穩(wěn)壓消防水系統(tǒng)保持一定的壓力，其中作用有兩方面：一是提高供水速度，二是自動啟動消防給水泵，縮短水泵啟動時間。在穩(wěn)高壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，高壓主泵及啟動工藝都是相同的，如圖1所示。不同的是系統(tǒng)穩(wěn)壓工藝設(shè)計(jì)。實(shí)際中主要有以下5種方案。



圖1消防系統(tǒng)高壓主泵及啟動控制系統(tǒng)

1、壓力控制穩(wěn)壓工藝

穩(wěn)壓泵壓力控制穩(wěn)壓工藝是當(dāng)壓力控制系統(tǒng)檢測到系統(tǒng)壓力低于某一給定值（如0.6MPa）時，給穩(wěn)壓泵電源控制系統(tǒng)指令，自動啟動穩(wěn)壓泵電機(jī)。10秒（或更長時間）后慢慢打開出口電動閥，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)自動啟動穩(wěn)壓泵。當(dāng)系統(tǒng)壓力超過某一給定值，壓力控制系統(tǒng)首先自動關(guān)閉穩(wěn)壓泵出口電動閥，隨后切斷穩(wěn)壓泵電機(jī)電源，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)自動停泵，通過自動啟動和自動關(guān)閉將消防水系統(tǒng)壓力控制在某一壓力范圍。其工藝流程如圖2所示。這種工藝的特點(diǎn)，不單是操作費(fèi)用低，更主要的是能將系統(tǒng)壓力穩(wěn)定在0.7—1.2MPa內(nèi)，為壓力式泡沫系統(tǒng)快速投用創(chuàng)造條件。但如果系統(tǒng)泄漏較大，穩(wěn)壓泵啟動和關(guān)閉壓力控制點(diǎn)差值很小，穩(wěn)壓泵容易出現(xiàn)頻繁的啟動和停泵動作，不利于設(shè)備管理，甚至?xí)黾釉O(shè)備費(fèi)用。



圖2 泵壓力控制穩(wěn)壓工藝

2、常規(guī)穩(wěn)壓泵穩(wěn)壓工藝

壓力控制穩(wěn)壓工藝一個最大的缺點(diǎn)是穩(wěn)壓泵頻繁啟動，尤其是系統(tǒng)管線泄漏量較大時，這種問題更加突出，容易引起設(shè)備損壞，不符合設(shè)備管理要求。采取常規(guī)穩(wěn)壓泵穩(wěn)壓工藝可以很好解決這個矛盾。其工藝原理是：穩(wěn)壓泵24小時運(yùn)行，并通過壓力控制系統(tǒng)控制泵出口回流閥的開度來控制穩(wěn)定系統(tǒng)壓力。這種控制工藝同樣可以將系統(tǒng)壓力穩(wěn)定在0.7—1.2MPa，有利于撲滅初期火災(zāi)，避免事故擴(kuò)大，但最大的缺點(diǎn)是操作費(fèi)用很高，能耗很大。其工藝如圖3所示。



圖3 常規(guī)穩(wěn)壓泵穩(wěn)壓工藝

在常規(guī)穩(wěn)壓泵穩(wěn)壓工藝中，當(dāng)穩(wěn)壓泵流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于消防水系統(tǒng)管網(wǎng)泄漏量時，系統(tǒng)壓力很快上升。壓力上升到穩(wěn)壓泵最大出口壓力（達(dá)到穩(wěn)壓泵最高揚(yáng)程）時，水將在穩(wěn)壓泵葉輪間產(chǎn)生渦流，不利于穩(wěn)壓泵正常運(yùn)行。為此，我們可以通過泵出口壓力調(diào)節(jié)閥開度調(diào)節(jié)回流量的大小來穩(wěn)定系統(tǒng)壓力。

3.變頻穩(wěn)壓泵穩(wěn)壓工藝

為了解決常規(guī)穩(wěn)壓泵穩(wěn)壓工藝操作費(fèi)用高，能耗大的問題，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們可以采用變頻穩(wěn)壓泵，通過調(diào)節(jié)穩(wěn)壓泵的流量對系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)壓，原理如圖4所示。工作過程：變頻穩(wěn)壓泵24小時運(yùn)轉(zhuǎn)，系統(tǒng)壓力超過一定值時，電機(jī)轉(zhuǎn)速減低，流量減少，系統(tǒng)壓力下降。當(dāng)系統(tǒng)壓力下降到一定值，電機(jī)轉(zhuǎn)速增加，流量增大，壓力上升，使系統(tǒng)壓力維持在一定的壓力范圍內(nèi)。在火災(zāi)時期，系統(tǒng)大量用水，穩(wěn)壓泵轉(zhuǎn)速加快，供水增加，但系統(tǒng)短時間內(nèi)仍無法恢復(fù)設(shè)定壓力，主泵自動啟動，直接供水。系統(tǒng)壓力超過0.8MPa，變頻穩(wěn)壓泵轉(zhuǎn)速非常慢，不用停泵。

