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  • 消防給水系統3大剛需自動功能研究

    發表時間:2020-5-10 22:23:25  閱讀次數:


    消防給水系統的使命是在火災中保護人民的生命財產安全,是一種安全保障系統。在安全保障系統中,好的零部件不代表好的設備,好的設備不代表好的系統,好的系統不代表好的管理。在消防給水系統的全生命周期內,歷經設計、研發、生產、測試、施工、調試、管理和使用等多個階段,時間跨度長,在每個階段都可能會受到不良外力的侵擾和干預,對每個階段進行有效的控制并最終形成閉環控制,是提高消防給水系統安全可靠性、滅火效能的最終解決之道。


    目前,我國消防給水系統的定期試驗普遍采用人工模式。人工模式受到試驗人員的職業素養、專業素養等很多不可控因素的制約,很難長期貫徹執行下去,而且很難保證人工試驗結果的真實性和有效性。

     

    那么如何解決這些現實中的消防難題,來看看洪恩的研究成果:


    主要標準

    • 《消防給水及消火栓系統技術規范》 GB50974-2014 

    • 《自動噴水滅火系統設計規范》GB 50084-2017

    • 《自動噴水滅火系統施工及驗收規范》GB 50261-2017 

    • 《固定消防給水設備 第 3 部分:消防增壓穩壓給水設備》GB 27898.3-2011 

    分析研究

    標準對比


    在 2014 年 10 月 1 日實施的現行國家標準《消防給水及消火栓系統技術規范》GB 50974-2014 第14 章及 2018 年 1 月 1 日實施的現行國家標準《自動噴水滅火系統施工及驗收規范》GB50261-2017第 9 章中,對消防給水系統中各類組件的定期維護試驗提出了要求,這些要求是參考 NFPA、FM 相關標準及喜來登集團酒店的消防管理指南并結合我國實際情況而制定的。


    現行國家標準《消防給水及消火栓系統技術規范》GB50974-2014 第14.0.4 條要求如下:


    1. 每月應手動啟動消防水泵運轉一次,并應檢查供電電源的情況;

    2. 每周應模擬消防水泵自動控制的條件自動啟動消防水泵運轉一次,且應自動記錄自動巡檢情況,每月應檢測記錄;

    3. 每日應對穩壓泵的停泵啟泵壓力和啟泵次數等進行檢查和記錄運行情況;

    4. 每日應對柴油機消防水泵的啟動電池的電量進行檢測,每周應檢查儲油箱的儲油量,每月應手動啟動柴油機消防水泵運行一次;

    5. 每季度應對消防水泵的出流量和壓力進行一次試驗;

    6. 每月應對氣壓水罐的壓力和有效容積等進行一次檢測。

     

    其中,第 1 款與該標準第 5.1.11 條第 4 款相呼應,每月利用每臺消防水泵的 DN65 試水管,手動工頻啟動消防水泵,測試消防水泵在一支消防水槍出流工況點運行時是否符合使用要求。


    消防水泵能保證一支消防水槍正常出水,對滅火實戰具有重大意義:

     

    1. 在滅火實戰中,一支能正常出水的水槍可保證單兵安全,也可掩護他人;

    2. 一支水槍的流量相當于 4 只噴頭的流量,根據火災調查報告的統計數據,4 只能正常發揮作用的噴頭可以滅掉 95%以上的初期火災。2018 年 1 月1 日實施的現行國家標準《自動噴水滅火系統設計規范》GB50084-2017 第10.3.3 條要求,氣壓供水設備的有效水容積應按系統最不利處 4 只噴頭在最低工作壓力下的 5min 用水量確定,這也說明了消防水泵 DN65 試水管的重要性。

     

    其中,第 2 款要求與該標準第 11.0.16 條要求相呼應,也與 NFPA 20-2017 與 FMDS 307-2012 的要求相一致。需要強調的是,在 FMDS307-2012 第2.4.5.2條中,要求機械密封消防泵應每周試驗一次,重點檢查機械密封的性能。

     

