消防氣壓罐穩(wěn)壓計算法
時間:2012-9-11 來源:揚子江泵業(yè) 瀏覽數(shù):1253
氣壓罐的設計計算
氣壓罐增壓系統(tǒng)的設計計算內(nèi)容主要有兩個部分,即氣壓罐總?cè)莘e的計算和每個壓力控制點壓力值的計算??cè)莘e的計算確定所選壓力罐的大小,壓力的計算確定穩(wěn)壓泵的啟、停范圍以及開啟消防泵的壓力值。
氣壓罐的總?cè)莘eV
氣壓罐的總?cè)莘e一般按公式V= βVX÷(1- αb)計算。
式中:V為氣壓罐的總?cè)莘em3;VX為消防水總?cè)莘e等于消防貯水容積、緩沖水容積和穩(wěn)壓水容積之和;β為氣壓罐的容積系數(shù),臥式、立式、隔膜式氣壓罐的容積系數(shù)分別為1.25,1.10和1.05;αb為氣壓罐低工作壓力和高工作壓力之比(以絕對壓力計),一般宜采用0.65~0.85。
消防貯水總?cè)莘e(VX):設置氣壓罐的目的是為了保證火災發(fā)生初期高泉消防泵沒有啟動之前消火栓和噴頭所需的水壓,這段時間約為30s。對于消火栓給水系統(tǒng),按同時使用2支水槍(每支水槍流量5 L/s)計,消防貯水容積為2*5*30=300L;對于自動噴水滅火系統(tǒng),按5個噴頭同時開啟,每個噴頭以1 L/s計,消防貯水容積為5*1*30=150L。當2個系統(tǒng)共用氣壓罐時,消防貯水總?cè)莘e為300+150=450L。
緩沖水容積V1一般不小于20L,穩(wěn)壓水容積V2一般不小于50L。
壓力控制點壓力值的計算
氣壓罐設4個壓力控制點,如圖2所示。其中:P1為氣壓罐低工作壓力點或高泉氣壓罐充氣壓力,即消防貯水容積的下限水位壓力,等于不利點消火栓所需的水壓Hmin,其計算方法同增壓泵;P2為高工作壓力,即啟動消防泵的壓力值。按下式計算:
P2 =(P1 + 0.098)÷ αb - 0.098
P01為穩(wěn)壓水容積下限水位壓力,此時啟動穩(wěn)壓泵;P02為穩(wěn)壓水容積上限水位壓力,即氣壓罐高工作壓力,此時停止穩(wěn)壓泵。
由于壓力傳感器有精度、穩(wěn)定性的要求,一般使緩沖水容積的上、下限水位壓差不小于0.02~0.03 Mpa;穩(wěn)壓水容積的上、下限水位壓差不小于0.05 ~0.06Mpa。則:
P01 = P2 + 0.02~0.03Mpa P02 = P01 + 0.05~0.06Mpa = P2 + 0.07~0.09MPa
計算舉例
筆者在一棟建筑高度接近100m的一類綜合樓建筑中,頂部幾層采用立式氣壓罐穩(wěn)壓,屋頂水箱至頂層消火栓栓口的距離:H = 4m。屋頂水箱至頂層消火栓處的水頭損失∑h=0.82m
氣壓罐工作壓力比:αb = 0.76
氣壓罐總?cè)莘e:V= βVX÷(1- αb) = 1.1×(300+20+50)÷(1-0.76)=1.70m3
選用:SQL1000×0.6氣壓罐一臺
氣壓罐充氣壓力:
P1 =Hmin= Hq+ Hd+ HK+∑h-H = 0.16+0.01+0.02+0.0082-0.04 = 0.14(Mpa)
高工作壓力:P2 =(P1 + 0.098)÷ αb - 0.098 = 0.14 ÷ 0.76-0.098 = 0.22 (Mpa)
穩(wěn)壓泵啟動壓力:P01 = P2 + 0.02~0.03Mpa = 0.22+0.02~0.03 = 0.24~0.25(Mpa)
穩(wěn)壓泵停泵壓力:P02 = P2 + 0.07~0.09Mpa = 0.22+0.07~0.09 = 0.29~0.31(Mpa)
穩(wěn)壓泵揚程:H = (P01 +:P02 )÷2 = (0.24+0.39)÷2 = 0.27 (Mpa)
穩(wěn)壓泵流量:Q ≤5.0L/S
選用40LG12-15×2水泵兩臺 一用一備 每臺:Q = 4.17L/s H = 27m N = 2.2KW
穩(wěn)壓泵的流量
由于消防初期流量由氣壓罐供給,泵的流量只需考慮系統(tǒng)的滲漏量或氣壓罐對流量的要求,所以流量可適當選小一點。對于消火栓系統(tǒng)穩(wěn)壓泵的流量以約小于1個消火栓的出水量計,為≤5 L/s。噴灑系統(tǒng)穩(wěn)壓泵的流量以約小于1個噴頭的出水量計,為≤1 L/s。
消防氣壓水罐的特點:
1.罐內(nèi)部隔膜結(jié)構保證了水不與罐壁接觸,因此罐壁內(nèi)部無銹蝕,外部無凝露現(xiàn)象,使用壽命大大延長。2.橡膠隔膜可舒張 20 萬次以上,充氣后可長期使用。3.可以有效的平緩水系統(tǒng)中的壓力波動,減少水泵的起停頻率。 4.隔膜為食品級天然橡膠隔膜可以應用在飲用水系統(tǒng)中。
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