气体顶压应急消防气压给水设备

知识点：气压给水

零、使用场景

用于屋顶受条件限制，因为空间、承载等限制，不方便设置高位消防水箱的情况。

规范依据：

《喷规》

10.3.3 采用临时高压给水系统的自动喷水灭火系统，当按现行国家标准《消防给水及消火栓系统技术规范》GB 50974的规定可不设置高位消防水箱时，系统应设气压供水设备。

气压供水设备的有效水容积，应按系统最不利处4只喷头在最低工作压力下的5min用水量确定。干式系统、预作用系统设置的气压供水设备，应同时满足配水管道的充水要求。

条文说明：

对于一些建筑高度不高的民用建筑，或者屋顶无法设置高位消防水箱的工业建筑，本条提出允许采用气压供水设备代替高位消防水箱。

即：置换水容积为

Q=K=80*=56.6L/min

V=4*Q*T=4*56.6L/min*5=4*282L=1128L=1.28m?

具体哪些场景可以使用呢？

《消水规》

6.1.9 室内采用临时高压消防给水系统时，高位消防水箱的设置应符合下列规定：

1 高层民用建筑、总建筑面积大于10000㎡且层数超过2层的公共建筑和其他重要建筑，必须设置高位消防水箱；

2 其他建筑应设置高位消防水箱，但当设置高位消防水箱确有困难，且采用安全可靠的消防给水形式时，可不设高位消防水箱，但应设稳压泵；

3 当市政供水管网的供水能力在满足生产、生活最大小时用水量后，仍能满足初期火灾所需的消防流量和压力时，市政直接供水可替代高位消防水箱。

一、 设备组成：

1、压力罐，上有两个电接点压力表，分别控制气泵启泵、停和氮气启动瓶电磁阀。

（1）气室：用于日常稳压（由大、小启泵供气）和火灾时快速充气补压。

（2）稳压水容积：用于补充管网日常泄漏（随着管网的泄露，气室容积会替换稳压水容积部分），始终维持稳压水水量。

（3）置换水容积：有大气泵和供气瓶驱动，满足火灾时，10分钟的应急消防水源供给。

（4）保护水容积：部分充当消防主泵启动前的补充水量，同时保证火灾时，气体不会进行系统管网。

2、稳压泵系统，由磁翻板液位计控制，维持罐体内有一定的有压水位

3、气泵，维持平时系统压力，火灾时大气泵配合配合为系统快速增压

4、氮气瓶系统，（由气压罐上的另一个电接点压力控制）火灾时，由瓶头电磁阀跳针刺破启动瓶膜片，带动供气加压瓶投入使用，（配合大气泵）快速为系统加压，把气压罐里的水迅速打到管道内，以保证10分钟的应急消防水源供给。

5、控制系统，接受两个电接点压力表、磁翻板液位计信号。对气泵、稳压泵、启动气瓶的电磁阀。

二、运行及工作原理

1、 稳压泵系统启动与运行

由磁翻板液位计控制，维持气压罐日常稳压水容积在（M1-M2）间循环。

（1）启动前首先向压力罐及系统里充水

（2）充到一定程度后，启动稳压泵继续向系统打水，直至把稳压罐内的水位提高到设定的水位上限即M1时，稳压泵（两台一备一用）自动停止。

（3）这时如果压力处在系统设定的压力下限P2（P1为系统压力上限， P2为系统压力下限）以下时，汽泵自动向罐内补气直到压力达到设定的稳压系统压力上限P1时汽泵停止。这是一个稳压周期的完成，此时整个消防系统处在稳压状态。

磁翻板液位计

（4）当系统内泄漏压力下降到P2时，磁翻板液位计检测到罐内水位如果下降了，当水位降至设定的水位下限M2时，稳压泵系统自动启动，向系统内补水，补到系统设定的水位上限时M1，水泵停止。

（5）如果在补水的过程中罐内压力过高，即高于设定的稳压系统压力上限，这时罐顶的电磁阀D2自动打开泄压，以保障水能补到设定的水位。

（6）如果此时系统压力低于系统设定的压力下限时，这时汽泵自动启动向罐内补气, 一直补到系统设定的压力上限P1时汽泵停止。

如此反复运行以保证稳压系统处在：

A、设定水位（M1---M2）范围内，（稳压泵负责补水）

B、设定压力（P1---P2）范围内，（启泵负责加压）

达到稳压的目的。

2、 氮气瓶系统：

（1）气瓶组配有气瓶N只、各气瓶通过管路与一条DN25的管路相连，DN25管路与气压罐顶部相连，管路通断由电磁阀D1控制，气瓶内压力在（12MPa---15MPa），出口压力设定为系统的下限压力以下P4=0.42。

