小流量超压现象的两种解决方案

论文类型	技术与工程	发表日期	2006-01-01
作者	程宏伟,李一凡
摘要	程宏伟李一凡福建省建筑设计研究院　　提要：本文以图形方式剖析消防给水系统小流量用水时的超压现象，把超压现象形象化，直观化，并提出两种解决方案。　　关键词：消防给水系统小流量超压工作点恒压　　1、前言　　消防给水系统中的超压现象是 ...

程宏伟李一凡
福建省建筑设计研究院

　　提要：本文以图形方式剖析消防给水系统小流量用水时的超压现象，把超压现象形象化，直观化，并提出两种解决方案。
　　关键词：消防给水系统小流量超压工作点恒压

　　1、前言

　　消防给水系统中的超压现象是个困扰设计人员已久的问题，但不少设计人员对这个问题的认识还是很模糊的。设计工作点与实际工作点的偏听偏信差到底有多大，系统的超压程度到底有多大，有相当一部分设计人员只是凭想象，大多没有一个比较准确的认识。本文对传统消防水系统中的水泵工况进行分析，并把各用水点的压力变化情况形象化、直观化，然后探讨两种解决方案。

　　2、传统消防水系统分析

　　这里以两幢比较典型的建筑为例进行分析。
某建筑地面层数32，地下2层，喷林、消火栓系统的设计流量均为30L/S，消火栓和喷淋系统均为3区。高区：21--32层，水泵为DA1--125×6；中区：11--20层，水泵为DA1--125*4；低区：-2--10层，水泵为DA1--125*3。水泵安装在-2层，标高为-7.5米。
　　图1为用水点在32层（标高96.9米）时的消火栓系统的扬程---流量曲线图

　　从图1可以看出，当使用的水枪数少于3支时，栓口的压力超过0.5Mpa，即超过规范的要求，若从使用角度出发，则应考虑水枪的反冲力，此时消火栓栓口压力不应超过0.38Mpa（参见《高规》的解释条文）。当用水点不在最高层时则情况更糟。中区、低区给水系统的情况与高区类似。

　　图2为用水点在32层（标高98.5米）时的喷淋系统的扬程—流量曲线图。从图中可以看出当开启喷头数较少时，系统超压较严重。
　　另一建筑地面层数24，地下2 层，喷淋、消火栓系统的设计流量均为30L/S，消火栓和喷淋系统均分为3区。喷淋泵与消防泵均为两用一备，型号为DA1-100*8,中区、低区通过减压0阀供给。水泵安装在-2层，标高为-8.10米。图3 为用水点在24层（标高81.00米）时的消火栓系统的扬程-流量曲线图，从图中可以看出，当使用的水枪数为1支时，即使只开一台水泵消火栓栓口的压力也将超过0.5Mpa，喷淋系统情况类似。
　　在上面列举的两个例子中，消火栓系统的设计流量均为30L/S，若设计流量为40L/S时则超压现象更严重。

　　3、两种解决方案

　　针对小流量超压问题，本文作者提出两种解决方案：一种是通过改变水泵的特性曲线使之给水系统的管阻曲线交点（即系统工作点）的压力、流量满足使用要求；一种是通过改变给水系统的管阻曲线（按水流方向，从水泵出口算起）使之与水泵的特性曲线交点（即系统工作点）的压力、流量满足使用要求。下面对这两种方案进行介绍和分析。
　　3.1调水泵特性曲线
　　离心式水泵有以下特性：流量Q与转速n的一次方成正比（H∝n），扬程H与转速战速决n的平方成正比（H∝n²）。根据这个特性，我们可以通过改变离心式水泵的转速来改变水泵的特性曲线。

水泵转速=1087 设定压力=0.25

　　仍以上面所列举的第一个例子为例，水系统示意图见图6，水泵型号为DA1-125*6.假没用水点的高度（HO）为0米，使用的水枪数为1支，栓口设定压力（HS）为0.25Mpa，通过计算机很容易求得满足条件的转速以及相对应的水泵特性曲线（见图4）。一般情况下，水泵的转还应该满足在该转速下水泵特性曲线与系统管阻曲线的交点即水泵工作点的扬程H等于HO+HS。控制原理框图见图8。