仪器仪表直供热线 18952302362
九游会电竞网页
创新研发仪表、助力工业自动化升级

电接点压力表在水消防系统中的应用

来源: 作者: 发布日期:2022-01-05

 摘 要:为降低流体在管道内的浪涌和不规则水击波震荡,多采用水锤消除器来消除具有破坏性的冲击波,以保护管网及设备,而在图纸无设计或安装受限等其他因素条件作用下无法安装水锤消除器,本文就电接点压力表与时间继电器相配合,利用接收信号延时动作的原理来控制消防水泵稳定补压,以达到同等效果的电路控制方式解决水锤的问题。

 
1 工程概况
某皇冠假日度假酒店位于傣王宫旧址,占地约26万m2,其中包括国际五星级酒店、国际会议中心1500m2、520间套房标间、12间面积不等的会议室和VIP会客厅、多功能广场、生态休闲公寓、健身休闲场所及6家风格迥异的餐厅和特色酒吧等,总建筑面积达11万m2。
 
由于酒店建筑面积大、功能区多,所以对各系统的要求相较于一般建筑有许多不同之处,很多系统都设计了比较独特的控制方式,与传统控制方式相比有着很大优势。然而,在实际施工中部分系统在实际运用中还存在不足或仍可以进行优化与改进之处。消防管道内不规则水击波震荡导致电接点压力表频繁控制启闭消防泵造成管网与设备寿命缩减。本文在控制电路中增设时间继电器,利用接收信号延时动作的原理来控制消防水泵稳定启闭,减少水锤冲击对管网及设备带来的损坏。
电接点压力表原理图
2 电接点压力表低启高停控制
电接点压力表(见图1)类似于普通压力表,(但是耐震电接点压力表与普通压力表不同),都是基于测量系统中的弹簧管在被测介质的压力作用下,迫使弹簧管的末端产生相应的弹性变形移位,借助拉杆经齿轮传动机构的传动并予放大,固定齿轮上的指示(连同触头)将被测值在度盘上指示出来。区别在于电接点压力表内部带有辅助触头,通常与相应的电气器件(如继电器及变频器等)配套使用,当其与设定指针上的触头(上限或下限)相接触时,致使信号系统中的电路得以断开或接通,对被测(控)压力的各种气体与液体介质经仪表实现自动控制和发送信号(报警)的目的。
 
电接点压力表广泛应用于石油、化工、冶金、电站、机械等工业部门,或机电设备配套中测量无爆炸危险的各种流体介质压力,如今在给排水系统中应用也较为广泛,其中消防系统内的补压泵、稳压泵均利用电接点压力表来控制泵的启、停,以维持管网内的压力稳定在要求范围内。
 
一般情况下,电接点压力表通过缓冲管接入水泵后端出水管,接好压力信号控制线,并接入起泵二次控制回路。理论上,控制系统处于自动状态下,当管内压力到达低位指针所指压力时,水泵控制系统获得启泵信号,泵启动;当管内压力升高至高位指针所指压力时,水泵控制系统获得停泵信号,泵停止(见图2)。
 消防水泵房压力表安装实例图
实际调试时发现,酒店系统管网较大,消防上所使用泵的功率、扬程、流量均较大,即使增加了缓冲管,仍无法避免泵在启动和停止时管内压力大幅度的波动,直接导致压力表指针大幅度、频繁的晃动,水泵控制系统不停地接收到起泵和停泵信号,泵就会出现频繁的起停,不能达到很好的稳压效果,也容易损坏压力表,严重的可能会影响泵的使用寿命甚至直接导致水泵故障。
 
3 电接点压力表应用中存在的问题
3.1 手动起泵、停泵时压力表压力变化
为解决电接点压力表运用时出现问题,采用手动的方式启动消防水泵观察压力表的变化情况(见图3)。
起泵压力表变化示意图
当手动起泵时,压力表压力指针瞬间由原低压力指示位置达到高压力指示位置,经过1s~2s后又回归至正常压力并缓慢的增加,达到非常终所需压力时,手动停泵。停泵之后压力表压力指针变化见图4。
停泵压力表变化示意图
当手动停泵时,压力表压力指针瞬间由高压力指示位置回到低压力指示位置,经过1s~2s后又回归至正常压力并稳定。
 
