調(diào)速水泵在給水系統(tǒng)應(yīng)用條件及耗能分析|資料

恒速水泵在調(diào)速運行時與其恒速運行時相比，因其明顯的節(jié)能效果而令人矚目。但是，調(diào)速水泵在不同條件的給水系統(tǒng)中使用，節(jié)能效果卻有明顯的差異，甚至可能明顯浪費能量，而且供水安全度較差。在給水系統(tǒng)設(shè)有消防給水時，采用調(diào)速水泵無水箱供水就是一例。 《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（以下稱《建規(guī)》）和《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》（以下稱《高規(guī)》）規(guī)定： 設(shè)置高壓（常高壓）消防給水系統(tǒng)的建筑物，如能保證最不利點的消火栓和自動噴水滅火設(shè)備等的水量和水壓時，可不設(shè)消防水箱。高壓（常高壓）消防給水系統(tǒng)的概念包括兩個含義：即在消防時，給水系統(tǒng)不需要再啟動專用消防水泵就能供給足夠壓力和全部消防用水量，并且在任何時候都保證不中斷供水。據(jù)此，討論下面幾種給水系統(tǒng)是否符合消防規(guī)范要求和必須符合消防規(guī)范要求的條件。

1 目前比較典型的一種調(diào)速水泵無水箱消防給水系統(tǒng)
該系統(tǒng)平時在管網(wǎng)中充有滿足消防要求的壓力值P1,為防止因管網(wǎng)漏失水量造成壓力下降，采用穩(wěn)壓泵3，此泵為全日運行的小型恒壓調(diào)速水泵隨時在調(diào)速運行中補給漏失水量，保證管網(wǎng)壓力值P1不變。穩(wěn)壓泵流量一般較小，常為0.5-1.0L/s。消防時，因消火栓出水量大，管網(wǎng)壓力下降到某規(guī)定壓力值P2時，啟動主消防水泵供給滿足消防要求的用水量和壓力。另一種形式為穩(wěn)壓泵3不采用恒壓調(diào)速水泵，而是采用小型恒速泵補壓，稱為補壓泵。此時，設(shè)計管網(wǎng)壓力大于消防要求壓力值P1的某個壓力值P3，當(dāng)管網(wǎng)因漏失水量壓力下降到P1時，補壓泵啟動向管網(wǎng)補水，使管網(wǎng)壓力上升到P3時補壓泵停止工作，補壓泵為間斷性工作。消防時，因消火栓出水量大，管網(wǎng)壓力下降到P1以下某個壓力值P4時，啟動主消防水泵供給滿足消防要求的用水量和壓力。補壓泵流量一般為5L/s左右。由上述可知：圖1消防給水系統(tǒng)在消防時需要啟動主消防水泵供給消防的全部用水量和壓力要求，是臨時高壓給水系統(tǒng)，不符合防火規(guī)范要求。

2 設(shè)計實例較多的一種消防給水系統(tǒng)
該系統(tǒng)是生活和消防合并的調(diào)速水泵無水箱給水系統(tǒng)。調(diào)速水泵! 為恒壓調(diào)速，意在使調(diào)速水泵滿足生活用水的壓力不變，適應(yīng)生活用水量變化，以達(dá)到節(jié)能的目的。消防時啟動消防水泵滿足消防用水量和水壓要求。明顯是臨時高壓給水系統(tǒng)，不符合防火規(guī)范要求。

3 調(diào)速水泵無水箱恒壓給水系統(tǒng)
該系統(tǒng)為調(diào)速水泵無水箱恒壓消防給水系統(tǒng)。工作的調(diào)速泵2(或3)長年累月連續(xù)運行，在調(diào)速范圍內(nèi)不僅保證消防時的壓力要求，而且能線性地連續(xù)供給消防過程中部分乃至全部用水量。在實施消防過程中，沒有再啟動消防水泵的環(huán)節(jié)，防護(hù)人員只要把水龍帶接在消火栓上，就立即實施滅火。該系統(tǒng)是高壓（常高壓）消防給水系統(tǒng)。

