消防给水系统3大刚需自动功能研究

发表时间:2020-5-10 22:23:25  阅读次数:


消防给水系统的使命是在火灾中保护人民的生命财产安全,是一种安全保障系统。在安全保障系统中,好的零部件不代表好的设备,好的设备不代表好的系统,好的系统不代表好的管理。在消防给水系统的全生命周期内,历经设计、研发、生产、测试、施工、调试、管理和使用等多个阶段,时间跨度长,在每个阶段都可能会受到不良外力的侵扰和干预,对每个阶段进行有效的控制并最终形成闭环控制,是提高消防给水系统安全可靠性、灭火效能的最终解决之道。


目前,我国消防给水系统的定期试验普遍采用人工模式。人工模式受到试验人员的职业素养、专业素养等很多不可控因素的制约,很难长期贯彻执行下去,而且很难保证人工试验结果的真实性和有效性。

 

那么如何解决这些现实中的消防难题,来看看洪恩的研究成果:


主要标准

  • 《消防给水及消火栓系统技术规范》 GB50974-2014 

  • 《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084-2017

  • 《自动喷水灭火系统施工及验收规范》GB 50261-2017 

  • 《固定消防给水设备 第 3 部分:消防增压稳压给水设备》GB 27898.3-2011 

分析研究

标准对比


在 2014 年 10 月 1 日实施的现行国家标准《消防给水及消火栓系统技术规范》GB 50974-2014 第14 章及 2018 年 1 月 1 日实施的现行国家标准《自动喷水灭火系统施工及验收规范》GB50261-2017第 9 章中,对消防给水系统中各类组件的定期维护试验提出了要求,这些要求是参考 NFPA、FM 相关标准及喜来登集团酒店的消防管理指南并结合我国实际情况而制定的。


现行国家标准《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014 第14.0.4 条要求如下:


  1. 每月应手动启动消防水泵运转一次,并应检查供电电源的情况;

  2. 每周应模拟消防水泵自动控制的条件自动启动消防水泵运转一次,且应自动记录自动巡检情况,每月应检测记录;

  3. 每日应对稳压泵的停泵启泵压力和启泵次数等进行检查和记录运行情况;

  4. 每日应对柴油机消防水泵的启动电池的电量进行检测,每周应检查储油箱的储油量,每月应手动启动柴油机消防水泵运行一次;

  5. 每季度应对消防水泵的出流量和压力进行一次试验;

  6. 每月应对气压水罐的压力和有效容积等进行一次检测。

 

其中,第 1 款与该标准第 5.1.11 条第 4 款相呼应,每月利用每台消防水泵的 DN65 试水管,手动工频启动消防水泵,测试消防水泵在一支消防水枪出流工况点运行时是否符合使用要求。


消防水泵能保证一支消防水枪正常出水,对灭火实战具有重大意义:

 

  1. 在灭火实战中,一支能正常出水的水枪可保证单兵安全,也可掩护他人;

  2. 一支水枪的流量相当于 4 只喷头的流量,根据火灾调查报告的统计数据,4 只能正常发挥作用的喷头可以灭掉 95%以上的初期火灾。2018 年 1 月1 日实施的现行国家标准《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2017 第10.3.3 条要求,气压供水设备的有效水容积应按系统最不利处 4 只喷头在最低工作压力下的 5min 用水量确定,这也说明了消防水泵 DN65 试水管的重要性。

 

其中,第 2 款要求与该标准第 11.0.16 条要求相呼应,也与 NFPA 20-2017 与 FMDS 307-2012 的要求相一致。需要强调的是,在 FMDS307-2012 第2.4.5.2条中,要求机械密封消防泵应每周试验一次,重点检查机械密封的性能。

 

