宋建

摘 要：以內(nèi)蒙古岱海電廠消防水系統(tǒng)為實(shí)例，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用情況進(jìn)行分析。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行和程序設(shè)置存在的問(wèn)題，對(duì)消防水泵系統(tǒng)采取技改和優(yōu)化措施，在解決消防水泵系統(tǒng)壓力波動(dòng)的同時(shí)達(dá)到了保證消防水系統(tǒng)穩(wěn)定的目的。

關(guān)鍵詞：消防水泵；壓力控制；壓力波動(dòng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.167

1 引言

消防噴淋水泵系統(tǒng)為雨淋閥提供高壓的供水，雨淋閥是關(guān)鍵的滅火設(shè)備，意義重大。內(nèi)蒙古岱海電廠使用的是單變頻器的消防水系統(tǒng)，變頻器型號(hào)為富士FRN0290F2S-4C。在使用過(guò)程中因?yàn)樽冾l泵和工頻泵配合的問(wèn)題，出現(xiàn)了消防水系統(tǒng)壓力大幅度波動(dòng)的情況。

2 系統(tǒng)概述

消防噴淋系統(tǒng)共計(jì)三臺(tái)消防泵，出口壓力最大可達(dá)1.2MPa。其中每一臺(tái)消防泵均可實(shí)現(xiàn)變頻啟動(dòng)，但變頻器僅有一臺(tái)，同時(shí)只能保證一臺(tái)泵變頻運(yùn)行。在消防系統(tǒng)未發(fā)火災(zāi)信號(hào)的情況下，消防泵不運(yùn)行，由消防穩(wěn)壓泵直接控制系統(tǒng)壓力，目前系統(tǒng)壓力設(shè)定高值為0.8MPa，低值設(shè)定值為0.6MPa。在消防系統(tǒng)有火災(zāi)信號(hào)的情況下，遠(yuǎn)方變頻啟動(dòng)#1消防泵，#2工頻泵能實(shí)現(xiàn)工頻聯(lián)啟，#3工頻泵是#2泵故障情況下的備用泵。

3 壓力波動(dòng)分析

3.1 存在的問(wèn)題

在雨淋閥啟動(dòng)后，變頻啟動(dòng)#1消防泵，壓力在消防水系統(tǒng)的最不利點(diǎn)壓力低于0.5MPa，系統(tǒng)壓力不足。工頻聯(lián)鎖啟動(dòng)#2消防泵，但系統(tǒng)壓力上升后工頻泵會(huì)聯(lián)停，系統(tǒng)壓力很快下降，工頻泵再次聯(lián)啟，如此反復(fù)造成了系統(tǒng)壓力大幅度波動(dòng)。

3.2 原因分析

現(xiàn)有系統(tǒng)在消防系統(tǒng)正常噴淋時(shí)，變頻啟動(dòng)的#1泵不能短時(shí)間將系統(tǒng)壓力維持到0.8MPa，所以當(dāng)變頻器達(dá)到滿頻工作時(shí)，延時(shí)35秒后，第二臺(tái)泵就會(huì)工頻啟動(dòng)。此時(shí)系統(tǒng)壓力上升過(guò)快，壓力高時(shí)變頻器無(wú)法滿頻工作和系統(tǒng)壓力高都會(huì)造成工頻泵停運(yùn)。因?yàn)楣ゎl泵的停運(yùn)，系統(tǒng)壓力會(huì)迅速下降，此時(shí)變頻器再次達(dá)到滿頻工作時(shí)，延時(shí)35秒后，工頻泵會(huì)再次聯(lián)啟。上述過(guò)程不停重復(fù)，最后造成了系統(tǒng)壓力的大幅度波動(dòng)，泵的頻繁聯(lián)啟，對(duì)于系統(tǒng)安全十分不利。

4 系統(tǒng)改造方向探索

4.1 改變控制方式改造

在不改變現(xiàn)有主設(shè)備的情況下，若要避免系統(tǒng)波動(dòng)，通過(guò)改造控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵在于系統(tǒng)壓力高信號(hào)。如果一臺(tái)變頻泵工作時(shí)系統(tǒng)壓力高信號(hào)返回，說(shuō)明泵出力可以滿足系統(tǒng)要求，不需要聯(lián)啟工頻泵。如果系統(tǒng)壓力高信號(hào)不返回，必須使工頻泵啟動(dòng)后不能停運(yùn)，以免頻繁啟停造成系統(tǒng)壓力波動(dòng)，并實(shí)現(xiàn)由變頻器進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)。