與常規(guī)穩(wěn)壓泵穩(wěn)壓工藝相比，變頻穩(wěn)壓泵穩(wěn)壓工藝的特點(diǎn)是：采用變頻穩(wěn)壓泵既可以省電，無需設(shè)置系統(tǒng)泄壓閥而可以避免系統(tǒng)逼壓，操作費(fèi)用更低，設(shè)計(jì)更合理。這種工藝不僅能滿足系統(tǒng)壓力要求，而且能很好運(yùn)解決穩(wěn)壓泵穩(wěn)壓工藝和常規(guī)穩(wěn)壓泵穩(wěn)壓工藝存在的設(shè)備管理費(fèi)或操作成本費(fèi)高的突出問題，但不足的是變頻設(shè)備一次性投資較大，2臺18kW的變頻器大約3.6萬元。



圖4 變頻穩(wěn)壓泵控制工藝

4、新鮮水系統(tǒng)穩(wěn)壓工藝

利用穩(wěn)壓給水泵來穩(wěn)定系統(tǒng)壓力的工藝最大的不足是投資或操作成本大，或設(shè)備管理費(fèi)高。為了解決這個問題，我們可以采用新鮮水系統(tǒng)穩(wěn)壓工藝。公用工程新鮮水系統(tǒng)壓力在0.4—0.45MPa，而且壓力相當(dāng)穩(wěn)定。通過單向閥將新鮮水系統(tǒng)和消防水系統(tǒng)連通，由新鮮水系統(tǒng)對消防水系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)壓。當(dāng)消防水系統(tǒng)壓力瞬間下降到給定值，在30秒鐘內(nèi)無法恢復(fù)時，消防給水泵自動啟動進(jìn)行補(bǔ)水。其工藝過程如圖5所示。



圖5 新鮮水系統(tǒng)穩(wěn)壓工藝

新鮮水與消防水系統(tǒng)連接單向閥的流量是新鮮水系統(tǒng)穩(wěn)壓工藝的關(guān)鍵。單向閥流量過大，即使消防水系統(tǒng)出水滅火，系統(tǒng)壓力下降不明顯，消防給水泵無法自動啟動，消防水系統(tǒng)壓力無法達(dá)到0.79MPa以上，不能滿足消防滅火要求，拖延救災(zāi)時間，影響火災(zāi)撲救工作。如果消防水系統(tǒng)由于投用時間長而泄漏量較大，單向閥流量過少，壓力容易波動，造成消防給水泵頻繁啟動，影響設(shè)備管理。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們首先對消防水系統(tǒng)的泄漏量要進(jìn)行測試、調(diào)查，力求得到較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。另外，消防水系統(tǒng)壓力只能穩(wěn)定在0.4—0.45MPa，無法快速投用壓力式泡沫系統(tǒng)（壓力式泡沫系統(tǒng)投用條件是供水壓力在0.7MPa以上），限制了這種工藝的應(yīng)用。

5.高位消防儲水罐液位穩(wěn)壓工藝

新鮮水系統(tǒng)穩(wěn)壓工藝能夠解決設(shè)備管理費(fèi)、操作費(fèi)高或投資費(fèi)用大的問題，這是一種較好的設(shè)計(jì)方案。但采用新鮮水系統(tǒng)穩(wěn)壓工藝是有條件的，也有不足，如區(qū)域必須有新鮮水系統(tǒng)，而且新鮮水系統(tǒng)與消防水系統(tǒng)單向連通閥門開度要反復(fù)調(diào)試。一些大型單獨(dú)的罐區(qū)，由于遠(yuǎn)離裝置區(qū)域，新鮮水系統(tǒng)穩(wěn)壓工藝就無法實(shí)施了。在這種情況下，大型罐區(qū)可以利用儲水罐與系統(tǒng)管線通過單向閥直接連通的方式對消防水系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)壓和控制消防給水泵自動開啟，系統(tǒng)平時壓力由儲水罐液位高度控制，其工藝如圖6所示。



圖6 高位消防儲水罐液位穩(wěn)壓工藝

一般5000m³儲水罐液位高度為15m。罐底靜壓可以達(dá)0.15MPa。當(dāng)系統(tǒng)大量用水時，系統(tǒng)壓力急劇下降到某設(shè)定值，消防高壓泵自動啟動。

該設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是操作費(fèi)用低，投資省，設(shè)備管理簡單，但僅適用于有高位消防水罐的單獨(dú)罐區(qū)，而且設(shè)計(jì)過程中突出的難點(diǎn)是系統(tǒng)與儲水罐連通管線流量的設(shè)計(jì)。流量設(shè)計(jì)過大，消防泵啟動靈敏度低，影響給水泵啟動時間。流量設(shè)計(jì)小，系統(tǒng)管線出水量遠(yuǎn)大于水罐供水量，消防給水泵啟動后，管線充水時間長，嚴(yán)重影響系統(tǒng)供水速度。同新鮮水系統(tǒng)穩(wěn)壓工藝一樣，這種液位穩(wěn)壓工藝受儲水罐液位高度的影響，壓力只能穩(wěn)定在0.15MPa左右，無法快速投用壓力式泡沫系統(tǒng)。