其中,第 5 款要求与该标准第 5.1.11 条要求相呼应,重点测试消防泵的流量、压力等性能是否满足项目需求。现行国家标准《自动喷水灭火系统施工及验收规范》GB 50261-2017 第 9.0.6 条要求,每季度应对系统所有的末端试水装置进行试验,以测试系统自动启动、报警功能是否正常;第9.0.17 条要求,每月应利用末端试水装置或试水阀测试水流指示器,以测试系统管路是否畅通、水流指示器的报警功能是否正常等。

 

现状分析


目前,我国消防给水系统的定期巡检普遍采用人工模式。人工模式受到试验人员的职业素养、专业素养等很多不可控因素的制约,很难长期贯彻执行下去,而且很难保证人工试验结果的真实性和有效性。尤其是近十几年来,我国出现了很多巨型工厂、大型园区、大体量建筑,不仅末端试水装置、试水阀的数量众多,而且位置隐蔽、分散,人工模式很难保证对每个末端、试水阀进行有效地定期试验。

 

消防给水管网存在着卡箍、螺纹、法兰等大量接口,不可避免地存在漏水或渗水的情况。在漏水或渗水后,管网压力下降,高位消防水箱或稳压泵随之向管网补水,补水就代表着费用支出。消防给水系统与其它消防设施存在两个重大区别,一是消防给水系统很难在日常使用中检验其灭火的效果,其它消防设施的效果则可在日常使用中就能得到检验;二是除日常维保费支出用外,消防给水系统还存在经常费用的支出,也就是补水费,其它消防系统则不存在这笔费用。

 

对于设计流量为 30L/s的自动喷水灭火系统而言,若平时管网的泄漏量为1L/s,每年的补水量就为 31536m³,按上海市的综合水费 5.83 元/ m³计算,每个系统每年的补水费用支出可达183854.88元,这是一笔非常可观的费用。正因为这笔可观的经常费用支出,导致国内很多项目的消防水池缺水甚至无水、管道压力不足甚至空管的现象比比皆是。消防给水系统每分钟甚至每秒都在发生费用支出,由此就导致了维护管理的工作重心不在试验和维护上,而是放在了检查台账记录上,只填表不操作,有故障不排除,由此导致很多项目的消防给水系统形同虚设。


解决措施


针对这些普遍存在的现象,洪恩流体科技把日常的人工维护管理工作变革为免人工介入的全自动模式,集成了三个自动试验功能:自动低频巡检、自动工频巡检和自动末端试验。


自动低频巡检功能响应现行国家标准《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014 第11.0.16条和第 14.0.4 条第 2 款的要求,自动工频巡检功能响应第5.1.11 条第 4 款和第 14.0.4 条第 1 款的要求,自动末端试验功能响应现行国家标准《自动喷水灭火系统施工及验收规范》GB50261-2017 第 9.0.6条和第 9.0.17 条的要求。

 

自动低频巡检功能


按设定的周期自动对消防泵进行逐台低速巡检,一般每台消防泵在巡检时的转速为300 转/分钟,巡检运行时间至少为2 分钟(时间和周期可根据需要自行设定),并可通过液晶触摸屏手动或停止该巡检。在巡检时,消防泵的叶轮只转动不出力,对管网没有任何影响。该巡检具有最节能、不对管网产生任何影响和防止泵轴锈蚀、摩擦、抱死卡住等功能,是消防泵控制的基本功能配置

 

在巡检过程中,可对消防泵及其主回路中的各个主要电气元器件进行巡查,如发现故障,自动发出声光报警信号,自动记录贮存故障信息。

 

在巡检过程中如发生火灾,自动退出该巡检功能,自动工频启动消防泵。

自动工频巡检功能


在巡检过程中,止回阀出口后的管网不会出流,不会因人工误操作导致系统管网排空,不会产生管网失压等火灾报警信号。同时,该巡检功能可有效防止消防泵长时间空转、其他消防泵反转等不利情况的发生,可逐台巡检消防泵。在巡检过程中,自动记录消防泵在同一时间点的流量和压力,自动生成消防泵流量—压力曲线、流量—功率曲线等曲线。

 