    其中,第 5 款要求與該標準第 5.1.11 條要求相呼應,重點測試消防泵的流量、壓力等性能是否滿足項目需求。現行國家標準《自動噴水滅火系統施工及驗收規范》GB 50261-2017 第 9.0.6 條要求,每季度應對系統所有的末端試水裝置進行試驗,以測試系統自動啟動、報警功能是否正常;第9.0.17 條要求,每月應利用末端試水裝置或試水閥測試水流指示器,以測試系統管路是否暢通、水流指示器的報警功能是否正常等。

     

    現狀分析


    目前,我國消防給水系統的定期巡檢普遍采用人工模式。人工模式受到試驗人員的職業素養、專業素養等很多不可控因素的制約,很難長期貫徹執行下去,而且很難保證人工試驗結果的真實性和有效性。尤其是近十幾年來,我國出現了很多巨型工廠、大型園區、大體量建筑,不僅末端試水裝置、試水閥的數量眾多,而且位置隱蔽、分散,人工模式很難保證對每個末端、試水閥進行有效地定期試驗。

     

    消防給水管網存在著卡箍、螺紋、法蘭等大量接口,不可避免地存在漏水或滲水的情況。在漏水或滲水后,管網壓力下降,高位消防水箱或穩壓泵隨之向管網補水,補水就代表著費用支出。消防給水系統與其它消防設施存在兩個重大區別,一是消防給水系統很難在日常使用中檢驗其滅火的效果,其它消防設施的效果則可在日常使用中就能得到檢驗;二是除日常維保費支出用外,消防給水系統還存在經常費用的支出,也就是補水費,其它消防系統則不存在這筆費用。

     

    對于設計流量為 30L/s的自動噴水滅火系統而言,若平時管網的泄漏量為1L/s,每年的補水量就為 31536m3,按上海市的綜合水費 5.83 元/ m3計算,每個系統每年的補水費用支出可達183854.88元,這是一筆非常可觀的費用。正因為這筆可觀的經常費用支出,導致國內很多項目的消防水池缺水甚至無水、管道壓力不足甚至空管的現象比比皆是。消防給水系統每分鐘甚至每秒都在發生費用支出,由此就導致了維護管理的工作重心不在試驗和維護上,而是放在了檢查臺賬記錄上,只填表不操作,有故障不排除,由此導致很多項目的消防給水系統形同虛設。


    解決措施


    針對這些普遍存在的現象,洪恩流體科技把日常的人工維護管理工作變革為免人工介入的全自動模式,集成了三個自動試驗功能:自動低頻巡檢、自動工頻巡檢和自動末端試驗。


    自動低頻巡檢功能響應現行國家標準《消防給水及消火栓系統技術規范》GB50974-2014 第11.0.16條和第 14.0.4 條第 2 款的要求,自動工頻巡檢功能響應第5.1.11 條第 4 款和第 14.0.4 條第 1 款的要求,自動末端試驗功能響應現行國家標準《自動噴水滅火系統施工及驗收規范》GB50261-2017 第 9.0.6條和第 9.0.17 條的要求。

     

    自動低頻巡檢功能


    按設定的周期自動對消防泵進行逐臺低速巡檢,一般每臺消防泵在巡檢時的轉速為300 轉/分鐘,巡檢運行時間至少為2 分鐘(時間和周期可根據需要自行設定),并可通過液晶觸摸屏手動或停止該巡檢。在巡檢時,消防泵的葉輪只轉動不出力,對管網沒有任何影響。該巡檢具有最節能、不對管網產生任何影響和防止泵軸銹蝕、摩擦、抱死卡住等功能,是消防泵控制的基本功能配置

     

    在巡檢過程中,可對消防泵及其主回路中的各個主要電氣元器件進行巡查,如發現故障,自動發出聲光報警信號,自動記錄貯存故障信息。

     

    在巡檢過程中如發生火災,自動退出該巡檢功能,自動工頻啟動消防泵。

    自動工頻巡檢功能


    在巡檢過程中,止回閥出口后的管網不會出流,不會因人工誤操作導致系統管網排空,不會產生管網失壓等火災報警信號。同時,該巡檢功能可有效防止消防泵長時間空轉、其他消防泵反轉等不利情況的發生,可逐臺巡檢消防泵。在巡檢過程中,自動記錄消防泵在同一時間點的流量和壓力,自動生成消防泵流量—壓力曲線、流量—功率曲線等曲線。

     

