浅谈多功能水泵控制阀在消防系统中的设计、安装与调试

作者： 袁爱国

来源：《科技资讯》 2012年第30期

袁爱国

(华东管道设计研究院 江苏徐州 221008)

摘 要:本文简要在消防系统中的设计中选用多功能水泵控制阀、多功能水泵控制阀所具有的优越性,以及多功能水泵控制阀安装与调试的方法。

关键词:多功能 控制 水泵 阀 消防系统 应用设计 安装 调试

中图分类号:TH134 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)10(c)-0073-02

在启动消防系统时,首先应启动消防泵,为使消防泵不过载启动,按常规要求应先关闭消防泵的出口阀,再启动消防水泵机组。因消防泵过载启动会引起电机电流过大,严重时会造成烧电机等事故的发生,消防泵的配套的电机大多为鼠笼型电机。这种电机的特点是:启动转矩小,启动电流大,因而要求水泵启动负荷较低。根据离心泵的性能特点,其零流量时的负荷最低,因此应先关闭消防泵的出口阀,再启动消防水泵机组,当消防泵的出口压力达到其额定压力后,再缓慢打开消防泵出口阀;因现在大型油罐区的消防系统均采用稳高压,为了防止消防系统中水倒流,还必须在消防泵的出口安装止回阀。

所以过去通常采用的是电动蝶(闸)阀配套止回阀安装在消防泵出口端,来实现上述目的。但在现在大型原油库区的消防备用泵,通常采用以柴油机为动力消防泵组,其目的就是在供电系统不能正常供电时,消防泵也能正常启动,消防系统也能正常工作。因此此处如采用电动阀,在停电的情况下,电动阀就无法正常工作,这时就必须人工开启消防泵出口阀。整个消防系统将不能实现一键启动和自动化消防的目的,将直接影响消防系统投入灭火的时间。因此,从2000年以后,多功能水泵控制阀逐渐应用到消防系统中。

1 多功能水泵控制阀简介

多功能水泵控制阀完全由水力实现自动控制。所谓多功能是兼具电动阀、止回阀、消除水锤等多种功能,水泵控制阀是指安装在水泵的出口管向线上。多功能水泵控制阀自1997年推出以来,在建筑给水排水、工业给水排水等领域得到了迅速推广,有效地提高了泵站和管路的安全可靠性及系统的自动化程度。

1.1 电动阀的功能

多功能水泵控制阀闸阀平时是处于关闭状态,水泵启动时闸阀慢慢打开,水泵停机时,闸阀先快速闭合,到了一定程度在慢慢闭合。水泵的闭闸启动和闭闸停车,可以有效的防止开泵水锤和停泵水锤,同时,减少了水泵启动时的电机负荷,水泵在零流量时的轴功率最小,一般仅为设计轴功率的30%。闸阀的另一个功能是,当闸阀关闭时,可以为安装在闸阀与水泵之间的逆止阀等阀件和水泵提供安全的检修条件,防止压水管的水回流。

1.2 逆止阀的功能

逆止阀能防止突然断电时所造成的水流的流向改变,防止倒流。逆止阀的突然关闭易产生水锤现象。在水泵的几何扬水高度较大时,严重的水锤瞬间高压会导致管道破裂,发生严重的生产事故。

1.3 水锤消除器的功能

水锤消除器能在无需阻止流体流动的情况下,有效地消除各类流体在传输系统可能产生的水外锤和浪涌发生的不规则水击波震荡,从而达到消除具有破坏性的冲击波,起到保护之目的。所以为了防止水锤对输水管道的破坏方法,往往在水泵的压水管上安装水锤消除器。

2 多功能水泵控制阀的设计与选用

《石油天然气工程设计防火规范》GB 50183-2004条文说明第8.8.2规定:在优化消防泵房布局的同时,还应考虑节省启动消防水泵和开启泵出口阀门的时间。消防系统宜采用稳高压方式供水,水泵出口宜设置多功能水泵控制阀。如采用临时高压供水方式,水泵出口宜采用改良型多功能水泵控制阀。启泵时,多功能水泵控制阀能使水泵出口压力自动满足启泵要求,自动完成离

心泵闭阀启泵操作过程,节省人力和时间。多功能水泵控制阀还能有效防止消防系统的水击危害。

目前多功能水泵控制阀按其控制方式可分为膜片式和活塞式两种,膜片式为活塞式的改进型。与活塞式比较,膜片式具有以下优点:无运动磨损;对泥沙、杂物淤积不敏感;不需要润滑,无需定期更换的橡胶或皮革制品,维护方便,使用寿命长。因此,在消防系统中最好膜片式多功能水泵控制阀。