在巡检过程中如发生火灾,在接到消防控制室发出的启泵信号后自动退出该巡检功能,消防泵持续运行,不会产生二次启泵的现象。

自动末端试验功能


我国消防给水系统通常包括室内消火栓系统、自动喷水灭火系统、水喷雾自动灭火系统、消防炮自动灭火系统等系统,绝大多数系统采用临时高压消防给水系统。2014年10月1日实施的现行国家标准《消防给水及消火栓系统技术规范》GB 50974-2014第2.1.3条明确指出,临时高压消防给水系统是在火灾时能“自动启动”的供水系统。火灾是随机事件,消防给水系统应能做到随时待命,“自动启动”对系统的安全可靠性、灭火成功率至关重要,而末端试水装置是检验消防给水系统安全可靠性、测试系统能否在开放一只喷头、水枪或水炮的最不利条件下可靠报警并能正常“自动启动”的最关键试验措施。


现行国家标准《消防给水及消火栓系统技术规范》GB 50974-2014第14.0.4条明确要求,应定期模拟消防水泵“自动控制”的条件“自动启动”消防水泵运转一次,且应能自动记录试验情况;现行国家标准《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084-2017第6.5.1条、第6.5.2条、第6.5.3条和《自动喷水灭火系统施工及验收规范》GB50261-2017第7.2.7条、第8.0.6条、第8.0.11条、第9.0.6条、第9.0.17条均对末端试水装置和试水阀提出了明确的要求。


洪恩流体科技有限公司始终以“科技是第一生产力”为核心理念,作为惟一一家外地企业全程参与了我国首部物联网消防系统技术标准-上海市《消防设施物联网系统技术标准》DG/TJ 08-2251-2018的起草和编制工作。智能末端试水系统是在学习、借鉴、融合国外先进理念和技术并结合我国实际情况的基础上而研发生产的一种智能试水系统。本系统不仅实现了可管可控的智能试验模式,而且完美兼容火灾自动报警系统和消防联动控制系统,还可通过手机或电脑等移动终端对系统的运行状态进行随时随地的远程实时监控,并可导出历史运行记录。该系统不仅解决了传统手动试验模式普遍存在的费时、费工、不准确等弊病,大大降低了管理成本、时间成本,更是有效提高了管理效能和消防给水系统的灭火效能。


自动末端试验功能具有以下特点:

  1. 同一系统内的自动末端试水装置都可逐一进行试验,试验周期和试验时间可按照需求自行设定;

  2. 各系统的自动末端试水装置、末端主机、消防泵控制柜可利用一个通信网络,实现了跨网通信,通迅网络布线灵活可靠,各系统的消防泵控制柜可自动识别、自动控制其系统内的自动末端试水装置;

  3. 在试验过程中,各系统的末端主机、消防泵控制柜可自动监控和记录其所属自动末端试水装置的编号、实时压力、实时流量、实时动作、实时报警、实时故障等信息;

  4. 在试验过程中如发生火灾,自动关闭所有自动末端试水装置,消防泵持续运行,不会产生二次启泵的现象。

  5. 可实现全自动启停、远程手动启停、就地手动启停、就地机械启停自动末端试水装置等功能,并可通过视镜观察水的出流状况。

  6. 出现通信故障的自动末端试水装置,可自动关闭,实现闭环控制,真正保证安全可靠;

  7. 无论是在平时或是试验状态下,全程自动监控、记录每个自动末端试水装置的实时压力、手/自动状态、故障等实时数据。

  8. 具有自动预警作用,当自动末端试水装置的实时压力异常时自动预警。


总结


消防给水系统是一种安全保障系统,更是一种信用系统,如缺乏正确的、负责任的维护管理,无论多么安全多么可靠的消防产品都不足以保障系统安全、有效,自动低频巡检、自动工频巡检、自动末端试验三个全自动功能是针对我国的实际情况而研发生产的,已通过大量项目的实践考验,确实保证了这些项目中的消防给水系统能够在火灾发生时实现正常的“自动启动”。


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