消防工程自动喷水灭火系统技术改进

摘要：本文作者通过从自动喷水灭火系统自动启动故障着手分析故障和误操作产生的原因，运用可靠性理论，减少串联因素以及适当采取冗余技术，提出了相应的改进技术措施，以提高系统的可靠性，同时提出了自己的看法和意见，仅供参考。
关键词：消防；灭火；喷淋；供水

消防火灾时有发生，火灾隐患大有存在，怎么样在室内火灾发生的第一时间预警并作出及时的灭火措施，自动喷水灭火系统在防控火灾中起着非常重要的作用。只有在最快的时间作出有效的灭火措施，才能尽量减少人民群众的生命财产安全，降低损失。

1 自动喷水灭火系统的控制程序分析

自动喷水灭火系统是由洒水喷头、报警阀组、水流报警装置（水流指示器或压力开关）等组件，以及管道、供水设施组成，并能在发生火灾时喷水的自动灭火系统。自动喷水灭火系统的高可靠性取决于它的自动功能的高可靠性，其手动功能和通过水泵接合器供水功能只能作为一种补救措施。图1为自动喷水灭火系统控制流程图，从喷头动作到喷淋泵动作持续供水这一流程中，按照可靠性理论分析，这是一个串联系统，任一个环节发生故障，都会使系统不能正常自动喷水，因此应去掉不必要的环节，对于关键环节可以用冗余技术增加该环节的可靠性。

图1 自动喷水灭火系统控制流程图图2 NFPA 20中压力开关控制消防泵示意图
在压力开关联动喷淋泵的流程中，中间环节有三个，而且其中一个有两个状态，在这一流程中环节太多，可靠性受到影响。由于压力开关联动喷淋泵的环节非常关键，可以通过冗余技术增加可靠性。以下三个关键环节容易出现故障：(1)喷淋泵控制器上的转换开关处于手动挡位时自动功能不能实现，并且该开关容易被误操作。(2)湿式报警阀报警口上的控制阀是一个容易被误操作的阀门，它是压力开关能否动作的控制阀，也是一个关键环节。(3)消防水箱的补水控制阀是一个易损配件，它的损坏可以导致消防水箱缺水，进一步影响系统的稳压和火灾初期供水。这些关键环节是系统可靠性的重要组成，应从这些环节入手，采取措施提高系统的可靠性。

2 影响系统可靠-眭的有关问题及技术改进措施分析

2.1 喷淋泵的控制方法

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1.1 喷淋泵控制的常规方法

相关规范规定，由湿式报警阀的压力开关连锁启动喷淋泵，由于对该条文的理解不一致，出现两种做法，一种是将压力开关与喷淋泵控制器直接连接，压力开关动作信号直接启动喷淋泵；另一种做法是压力开关信号通过火灾报警系统联动启动喷淋泵。
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1.2 NFPA 中消防泵的控制方法

在NFPA 20中消防泵由压力开关控制，压力开关连接在泵的出口供水管道上，位于控制阀与止回阀之间，当压力开关的压力值下降到设定值时发出动作信号，启动喷淋泵，如图2所示。平时管网中压力自然下降时由稳压泵稳压，稳压泵的流量很小，用于补充管网的自然渗漏的水量。
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1.3 提高可靠性的喷淋泵控制方法

(1)双压力开关并联控制喷淋泵方法：湿式报警阀压力开关控制喷淋泵的控制方式，是在湿式报警阀打开后才会动作，受制于系统的稳压系统，稳压系统故障时湿式报警阀无法打开，喷淋泵无法联动；供水管上的压力开关控制喷淋泵的控制方式，压力开关直接监视系统供水管的压力，低于设定的最低压力值时压力开关动作，联动喷淋泵启动。把这两种方式并联使用，可以互为补充，增加喷淋泵控制的可靠性，又不会增加太多的成本，图3所示为改进后的自动喷水灭火系统的控制流程图，压力开关1和压力开关2对喷淋泵的控制是并联关系。
(2)喷淋泵控制器的“万能开关”设置问题。“万能开关”一般设有三个挡位，2个自动挡位，1个手动挡位。当设在手动挡位时，喷淋泵不能自动启动，这种情形经常发生，影响了系统的可靠性，如图1所示。建议取消“万能开关”，从而减少因管理中的误操作造成系统在火灾时喷淋泵不能启动的情形发生(见图3)，减少了一个中间环节，增加了系统的可靠性。

2.2 压力开关的减震措施

(1)减震措施的必要性。自动喷水灭火系统中经常使用电接点压力表或者压力开关控制稳压泵的启停。稳压泵的上下限压力值设定后一般不应更改，但是由于电接点压力表或者压力开关通常直接安装于供水管道上，没有采取减震措施，水压波动冲击常常会造成电接点压力表和压力开关损坏，上下限发生位移，压力