（2）平时气瓶系统并不工作一直处于休眠状态，有火灾发生时才投入工作。

工作过程为，当有火灾发生时，稳压系统压力急剧下降，当下降到P4时，气瓶组电磁阀D1打开，气瓶组的高压气体伴随气泵的高压气体迅速打到气压罐内，把气压罐里的水迅速打到管道内，以保证10分钟的应急消防水源供给。

3、 气泵系统

用于日常系统补压（P1-P2/P3-P1），由气压罐上的电接点压力表控制。

系统可设大、小汽泵各一台或一台大气泵（2气泵为一备一用）。

（1）组成

A、大汽泵平时也是处于休眠状态，只有在火灾发生时或小汽泵出现故障时，它才启动。它与气瓶系统协同工作，平时是起稳压保障作用，当有火灾时协同气瓶系统以最快的速度把气压罐里的水打到消防管路系统内。

B、小汽泵是平时只用于稳压，因为在稳压过程中用气量很小，因此在大系统里设一大一小两台汽泵，系统小就设一台气泵。

（2）大、小气泵工作过程

汽泵系统出口管路与压力罐的顶部相连接，每个汽泵出口各装有一个单向阀，保证稳压气体及水不至于回流至气泵内。

A、当稳压系统压力下降到设定下线P2时，小汽泵启动，向稳压系统及管路打压，直到压力达到设定值上限P1时汽泵停止（控制范围P1-P2=0.03MPa, P2-P3=0.02MPa）

B、当小汽泵故障或压力急剧下降至P3时，大汽泵启动来完成稳压过程。如此反复运行确保稳压系统稳定在设定的压力范围内，达到大小气泵备用及稳压之目的。

4、 消防启动过程

当消防事故发生时，消防及喷淋系统管路打开，这时稳压系统压力迅速下降，当系统降到P3以下即P4时，电磁阀D1迅速打开，气瓶系统立即启动，再加上大汽泵等于两组高压气体迅速向压力罐内打压，压力罐内压力瞬间增高，此时系统的高压气体把水迅速打入消防管道，保证10分钟的应急消防用水快速进入消防系统里，达到消防应急用水的目的，以确保财产及人身安全。

5、 消防气动蝶阀的使用

为了防止气体进入消防管道，保证消防管道的安全，此系统是在消防管路长而又很复杂的情况下采用。气压罐的水位达到底部时，为了保证气体不进入消防管路系统，在压力罐的底部出水口设有一个气动蝶阀。当水达到罐的底部以上250mm时（到达磁翻板底部M3=50mm时），这时由磁翻板液位计上的控制点控制电磁阀D3打开，控制气动蝶阀迅速关闭，以此保证气体不进入消防管路系统里。

6、 超压安全措施

当控制系统失灵或气压罐出口气动蝶阀关闭时，为防止系统压力过高，两个汽泵上都有限压开关及安全阀，限压开关保证汽泵达到一定压力就停止，而安全阀是在到达一定压力值时，安全阀打开泄压，以上都可以保证管路及系统的安全。

7、 防止水进入汽泵及气瓶系统措施：

1、当罐内的水达到设定的水位上限M1时，磁翻板液位计控制水泵停止。

2、（备选）当此控制失灵时，为了双保险，本设备在稳压泵出口进入罐的主管路上安装有一个液压浮球阀，当罐内的水超过设定的水位上限M1时，稳压泵出口管路立即关闭，水位即停留在罐顶部以下200mm处，水位不再增高，以此保证消防水不进入气体管道及气瓶系统内。

8、 压力及水位设定

（1）大小汽泵停止压力 P1

小汽泵启动压力 P2           P1-P2=0.05MPa

大汽泵启动压力 P3            P2- P3= MPa （大系统才有）

由压力罐上两种电接点压力表的一个进行控制

（2）电磁阀D1打开 （气室管路通断电磁阀D1，接通供气瓶管路）

P4=P3-0.02 MPa

电磁阀D2打开 P5=P1+0.02 MPa（罐顶超水位泄放电磁阀D2,保证稳压泵补水到设定值）

电磁阀D3打开 M3=50mm （电磁阀D3打开，控制气动蝶阀迅速关闭，以此保证气体不进入消防管路系统里）

（3）、 罐内水位设定：

停稳压泵水位 M1=2000mm（人工）

启稳压泵水位 M2=1800mm（人工）

关闭汽动蝶阀 M3=50mm （人工）

由压力罐上的磁翻板液位计控制

9 表的设定接线

(M1--M2) ----- 接稳压泵

M3 ----- 接D3电磁阀

电接点压力表1 （P1--P2）---接小气泵

电接点压力表2 （P1—P3）---接大气泵

电接点压力表3 （P4—）---接D1--使管路通断电磁阀D1，接供气瓶管路

电接点压力表4 （ P5--）---接D2--罐顶超水位泄放电磁阀D2

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