消防泵房泄压阀使用知识汇总要点

包层模              万能角钢消防泵房泄压阀使用知识汇总要点
一、用于防止低流量空转过热的泄压阀,没有型号规格,整定压力计算不准确。   
泄压阀设置主要目的是避免水泵低流量,同时兼作系统超压泄压。目前设计普遍存在缺失材料表或材料表不全,参数不全且参数错误的情况。   
超压泄压,所有的安全阀均可做到,但用于避免水泵低流量,不是防超压,不能采用泄压阀以外的其他安全阀。 
直接载荷式安全阀释放流量偏小不适合,选用释放流量大的安全阀又容易发生颠振或频跳,所以用先导式安全阀,最常用的是水力控制泄压阀,通过水力(水压)连锁控制泄压阀开启出流,没有中间环节,技术上最为可靠,也不能采用电气自动控制泄流系统。   
设计成果应提供准确的泄压阀整定压力。整定压力(Ps)是开始泄压的压力,指泄压阀主阀阀芯在运行条件下开始升起时的压力。在该压力下,介质呈连续排出状态,这是泄压阀设计的基本参数。排放压力(Pd)是指主阀排放流量达最大值时的进口端的压力。关闭压力(Pb)也称回座压力,是指主阀阀芯重新与阀座接触,出口端断流时的压力。   
整定压力是设计重要内容,参数过高造成消防泵低流量运转而造成事故,过低则造成系统水压不足,影响灭火。而不少设计图纸,漏标注整定压力或标注成“泄压值”,概念模糊,造成施工单位也在调整定压力时也较为粗略。抗氧化植物素
二、泄压阀整定压力过高
首先谈谈泄压阀整定压力如何确定?
整定压力(Ps)是指泄压阀主阀阀芯在运行条件下开始升起时的压力。在该压力下,介质呈连续排出状态。这是泄压阀设计的基本参数,是开始泄压的压力,一般也称泄压压力。排放压力(Pd)是指主阀排放流量达最大值时的进口端的压力。关闭压力(Pb)也称回座压力,是指主阀阀芯重新与阀座接触,出口端断流时的压力。
《水力控制阀应用设计规程》(CECS144:2002),以下简称《控制阀规》,4.3.4规定泄压阀的整定开启压力不应小于系统设计工作压力加0.1MPa。《水力控制阀》(CJ/T219-2017)6.6.4.2规定泄压阀排放压力不大于1.08Ps,回座压力不大于Ps-0.15(MPa)。CB/T3021-2013《安全阀技术要求和性能试验方法》(以下简称《安全阀》)3.2.1规定排放压力不大于1.2Ps,启闭压差不大于0.2Ps,即回座压力大于0.8Ps。
泄压阀设置的目的是防止消防泵低流量过热、防止超压、保证系统运行压力。选型必须控制Pb、Ps、Pd必须处于一个合理的范围,Ps必须小于消防泵零流量扬程,否则消防泵零流量时,泄压阀不能开启,没有起到防止消防泵低流量过热的设置目的。且有一定的差值,避免设置误差造成泄压阀不动作,建议当选泵扬程H≧1.0MPa,Ps=1.15H。   
实际项目的设计,整定开启压力大部分根据《图示》的说法:“超压泄压阀的泄压值不应小于设计扬程的120%。”因而大部分项目存在整定压力过高的问题,有的按1.2H,有的按1.3H设计。   
国内外消防泵产品标准,都没有零流量时的压力大于1.2H的要求,也就是说,有可能买到零流量压力Ho<1.2H的消防泵且是合格产品,设计说明虽照抄《消水规》5.1.6写明“宜大于设计工作压力的120%”,但实际上大部分取得CCCF认证的主要消防泵产品,大多是Ho<1.2H(见下图图4)。个别大于1.2H,也没超出多少,很少见到超1.3H的消防泵。
                        图4
《消水规》5.1.6的规定争议较大,出台后,产品标准也没有相应更新。造成大部分消防泵厂家继续采用原有技术和生产线生产消防泵,提供产品资料与CCCF认证不一致,普遍给设计人员造成消防泵Ho>1.2H的假象。最关键的是设计人员没有求实精神,没有查核CCCF认证资料而进行设计。   
既然大部分消防泵零流量时的压力小于1.2H,整定压力大于等于1.2H,失去设置泄压阀的意义:不能防止0流量搅拌运转,易造成发热变形甚至爆炸事故。
2bkey三、泄压阀整定压力过低
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Pb不能太低,否则系统低于设计压力而泄压阀不能关闭,影响消防系统的使用,这也是《消水规》没有照搬NFPA要求设置系统泄压装置的原因。《水力控制阀》6.6.4.2规定产品启闭压力差最大为0.15MPa,当H≦1.0MPa,若Ps=1.15H,Pb有可能<H,所以首先选泵扬程必须大于设计扬程0.1~0.15MPa,保证回座压力大于设计扬程且有一定余量。