根据《泵站设计规范》GB/T50265-97第9.2.1条“离心泵……出水管道设计流速宜取2.0～3.0 m／s”;故多功能水泵控制阀的直径宜根据流速1.05～3.0 m／s选定。

根据《泵站设计规范》GB／T50265-97条文说明9.2.4“…离心泵关闭启动时的扬程,即零流量时的扬程,一般达到设计扬程1.3～1.4倍。所以,水泵出口操作阀门的工作压力应按零流量时的压力选定。”

另外在计算消防水泵所需扬程时应将多功能水泵控制阀的压力损失计算在内,一般为0.05 MPa。

2.1 设计安装方式

在消防泵站设计时可将多功能水泵控制阀直接设计安装在水泵的出口管道上,在多功能水泵控制阀与消防泵之间安装压力表及压力变送器,在多功能水泵控制阀后安装一个闸阀或蝶阀,这种设计安装方式非常实用,占地面积小,操作简单,只需控制水泵,整个系统就能按照水泵操作规程自动运行,能够实现遥控和自动化操作,系统运行可靠,维护费用低。(图1)

2.2 安装与调试

2.2.1 多功能水泵控制阀的安装

在水泵多功能控制阀安装前,首先应检查主阀是否完好,紧固件应无松动,附件是否齐全。然后,方工认为按多功能水泵控制阀的安装图进行安装。要注意控制管路接入主阀的位置和管路上阀门的工作状态。有逆止阀的一条控制管,一端接人膜片下腔；另一端接人阀的进水管。另一条控制管的一端接人膜片的上腔,一端接入阀的出水管;调节和控制阀应全开。主阀宜水平安装,并注意阀体外的指示方向应与水流方向相同,不得反装。阀盖与膜片座上排气阀和泄水阀是首次多功能控制阀使用时排气和泄水用的,平时处于关闭状态。根据消防水泵运行工况,可用调节阀调整主阀的开启和关闭速度。（图2）

２.2.2 多功能水泵控制阀应具有的性能

《多功能水泵控制阀》CJ/T167-2002建标第6条规定:“多功能水泵控制阀的启、闭运行应与水泵联锁。应具有启泵时缓开、停泵时先快闭后缓闭的功能。启、闭运行压力不应大于

0.05 MPa。缓开时间应能在3 s～120 s内进行调整;缓闭时间应能在3 s～120 s内进行调整。”

由此可见合格的多功能水泵控制阀应具备以上性能。如不具备可视为不合格产品。

２.2.3 多功能水泵控制阀的调试

多功能水泵控制阀安装好后,即可进入阀门手动开启调试程序。

(1)将控制管上的阀a,阀e打开,启泵。

(2)启泵观察各管件有无漏水,阀门进出口压力是否正常。

(3)将排气阀d及f遂次打开排出上下腔的空气,并反复多次,至到没有气排出为止。

(4)缓开时间调整:缓开时间可通过调节旁通管上的控制阀a的开度来实现,应先将控制阀调小,延长缓开时间。如缓开时间太长,则将控制阀a的开度增大。如缓开时间太短,则可将控制阀a的开度调小。

(5)缓闭时间调整:缓闭时间可通过调节旁通管上的控制阀e的开度来实现,应先将控制阀调小,延长缓闭时间。如缓闭时间太长,则将控制阀e的开度增大。如缓闭时间太短,则可将控制阀e的开度调小。

另外,在调试中如果发现多功能水泵控制阀主阀打不开,应仔细按结构图对照,检查控制管是否接好;控制管上应打开的阀门是否已经打开,过滤器有否堵塞。当发现主阀关闭不严时,首先也

应检查控制管的安装位置和管路上的阀门;若主阀反复开启和关闭数次后,水泵仍有反转现象,则表明阀内有异物或阀板损坏;膜片控制室的下腔排气、进气也有水流出,可断定膜片损坏。应由阀门供应商更换阀门或配件。 在阀门和消防泵调试好后,即可调试整个消防系统。

3 结语

实际工程使用证明,多功能水泵控制阀还能实现启泵缓慢开启,能够消除开泵水锤。能够实现消防系统一键式启动和消防自动化的要求。多功能水泵控制阀集多种功能于一体,建设部颁布了《多功能水泵控制阀》CJ-T167-2002 的行业标准及应用规程,国家标准《石油天然气工程设计防火规范》GB 50183-2004也对多功能水泵控制阀的使用进行了推广,因此多功能水泵控制阀在消防系统将有良好应用前景。

参考文献

[1] GB 50183-2004,然气工程设计防火规范[S].

[2] CJ-T167-2002,多功能水泵控制阀[S].