恒扬程止回阀在消防设备中的应用

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中央控制柜 恒压-、 前言目前，随着现代高层楼字、工业区、住宅区高速崛起，柴油机消防设备机组的应用越来越普遍，特别是在-些特殊诚，高危险性的大型工业厂房，采用柴油发动机为动力直接驱动消防水泵，与传统应用应急发电设备加配电系统给电动泵供电的方案相比，在消防领域的应用有无可比拟的优越性。随着各种高新技术的推广、设计理念的改变而促使柴油机消防水泵在技术性能、应用数量上均有高速的发展，而恒扬程止回阀作为新-代的水力控制多功能阀门，彻底解决了-直困扰国内外柴油机消防设备的水压不稳和水泵群体集体停机的G；M 蘑用捌麓www.etyjX.COIl1 2013g 第1期难题，通过采用高性能的CPU中央控制柜，可以实现系统工况自我监测、故障报警、消防自动起动等功能；广州广-泵业有限公司针对百安石化仓储的柴油机消防设备存在的设备问题进行了技术改造。

工艺简介及现状分析东莞百安石化仓储原库区5台消防水泵 (3用2备)，每台柴油机消防设备机组的流量Q450m /h，扬程H180m，功率P370kW，控制柜采用无锡科达自动化公司生产，CPU控制柜采用白云电器公司生产，动作过程如下：P.压力探测点控制保压泵自动起停，即压力降至 0.60MPa时开保压泵，压力升至 0.80MPa时停泵；P 压力探测点控制柴油消防泵自动起动，即压力降至 0.45MPa时开起-台柴油消防泵；P 压力探测点控制柴油消防泵自动起动，即压力降至 0.35MPa时开起另外两台柴油消防泵。由于柴油机机组起动完成，全速运转以后，水压达到了150m，装在管道上的电接点压力表根本起不了作用，经常由于压力过大，造成损坏，而且水泵在刚刚起动瞬间，由于失压过大，水泵在低扬程区的超负载运行，造成水泵超负荷起动，导致了柴油机损坏。工艺流程图1如示。

表I 表2出水总管CPu控制柜PLC三 改造与应用起城建/水I业通用机械G6：，Jl'/n Cons/r/celo/! l'I/a/erIndu，/：，2.恒扬程止回阀的工作原理如图3所示，水泵开起后，水流进入主阀上游腔，同时通过外接管道分三路联接阀门的相应部位，从而实现水力控制的相关功能，分别为：第-路经过单向阀和针阀进入控制室；第二路经过恒扬程控制器的调节系统进入控制室；第三路进入恒扬程控制器的测压室。

1.改造思路 图3工作原理鉴于百安石化的柴油机消防设备机组的故障率较 阀杆 悯瓣座3， .单向阀 、15针阀5、18压力表高，提出在每-台柴油机消防泵组出口处增加-台恒 13.电磁阀16阀盖20膜片21阀体2.密封副胶圈扬程止回阀，以达到水压恒定；增加-台CPU中央控制柜，对五台柴油机进行逻辑控制，以便及时投入备用泵 当水泵压力水的压力升至高于恒扬程控制器设定(见图2)；对五台柴油机消防泵组与消防中心进行联 的压力 (扬程)时，该控制器通路打开，使控制室的水坊生l 进入下游腔，令主阀隔膜上移，从而开起主阀。阀门自压力传感器水总管 l控制屏1号控制屏2号控制屏3写控制屏4控制屏5黾犀I起 反I起 反I i起 反l I起 反I起 馈5动 馈I动 馈动 馈动 馈J动信命 信命 信命 信f命 信y命 号I l令 号I I令 号l I令 号l I令 号l I令CPU控制柜PLC消 消 f防 f火 I中 l栓 L- 心 按J钮图2 柴油机泵组改造示意恒扬程止回阀压力反馈动保护在设定的压力点开起，使水泵能在较低的驱动功率下起动。