3.2 问题分析
水泵起动和停止瞬间,压力不稳定导致压力表指针的大幅度晃动,会给水泵控制系统送达不合理的起泵和停泵信号,但经过1s~2s后压力又恢复稳定,压力指针指示正常[1]。由此联想到,假如通过某种方法令水泵起动或者停止等待压力稳定、压力指针指示正常之后再判断是否达到停泵或者起泵压力,并将信号返回水泵控制系统,就可以错开起泵和停泵瞬间产生的不合理的停泵和起泵信号。为此,采用时间继电器接收信号后延时动作的功能对控制系统进行优化,达到合理起、停泵的效果。
 
4 优化后的系统
4.1 系统电路及主要元件
电接点压力表信号处理电路见图5。时间继电器(见图6)是一种利用电磁原理或机械原理实现延时控制的控制电器,当继电器感测元件得到动作信号后,其执行元件(触头)要延迟一定时间才动作。本项目使用额定电压为AC220V的时间继电器,自带两组常开/常闭触点,可根据需求调 节 延 时时 间 。 当继 电 器 启动 端 接 入AC220V电压时,KT启动,达到预先设定时间后内部线圈吸合,带动常开/常闭触点闭/开,使接入的线路实现通/断。当AC220V电压撤出后,继电器释放,线路恢复。
信号处理电路原理图时间继电器
4.2 系统控制流程
当管内压力到达低位指针所指压力时(或低于此压力),SB1闭合,1KT启动,达到设定时间(假设为3s)后,1KT吸合,1KT(1-9&1-11)
常开触点闭合,主控制系统获得起泵信号,泵启动;同时,1KT(1&1-5)常开触点闭合,实现自保。当管内压力升高至高位指针所指压力时(或高于此压力),SB2闭合,2KT启动,达到设定时间(假设为3s)后,2KT吸合,2KT(1-5&1-7)常闭触点断开,1KT释放,主控制系统获得停泵信号,泵停止。
 
在1KT获得启动信号到1KT执行元件动作的3s时间内,若压力指针脱离低位指针(即SB1弹开),1KT停止,只有当SB1持续闭合时间达到3s或以上时,1KT才闭合,否则主控制系统均无法获得起泵信号;同样,在2KT获得启动信号到2KT执行元件动作的3s时间内,若压力指针脱离高位指针(即SB2弹开),2KT停止,只有当SB2持续闭合时间达到3s或以上时,2KT才吸合,否则主控制系统无法获得停止信号。这样既可以避免压力晃动导致泵的频繁起、停,也能更好地使管道压力稳定在设定范围值内。
 
5 系统在酒店的应用及效益
整个酒店消防水系统包括室内消火栓系统、自动喷水灭火系统、水喷雾系统、室外消火栓系统、高压泵房稳压系统,各系统均配备(一备一用)两台补压泵。各组水泵控制系统大同小异,都采用电接点压力表作为水压信号探测,水泵控制系统根据返回的信号执行水泵的起动以及停止操作[2]。
 
该电接点压力表的信号处理电路成本低,易安装,仅花费两个时间继电器的成本就可以实现水泵的稳定补水,同时避免了水压晃动造成压力表的损坏,也大大降低了水泵因频繁启动造成的故障率。设备故障率一般正比于设备使用频率,据此综合设备性能、使用情况、人工定额等简单测算出设备综合维护费用(见表1),其中综合维护费用=设备平均单价×设备数量×设备损坏率+设备拆装单价×设备数量×设备损坏率。
 
经改进后的系统与原系统相比,电接点压力表的年维护费用减少了470.61元(约84.9%),消防水泵年维护费用减少了14867.8元(约80%)。
 
6 结语
管网能否实现稳定的补压直接影响酒店的使用品质以及消防水系统作用的发挥。该套信号处理电路应用于酒店所有消防水系统的补压泵的二次控制回路,经多次试验均达到了很好的运行效果。

咨询热线

0517-86998326