但這種實(shí)現(xiàn)方式存在幾點(diǎn)問(wèn)題：

a、因?yàn)檫@種方式不能考慮系統(tǒng)超壓，否則工頻泵仍會(huì)受壓力高影響而停運(yùn)，系統(tǒng)壓力高消失時(shí)聯(lián)啟，仍會(huì)造成泵的頻繁聯(lián)啟。這種運(yùn)行模式對(duì)于系統(tǒng)安全也存在隱患。因?yàn)楣ゎl泵不停運(yùn)，在系統(tǒng)不需要水時(shí)，即使變頻泵減出力至0HZ，系統(tǒng)壓力仍會(huì)造成超壓

b、要實(shí)現(xiàn)變頻閉環(huán)調(diào)節(jié)，就需要增加有閉環(huán)功能的專用PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)。

c、在工頻泵聯(lián)啟之后，變頻泵的調(diào)節(jié)速度難以跟上，存在超壓的可能，若系統(tǒng)存在波動(dòng)，還可能會(huì)造成變頻難以控制系統(tǒng)壓力，造成系統(tǒng)震蕩。

4.2 增加設(shè)備方式改造

增加兩臺(tái)變頻器，實(shí)現(xiàn)雙變頻泵運(yùn)行調(diào)節(jié)三臺(tái)泵均采取變頻的方式控制，增加獨(dú)立的消防系統(tǒng)專用PLC實(shí)現(xiàn)壓力閉環(huán)控制，這時(shí)候遠(yuǎn)方有火災(zāi)信號(hào)時(shí)，三臺(tái)泵均能變頻啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)按照壓力設(shè)定值進(jìn)行調(diào)節(jié)。因?yàn)橄到y(tǒng)不存在有泵工頻啟動(dòng)的擾動(dòng)，系統(tǒng)可平穩(wěn)控制壓力，避免超壓。

5 控制方案

增加一面專用消防PLC控制柜，將消防噴淋PLC及其I/O、卡件等放置在PLC柜內(nèi)，安裝供就地操作的觸摸屏。增加變頻器配置，實(shí)現(xiàn)消防噴淋泵系統(tǒng)一臺(tái)變頻器對(duì)應(yīng)一臺(tái)泵的系統(tǒng)配置，并由消防PLC實(shí)現(xiàn)消防水系統(tǒng)的全程控制?？刂圃O(shè)計(jì)如下：

消防泵控制柜需具有自動(dòng)、手動(dòng)兩種啟泵方式。

（1）自動(dòng)時(shí)由以下幾種方式中的任何一種即可控制水泵啟停：消防中心DC24V啟動(dòng)（電源由消防中心提供），消防中心多線盤按鈕控制水泵啟停。

（2）消防泵控制柜手動(dòng)時(shí)由觸摸屏操作按鈕控制水泵啟停，手動(dòng)是作為后備操作手段。

消防水系統(tǒng)壓力控制實(shí)現(xiàn)壓力的全程閉環(huán)PID控制，始終保證系統(tǒng)壓力維持在一個(gè)定值。采用軟起動(dòng)方式緩減水泵起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)及管網(wǎng)的沖擊。根據(jù)系統(tǒng)壓力不同，和變頻器頻率出力是否達(dá)到最大值來(lái)判斷，兩臺(tái)泵的運(yùn)行方式，除滿足系統(tǒng)壓力要求、系統(tǒng)安全要求外，實(shí)現(xiàn)最大程度的節(jié)能。增加壓力高的保護(hù)開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)用開(kāi)關(guān)量作為避免系統(tǒng)超壓的保護(hù)條件。

除此以外控制柜具有主用泵故障時(shí)，備用泵自動(dòng)投入功能?？刂乒裨O(shè)有泵啟、泵停、泵故障等無(wú)源接點(diǎn)反饋至消防中心?？蓪?shí)現(xiàn)消防泵的定期自動(dòng)巡檢，即從變頻調(diào)速器中輸出一個(gè)較低的頻率去驅(qū)動(dòng)消防泵，因其轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)低于消防泵的額定轉(zhuǎn)速，故系統(tǒng)中不會(huì)出現(xiàn)較大的增壓。在巡檢過(guò)程中，消防泵啟動(dòng)平緩，消防泵無(wú)機(jī)械沖擊，消防泵的轉(zhuǎn)速使葉輪保持轉(zhuǎn)動(dòng)但不出水的臨界狀態(tài)，不致造成系統(tǒng)管網(wǎng)的超壓，且該功能可關(guān)閉，靈活控制。

6 結(jié)語(yǔ)

消防噴淋水系統(tǒng)中的水壓穩(wěn)定對(duì)于雨淋閥正常工作意義重大，而且不穩(wěn)定的壓力波動(dòng)對(duì)于整個(gè)消防水系統(tǒng)的管路都是很大威脅，甚至可能造成管路破壞，消防水流到運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備，造成難以估計(jì)的損失。

參考文獻(xiàn)：

[1]步宇航.給水泵勺管水位控制改造節(jié)能分析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2017（23）.

[2]陳偉.600MW超超臨界機(jī)組循環(huán)水泵雙速改造[J].能源與節(jié)能， 2014（08）.

[3]楊光明.600MW超臨界機(jī)組開(kāi)式冷卻水系統(tǒng)優(yōu)化節(jié)能改造[J]. 能源與環(huán)境，2012（04）.

[4]高健，周文華，郭紅日，卜志遠(yuǎn)，張建海.火電廠開(kāi)式水泵系統(tǒng)季節(jié)性停運(yùn)改造[J].內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2012（02）.