    在巡檢過程中如發生火災,在接到消防控制室發出的啟泵信號后自動退出該巡檢功能,消防泵持續運行,不會產生二次啟泵的現象。

    自動末端試驗功能


    我國消防給水系統通常包括室內消火栓系統、自動噴水滅火系統、水噴霧自動滅火系統、消防炮自動滅火系統等系統,絕大多數系統采用臨時高壓消防給水系統。2014年10月1日實施的現行國家標準《消防給水及消火栓系統技術規范》GB 50974-2014第2.1.3條明確指出,臨時高壓消防給水系統是在火災時能“自動啟動”的供水系統。火災是隨機事件,消防給水系統應能做到隨時待命,“自動啟動”對系統的安全可靠性、滅火成功率至關重要,而末端試水裝置是檢驗消防給水系統安全可靠性、測試系統能否在開放一只噴頭、水槍或水炮的最不利條件下可靠報警并能正常“自動啟動”的最關鍵試驗措施。


    現行國家標準《消防給水及消火栓系統技術規范》GB 50974-2014第14.0.4條明確要求,應定期模擬消防水泵“自動控制”的條件“自動啟動”消防水泵運轉一次,且應能自動記錄試驗情況;現行國家標準《自動噴水滅火系統設計規范》GB 50084-2017第6.5.1條、第6.5.2條、第6.5.3條和《自動噴水滅火系統施工及驗收規范》GB50261-2017第7.2.7條、第8.0.6條、第8.0.11條、第9.0.6條、第9.0.17條均對末端試水裝置和試水閥提出了明確的要求。


    洪恩流體科技有限公司始終以“科技是第一生產力”為核心理念,作為惟一一家外地企業全程參與了我國首部物聯網消防系統技術標準-上海市《消防設施物聯網系統技術標準》DG/TJ 08-2251-2018的起草和編制工作。智能末端試水系統是在學習、借鑒、融合國外先進理念和技術并結合我國實際情況的基礎上而研發生產的一種智能試水系統。本系統不僅實現了可管可控的智能試驗模式,而且完美兼容火災自動報警系統和消防聯動控制系統,還可通過手機或電腦等移動終端對系統的運行狀態進行隨時隨地的遠程實時監控,并可導出歷史運行記錄。該系統不僅解決了傳統手動試驗模式普遍存在的費時、費工、不準確等弊病,大大降低了管理成本、時間成本,更是有效提高了管理效能和消防給水系統的滅火效能。


    自動末端試驗功能具有以下特點:

    1. 同一系統內的自動末端試水裝置都可逐一進行試驗,試驗周期和試驗時間可按照需求自行設定;

    2. 各系統的自動末端試水裝置、末端主機、消防泵控制柜可利用一個通信網絡,實現了跨網通信,通迅網絡布線靈活可靠,各系統的消防泵控制柜可自動識別、自動控制其系統內的自動末端試水裝置;

    3. 在試驗過程中,各系統的末端主機、消防泵控制柜可自動監控和記錄其所屬自動末端試水裝置的編號、實時壓力、實時流量、實時動作、實時報警、實時故障等信息;

    4. 在試驗過程中如發生火災,自動關閉所有自動末端試水裝置,消防泵持續運行,不會產生二次啟泵的現象。

    5. 可實現全自動啟停、遠程手動啟停、就地手動啟停、就地機械啟停自動末端試水裝置等功能,并可通過視鏡觀察水的出流狀況。

    6. 出現通信故障的自動末端試水裝置,可自動關閉,實現閉環控制,真正保證安全可靠;

    7. 無論是在平時或是試驗狀態下,全程自動監控、記錄每個自動末端試水裝置的實時壓力、手/自動狀態、故障等實時數據。

    8. 具有自動預警作用,當自動末端試水裝置的實時壓力異常時自動預警。


    總結


    消防給水系統是一種安全保障系統,更是一種信用系統,如缺乏正確的、負責任的維護管理,無論多么安全多么可靠的消防產品都不足以保障系統安全、有效,自動低頻巡檢、自動工頻巡檢、自動末端試驗三個全自動功能是針對我國的實際情況而研發生產的,已通過大量項目的實踐考驗,確實保證了這些項目中的消防給水系統能夠在火災發生時實現正常的“自動啟動”。


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