故障率，提升其運作效能，確保消防系統在應急狀態下穩定運行^[5]。

機電自動化供水設備一般依靠傳感器及控制系統實施監控與調整。傳感器精度對設備運行狀況有直接影響，定期對傳感器及控制系統進行校驗極為關鍵。傳感器誤差容易導致系統實時響應受阻，影響供水平均壓力及流量，進而影響滅火效果。例如，水壓檢測儀失準可能導致水泵啟停異常，進而拖慢系統響應速度。定期對傳感器進行校驗，確保數據精確性，可增強系統的穩固性，防止因數據失誤導致的錯誤操作。運用大數據分析與物聯網技術，可實施設備預測性維護。對設備運行數據進行監控，如振動、溫度、壓力等因素，提前對設備潛在故障進行排查與維修。例如，若水泵振動值超出標準范圍，可能預示某些部件存在磨損跡象，及時檢查并維護設備，可避免出現更嚴重故障。數據導向的保養策略有助于提升設備檢修的精準性，避免盲目核查及無謂停機，減少維修費用。

結語

機電自動化供水設備在消防系統中的作用不可或缺，提升其性能是確保消防系統有效運作的關鍵。通過加強設備智能化監控、優化設備設計與選型、采用節能技術以及加強設備維護管理等技術策略，可以有效解決當前設備應用中的問題，提升設備的穩定性和響應速度，降低能耗并延長設備的使用壽命。研究結果表明，這些策略的實施將大大增強消防系統的應急反應能力，提高滅火效率，最終保障公共安全。未來，應進一步推廣和完善這些技術，促進機電自動化供水設備的持續優化和發展，為消防安全保障工作提供更強大的技術支持。

參考文獻

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[5]李樂.基于電氣自動化控制的消防工程設計[J].大眾標準化，2022（03）：125-126+129.

作者簡介：劉岱旭（1989— ），男，漢族，河北保定人，本科，中級職稱，研究方向：機電自動化。