4 高壓（常高壓）給水系統(tǒng)，必須有可靠的供電電源，保證消防水泵正常運行，才能保證不中斷供水。

《建規(guī)》和《高規(guī)》各自規(guī)范中，根據(jù)不同建筑物的類別，規(guī)定和消防給水相一致的消防電源等級。如《高規(guī)》規(guī)定消防控制室、消防水泵、自動滅火裝置、閥門等消防用電，一類建筑應(yīng)按現(xiàn)行的電力設(shè)計規(guī)范規(guī)定的一級負(fù)荷要求供電，即由兩個電源供電。負(fù)荷量不大時，可采用柴油發(fā)電機(jī)組作為備用電源，對特等建筑物應(yīng)從電力系統(tǒng)取得第三電源或自備電源。二類建筑應(yīng)按二級負(fù)荷的兩回線路要求供電。兩個電源或兩回線路應(yīng)能自動切換，自備發(fā)電設(shè)備應(yīng)有自動啟動裝置。《建規(guī)》也按建筑物不同類別，規(guī)定其消防豈??電源分別為一、二、三級負(fù)荷供電要求。這就是說高壓（常高壓）消防給水系統(tǒng)的設(shè)計要考慮建筑物的類別及其消防電源等級。圖3雖然在給水系統(tǒng)上理解屬高壓（常高壓）消防給水系統(tǒng)，但對消防電源等級較低的建筑物，突然停電會造成無水滅火的嚴(yán)重后果。消防電源等級是設(shè)計高壓（常高壓） 消防給水系統(tǒng)的必要條件。

5 生活和消防合并的調(diào)速水泵無水箱給水系統(tǒng)是浪費能量的裝置。其浪費的能量為把全日生活用水量揚升到消火栓需要壓力所做的功。舉例為8層住宅建筑居住區(qū)，人口1萬人，最高日用水量標(biāo)準(zhǔn)130L/人·d，其最高日用水量為1300m3，水泵24h工作，平均小時用水量54m3，所需供水壓力為36m水柱，水泵工作效率為 73%。當(dāng)圖3 僅作為該居住區(qū)生活用水給水系統(tǒng)時，調(diào)速水泵恒壓值為36m水柱，水泵全日耗電量為((0.00272*54*36)-0.73)*24=174KW·h。按《建規(guī)》要求，8層住宅應(yīng)設(shè)消防給水，設(shè)計消火栓口徑為DN50mm，水槍噴嘴口徑16mm，口徑DN50mm麻織水龍帶長20m，水槍充實水柱長度7m,計算消火栓口壓力為11.39m水柱，則該居住區(qū)以圖3作為生活和消防合并的給水系統(tǒng)，調(diào)速水泵恒壓值應(yīng)為36+11.39=47.39m水柱，平時無消防時，調(diào)速水泵仍將全部生活用水量揚升到47.39m高度，全日耗電量為 (0.00272×54×47.39）÷0.73×24=229kw/h，給水系統(tǒng)多耗電，（229-174）÷174=0.316，即31.6%，若按消防時水槍充實水柱長度10m，計算多耗電50%。再考慮調(diào)速水泵的小流量運行下的低效率區(qū)工作，其耗電量遠(yuǎn)大于上述值。

6 調(diào)速水泵無水箱消防給水系統(tǒng)更是白白浪費能量的裝置。圖3僅作為消防給水系統(tǒng)時，調(diào)速水泵長年累月運行，僅補充管網(wǎng)容積很少漏失水量，甚至到零流量，致使調(diào)速水泵長期低效率區(qū)工作，僅水泵零流量時功率損耗就白白地浪費掉能量40%左右。

通過上面的討論分析，調(diào)速水泵應(yīng)用在消防給水系統(tǒng)中，不僅需要有等級高的消防電源，而且在長期運行中耗能較多，磨損消防機(jī)械造成維護(hù)管理不便，很不經(jīng)濟(jì)。因此，除在非常特殊條件下，不應(yīng)采用。