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一、消防穩(wěn)壓(氣壓)罐的工作原理
消防氣壓罐的消防水總?cè)莘e分為3個(gè)部分,即消防貯水容積(調(diào)節(jié)容積)、緩沖水容積和穩(wěn)壓水容積。
系統(tǒng)平時(shí)的壓力由穩(wěn)壓泵提供,當(dāng)壓力升高,達(dá)到穩(wěn)壓水容積的高水位時(shí),穩(wěn)壓泵自動(dòng)停止運(yùn)行;當(dāng)壓力降低,達(dá)到穩(wěn)壓水容積的低水位時(shí),穩(wěn)壓泵自動(dòng)開(kāi)啟,將穩(wěn)壓水容積提升到高水位。如此循環(huán)以保持系統(tǒng)的高壓狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí),隨著消火栓的投入使用,系統(tǒng)壓力開(kāi)始下降,當(dāng)降至消防貯水容積的低水位時(shí),停止穩(wěn)壓泵,自動(dòng)開(kāi)啟消防泵滅火。
二、消防穩(wěn)壓(氣壓)罐的設(shè)計(jì)計(jì)算
氣壓罐增壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容主要有兩個(gè)部分,即氣壓罐總?cè)莘e的計(jì)算和每個(gè)壓力控制點(diǎn)壓力值的計(jì)算???cè)莘e的計(jì)算確定所選壓力罐的大小,壓力的計(jì)算確定穩(wěn)壓泵的啟、停范圍以及開(kāi)啟消防泵的壓力值。
1、氣壓罐的總?cè)莘eV.氣壓罐的總?cè)莘e一般按公式V=βVX÷(1-αb)計(jì)算。
式中:V為氣壓罐的總?cè)莘em3;VX為消防水總?cè)莘e等于消防貯水容積、緩沖水容積和穩(wěn)壓水容積之和;β為氣壓罐的容積系數(shù),臥式、立式、隔膜式氣壓罐的容積系數(shù)分別為1.25,1.10和1.05;αb為氣壓罐低工作壓力和高工作壓力之比(以壓力計(jì)),一般宜采用0.65~0.85。
消防貯水總?cè)莘e(VX):設(shè)置氣壓罐的目的是為了保證火災(zāi)發(fā)生初期消防泵沒(méi)有啟動(dòng)之前消火栓和噴頭所需的水壓,這段時(shí)間約為30s。對(duì)于消火栓給水系統(tǒng),按同時(shí)使用2支水槍(每支水槍流量5L/s)計(jì),消防貯水容積為2*5*30=300L;對(duì)于自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng),按5個(gè)噴頭同時(shí)開(kāi)啟,每個(gè)噴頭以1L/s計(jì),消防貯水容積為5*1*30=150L。當(dāng)2個(gè)系統(tǒng)共用氣壓罐時(shí),消防貯水總?cè)莘e為300+150=450L。
緩沖水容積V1一般不小于20L,穩(wěn)壓水容積V2一般不小于50L。
2、壓力控制點(diǎn)壓力值的計(jì)算
氣壓罐設(shè)4個(gè)壓力控制點(diǎn)。其中:P1為氣壓罐低工作壓力點(diǎn)或氣壓罐充氣壓力,即消防貯水容積的下限水位壓力,等于不利點(diǎn)消火栓所需的水壓Hmin,其計(jì)算方法同增壓泵;P2為高工作壓力,即啟動(dòng)消防泵的壓力值。按下式計(jì)算:
P2=(P1+0.098)÷αb-0.098
P01為穩(wěn)壓水容積下限水位壓力,此時(shí)啟動(dòng)穩(wěn)壓泵;P02為穩(wěn)壓水容積上限水位壓力,即氣壓罐高工作壓力,此時(shí)停止穩(wěn)壓泵。
由于壓力傳感器有精度、穩(wěn)定性的要求,一般使緩沖水容積的上、下限水位壓差不小于0.02~0.03Mpa;穩(wěn)壓水容積的上、下限水位壓差不小于0.05~0.06Mpa。則:
P01=P2+0.02~0.03MpaP02=P01+0.05~0.06Mpa=P2+0.07~0.09MPa
3、穩(wěn)壓泵的流量
由于消防初期流量由氣壓罐供給,泵的流量只需考慮系統(tǒng)的滲漏量或氣壓罐對(duì)流量的要求,所以流量可適當(dāng)選小一點(diǎn)。對(duì)于消火栓系統(tǒng)穩(wěn)壓泵的流量以約小于1個(gè)消火栓的出水量計(jì),為≤5L/s。噴灑系統(tǒng)穩(wěn)壓泵的流量以約小于1個(gè)噴頭的出水量計(jì),為≤1L/s。