实际设计项目中,如室外消火栓泵、仅地下室设置喷淋的喷淋泵,扬程一般<0.6MPa,其
泄压阀整定压力往往只比设计压力高0.1MPa左右,导致Pb<设计压力,若加上产品质量不稳定,造成系统不能正常供水。实际测试中,存在不少系统压力不满足设计要求的情况,这是原因之一。
四、泄压阀规格偏小。
消防泵不适合并联运行,影响供水可靠性,原因是,即使相同品牌相同型号的消防泵,其特性曲线不可能完全相同,至少存在微小偏差,有可能在火灾初期低流量的某一工况点,一台消防泵运行,造成另一台消防泵不出水,搅拌状态造成出水管发热变形及事故,影响灭火,所以尽量不使用多用一备消防泵组。但目前多用一备仍是常态,规范也明确允许,暂不讨论。
泄压阀不能过小。原因是考虑到并联消防泵实际存在的压力差,因为大部分单泵的曲线还是比较平缓,泄流量小导致系统管网压力下降不明显,两台泵都在运行,但一台消防泵不出水,搅拌状态造成出水管发热变形及事故。
如泡沫喷淋系统,目前大部分地方都是统一按80L/S的设计流量,消防泵往往是40L/S,扬程
80米左右,泵出水管DN150或DN200,出水干管DN200,泄压阀、阀后泄流管采用DN100偏小,需要按并联泵组流量选用泄压阀、阀后泄流管,原因见上述内容。
泄压阀规格偏小的情况也出现在低扬程泵系统中,设计没有计算泄压阀前的过滤器阻力。过滤器的压降与流速的平方成正比,4倍流速产生16倍的压降,当过滤器存在阻塞时,压降也相应放大,所以管径也不能偏小。否则,一泄流,压降大,很快就回座,产生频跳。
五、并联运行消防泵组泄压阀没有防止频跳措施。
盖型螺母由于泄压阀不能过小,且并联运行消防泵组实际特性曲线过陡,泄压阀一动,泵组扬程很快就下降到回座压力,当泄压阀实际产品启闭压力差较小时(《水力控制阀》限制最大压力差为0.15MPa,没有限制最小压力差),泄压阀产生频跳,影响泵组运行。
防止频跳,不能减小泄压阀规格(见上论述),可以采取加大管路阻力方式,如选用滤孔孔径小的过滤器。加大管路阻力,零流量时不减静压,低流量压力增加有限,大流量减压较大,基本与并联运行消防泵组实际特性曲线相对应。过滤器具体孔径的选用,应将过滤器的阻力流速曲线与泵组特性曲线对比选择。也可选择合适的、不容易产生频跳泄压阀产品。
六、泄压阀规格偏大。
泄压阀规格过大容易发生颠振或频跳,不少一用一备消防泵系统,泄压阀规格和阀后泄流管规格与消防泵出水干管同管径,这种方式看起来似乎可行。但是,目前出水管管径设计流速均较小,如40L/S消火栓泵出水管采用DN200,设计流速只有1.2m/s,而泄压时由于压力大,泄压阀实际流速很大,泄压流量是消防泵额定流量的几倍(与泵扬程、水力损失有关),而泄压流量达到额定流量之前,一般的消防泵扬程下降到回座压力,更何况几倍流量,容易引起频跳。
防止小流量运转,只要泄压流量能够达到消防泵额定流量的1/5~1/3,已经足够带走电能转化成的热量。建议按流速2~5m/s计算选择,消防泵扬程越高,流速选取值越大。NFPA20提供了规格对应表,GB50284-2008《飞机库设计防火规范》9.10.4的条文解释,对NFPA20规格对应表进行简化(见下图图5),方便选用。
                      图5
七、泄压阀一般从泵房内系统侧供水干管接出(见图6),不能从流量测试装置、试水管路接出。
                      图6
⑧流量测试装置 ⑫水锤消除器 ⑬泄压阀
原因如下:
1.测试管路的控制阀常闭,仅仅在需要测试时才打开,而泄压阀必须长期开启。
2.测试必须关闭泄压阀,增加环节和遗漏可能。   
泄压阀本身是安全阀的一种,阀前是不允许存在阀门的,因为阀门误关闭使泄压阀组失效,但泄压阀有检修调试等需要,必须存在检修阀门,阀门需带启闭标志。泄压阀从测试管路接出时,测试必须关闭泄压阀,测试完毕需开启。
3.测试设备检修、送检时关闭测试管路的控制阀(见图6的阀门⑥),造成泄压阀失效。
4.虽然泄压阀设置目的防水泵低流量,但事实上同时起到防系统超压的作用。不宜在消防泵出水管控制阀前接出。
八、一个系统(即一组消防泵)可以共用一套泄压阀组,当系统压力需要严格控制超压时,建议泄压阀组一用一备。   

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