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指针失灵，最后造成稳压泵不能正常工作。
(2)NFPA 20中压力开关的减震措施。在美国的NFPA 2O中，采取“双止回阀”减震，如图4所示。

图3 改进后的自动喷水灭火系统控制流程图图4 “双止回阀”减震和测试装置连接示意图
在该种装置中，消防泵由压力开关启动，压力开关的压力传感线设在泵的出水管上，连接在止回阀和控制阀之间的管道上。压力传感线上设有减震装置，减震装置是止回板上带小孔的双止回阀装置，或者是带小孔的双膜板装置，小孔直径

2.4 mm。

在图4中，如水源清洁，止回阀可用带有直径

2.4mm圆孔的耐腐蚀膜替代。

压力传感线为DN15的铜管或者不锈钢管，两个止回阀之间间隔1.5m以上，在第二个止回阀后设压力开关，在压力传感线的第一个止回阀后和压力传感线的末端各设一对公称直径15mm的试验用球阀，在试验球阀之间设有一个带直径6mm孔的塞子，试验用球阀用于测试压力开关对泵的控制功能。
当水压波动冲击管网时，大部分冲击被双止回阀阻挡，又不影响对压力的测量。系统中设置了测试装置，可以测试压力开关和喷淋泵的联动功能，这种措施值得借鉴，可以减少由于电接点压力表或者压力开关因管网压力冲击造成的损坏，以及由此造成的稳压系统故障。目前国内有少数采用了这种方法，这些实例中压力开关的控制功能比较稳定。

2.3 湿式报警阀报警管路上的控制阀设置

（1）湿式报警阀常见的误操作影响，湿式报警阀的报警管路上依次连接有控制阀、延迟器、压力开关和水力警铃，在进行湿式报警阀功能检查时或者进行末端排水检查时，报警阀开启后常常会出现不能很快复位的情况，警铃持续不断的响，工作人员会将报警铃管路上的控制阀关闭，其后如忘记将其打开，会造成喷淋泵不能自动启动的后果，此外，还有其他原因也会导致控制阀被误关。
（2）减少误操作的技术措施。建议将湿式报警阀报警管路上的控制阀从报警口处移至警铃前，只控制警铃，不影响压力开关动作。在压力开关启动喷淋泵的控制程序上少了一个环节，增加了可靠性，如图3所示。
如果因湿式报警阀暂时不能复位，报警管路持续进水，可以先关闭警铃使其停止发出响声，这时延迟器会持续漏水一段时间，待湿式报警阀复位后停止漏水。如果仍然不停止漏水，则应对湿式报警阀进行维修清洗。

2.4 喷淋系统高位消防水箱的补水可靠性措施

（1）提高消防水箱的可靠性的必要性。有关消防规范中对于高位消防水箱的技术要求包括了容积、水箱设置高度、出水管道上设置回阀、出水管的管径等等，但是没有关于消防水箱补水管的要求，对补水管的水压、管径、水源可靠度未作要求。因此建议在有关技术规范中明确高位消防水箱的补水管的管径和供水压力大小，补水的保证等技术要求。
（2）消防水箱补水控制阀故障导致水箱缺水问题。消防水箱的补水管出口处设有浮球阀或电磁阀，用于控制供水。由于管理不善，有些单位的消防水箱的浮球阀或电磁阀故障后将其停用，没有及时维修，造成消防水箱用水得不到及时补充，影响系统稳压。建议用冗余办法增加其可靠性，即用爽浮球阀或双电磁阀，如图3所示，当其中一个浮球阀或者双浮球阀故障检修时，用另一个代替使用，提高消防水箱供水保证率。
3结束语
为了提高系统的可靠性，可以从以下5个方面采取技术改进措施：
（1）湿式报警阀的压力开关和供水管上的压力开关并联使用，直接控制喷淋泵的启动，可以增加系统的可靠性，防止稳压系统故障造成压力开关不能联动喷淋泵的情况发生。
（2）建议取消喷淋泵控制器的“万能开关”的手动挡位，减少因人为误操作引起的喷淋泵不能自动启动的情况发生。
（3）控制稳压泵的电接点压力表或压力开关采取“双止回阀”减震和测试装置，可减少稳压系统的故障率，提高自动喷水灭火系统的可靠性。
（4）建议将湿式报警阀报警管路上的控制阀从报警口处移至警铃前，只控制警铃，不控制压力开关，避免因控制阀误操作而引起的喷淋泵不能自动启动的情况发生。
（5）建议在在有关技术规范中明确高位消防水箱的补水管的管径和供水压力大小，以及补水的保证率技术要求。
由于各地消防管理水平不同，有些问题的严重程度也不同，这些建议仅供同行参考，提高自动喷水灭火系统的可靠性除采取技术措施外，还应从加强消防设施的维护和管理，提高消防产品的质量，加强消防监督执法等多方面的共同努力。
参考文献：
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