当上游腔压力高于恒扬程控制器设定的压力 (扬程)时，第二路经过恒扬程控制器的调节系统进入控制室的水量减少，而控制室流出至下游腔的水量增加，令主阀隔膜继续上移，调大主阀开度，从而使上游腔压力下降；当上游腔压力下降低于设定值时，第二路经过恒扬程控制器的调节系统进入控制室的水量增加，而控制室流出至下游腔的水量减少，令主阀隔膜下移，调小主阀开度，从而使上游腔压力上升。阀门自动维持上游腔的压力，使水泵持续在设定的扬程下供水，以保持水泵的恒扬程工作状态。

当水泵停止工作，该阀的上游腔压力骤减，恒扬程控制器自动关闭，低于扬程压力的回流通过下游腔并经过单向阀进入控制室，使主阀隔膜在水压的作用下，迅速下移，主阀关闭，实现了阀门的止回作用。

GM 通用棚誓2013 第l期 www.e蜘x.COITI柴油机 工控制屏 - 二二二反馈信号起动命令柴油机愕工控制屏 - 馈信号起动命令柴油机得工控制屏 - 馈信号 起动命令得L 上柴油机扬止阀恒程回 妇 剖扬止阀恒程回扬止阀恒耀回 妇扬止阀恒程回 妇l 城建/水I业通用机械GM in C nstruction＆ Water Industry3.恒扬程止回阀在水泵并联中的应用东莞百安石化仓储原库区5台消防水泵 (3用2备)，并联供水，从水泵参数可知，水泵流量较大，扬程较高，往往会因水量不均衡而当中的个别水泵不胜负载，当分配严重不均衡时，甚至会导致水泵群发生骨牌效应般的停机现象，令系统崩溃。

由于恒扬程止回阀能有效保证每台水泵按额定扬程和额定流量给水，特别是可以防止水泵在低扬程区超载运行，从而能保证系统在水量分配严重不均时的安全。图4为3台泵并联运行的特性图。图中D 为单台水泵选型时理想的管道特性曲线，其中1 为选型工况点，扬程为 、流量为Q ，且工作在高效区。

l0 Q Q1 Q2 Q3 Q图4 泵并联运行特性曲线当3台同特性水泵并联时，实际的管道特性曲线为OR，单台水泵运行时，工况点为1，这时的扬程为Ⅳ 、流量为Q 。两台水泵运行时，工况点为2，这时的扬程为H2、流量为Q ；3台水泵运行时，工况点为3，这时的扬程为 、流量为Q3。

而从水泵设计选型来分析水泵的理想工况点 (见图5)是按水泵的工作特性曲线来选取的，该工况点应处高效率区的额定流量和额定扬程的合适点。为了保图5 泵性能曲线84钏WW. 年籼证在实际应用中发生各种变化时系统仍可达到要求的参数，额定扬程的设定通常必须考虑其富余量。但在设备实际运行时，这部分富余量与管网随机产生的变化因素又会使水泵偏离原选型时的理想工况点，这样就往往会直接影响水泵的正常工作。

从图5可以看出，单台水泵投入运行时，工况点为1严重偏离选型工况点，这时除效率偏低外，驱动功率远大于配用功率，这时水泵要么根本不能起动，否则必须配备更大的驱动设备才能驱动其工作。也可以看出，3台水泵运行时，若3台水泵达到理想状态的流量且均等的话，3台水泵均能达到选型的理想工况点，但理想是往往不能实现的，由于水泵的流量不可能是均等的，这时往往会出现个别水泵过载现象，且均都不在高效区工作。更恶劣的状况是，当某-台出现故障时，系统会马上变成在工况点2工作，这时两台水泵均超负荷工作，最后会全部停止工作，给水管网就全面瘫痪了。

四、结语由于以上多台水泵的并联特性，又由于给水系统的管网压力是随着用水量的变化而变化，即沿图4的OR曲线变化。且水泵本身特性的非-致性和各分路阻力非均等性等，所以东莞百安石化仓储原库区柴油机消防设备系统每台水泵出水口加装了恒扬程止回阀后，五台水泵均能达到选型的理想工况点，给水管网的安全就保证了。