浅谈消防水泵电控柜电气元件配置可靠性的问题

摘　要：消防水泵是建筑消防供水系统的关键核心设备，在整个建筑消防灭火过程中起着至关重要的作用。大多数消防水源提供的消防用水，都需要消防水泵进行加压，以满足灭火时对水压和水量的要求。

关键词：
室内消防给水系统是目前保障建筑物消防安全的主要设施，在最大限度地减少人员伤亡和财产损失，维护公共安全和公众利益，提高经济和社会效益方面一直发挥着巨大的作用。按《高层民用建筑设计防火规范》（以下简称《高规》），高层民用建筑室内消防给水系统的供水方式通常采用带有增压设施的临时高压给水系统和准常压给水系统。高层民用建筑的火灾扑救应立足于自救，且以室内消防给水系统为主，应保证室内消防给水管网有满足消防需要的流量和水压，并应始终处于临战状态。
1.临时高压消防给水系统
　　按《高规》，临时高压给水系统指管网内最不利点周围平时水压和流量不满足灭火的需要，在水泵房内设有消防水泵，在火灾时启动消防水泵，使管网内的压力和流量达到灭火时的要求。 其启动过程为：当发生火灾时，首先由建筑物最高部位的消防水箱（或增压设施）提供10分钟消防灭火用水量，同时，通过启泵按钮、水流指示器、报警阀等设备发出信号到控制器，由控制器或水泵房值班人员启动消防水泵，以满足消防用水的水量和压力要求。
2.准常高压给水系统
　　按《高规》，还有一种情况，指管网内经常保持足够的压力，压力由稳压泵或气压给水设备等增压设施来保证。在水泵房内设有消防水泵，在火灾时启动消防水泵，使管网的压力和流量满足消防水压和流量的要求。通常把这种情况叫做准常高压给水系统，《高规》把这种情况列入了临时高压消防给水系统。 实际上，该系统是根据临时高压给水系统的要求制定的，同设有增压设施的临时高压给水系统相似。两者区别：此系统中，大泵启动由压力开关控制，而临时高压给水系统中，大泵启动由启泵按钮、水流指示器、报警阀等自动控制或手动控制。 该系统保持恒压状态，平时只由稳压泵运行，以维持消防管网压力。发生火警时，灭火设备被启用，稳压泵运行亦不能维持管网压力，稳压泵停止，消防主泵自动启动，以满足灭火设备的流量及压力要求。
3.消防水泵的核心地位
　　由上述可知，无论是临时高压给水系统还是准常高压给水系统，从平时到火灾发生及火灾被扑灭，最不利点设备的流量和压力均应能满足灭火的要求。保障高层民用建筑的室内消防给水系统消防水泵正常持续运行十分重要，以保证灭火设备随时都有足够的水量和水压，及时灭火，防止火灾扩大蔓延。供水可靠是高层建筑成功灭火的主要因素，因此，提高消防供水系统的可靠性就显得十分重要。消防水泵是建筑消防供水系统的关键核心设备，在整个建筑消防灭火过程中起着至关重要的作用。消防水泵房是消火栓、自动喷水灭火系统以及其它灭火系统的“心脏”，而消防水泵更是消防水泵房的核心所在，在整个消防供水系统中起着至关重要的作用。消防水泵已不仅仅用于扑救初期火灾，而要求在初期火灾用水量用完前启泵，参与灭火全过程，来完成对建筑火灾的扑救工作。水源是整个消防给水灭火系统的重要核心部位和关键环节。显而易见，如果没有可靠稳定的消防水源，即使中间消防管网系统及相关测控装置、终端灭火设施再完善，一旦发生火警，整个消防系统就成为无米之炊，无法运作，起不到任何控火灭火作用。因此，充足的消防水量、良好的消防水质、性能优良、运行可靠的加压供水设备对消防灭火系统及时发挥高效的控火灭火作用而言是至关重要的。故应保证高层民用建筑的室内消防给水系统的安全可靠性，消防水泵正常持续运行十分重要，应能及时和有效地供应灭火用水。火灾发生时，应全力保证消防用水的需要。
4.笔者经历过的一个典型案例
　　南宁市某小区的消防水泵房设置于地下室-4.00米，天面消防水箱高度62.7米，该小区使用的是上海某厂生产的消防水泵（消火栓泵，75KW，扬程120米，一用二备，3台；喷淋泵37KW，扬程0～60米，一用一备，2台），2008年8月份竣工投入使用。建设单位在平时检查消防水泵开机试运转过程中，发现电控柜经常出现主电源断路器跳闸烧坏、一次回路部分主接触器烧坏等情况。厂家配置的电控柜一次回路控制电器选型：消火栓泵，电机功率P=75KW，额定电流134A;电控柜主电源塑壳式断路器SM40-160C，一次回路主接触器CJX1-85。喷淋泵，电机功率P=37KW，额定电流69.8A电控柜主电源小型断路器DZ47-100A，一次回路主接触器CJX1-45。
  2010年5月笔者及建设方的专业电气工程师现场开机运行实测如下：消火栓泵1（试验阀开启1/2排水），启动电流255A,正常运行电流92A，消火栓泵2（试验阀开启3/4排水），启动电流350A,正常运行电流101A；消火栓泵3因出水口故障未检。喷淋泵1，2（试验阀开启1/4排水），启动电流150A,正常运行电流20A。
　　经现场实测及查阅相关国标图集资料计算后，笔者确认厂家所提供的水泵控制柜控制电气元件的选型与水泵电机功率严重不匹配导致故障问题不断，水泵系统根本无法持续正常运行。厂家提供的电控柜不按相关的国家标准图集配置选型相适应的电气元件，而是依照厂家自己的企业内部标准、厂家的《关于星三角启动电路的说明》相关理论计算，未经过实践检验，根本不能可靠持续运行。厂家所配置的消防泵控制箱主电源断路器的额定电流与水泵电机的额定电流太接近，未考虑足够余量，而且小型断路器DZ47-100A不应使用于37KW喷淋泵如此大功率设备的控制；消火栓泵电控柜一次主接触器CJX1-85的额定电流太小，与水泵电机正常运行电流92~101A严重不匹配。因厂家的设计错误选型，该小区消防水泵电控柜即使短时间的开机检查试运转也频繁出现电气元件烧坏的故障。
5.总结
　　通常在工程设计图纸中，设计单位已对消防水泵的各个参数，计算选定。但是对于相应配套的消防水泵电控柜，设计单位都不出具体详细的电路图，仅说明由水泵厂家配套。各个工程项目中，由于耗水耗电太多的经济方面的原因，消防水泵从安装、调试、检测，实际运行时间都不长，到最后消防验收时消防水泵开机运行时间仅为几分钟，基本察觉不到电气元件匹不匹配的问题。验收过后，消防水泵也很少开启，问题就一直不会暴露。产品保修期过后，厂家基本上就不负责任了。
　　笔者在多年的消防施工与设施维护过程中，就遇 到过为数不少的消防水泵电控柜存在配置不合格的情况。总结起来，产生此类问题的根本原因在于经济因素，情形有二：1）有相当一部分不良厂商钻漏洞，为谋取更多利润，不按相关的国家标准图集配置而采用规格型号偏小或品质不佳的电气元件组装电控柜，只要开机运行时间不长，问题就不会暴露；2）或是一些消防水泵厂家，自身技术力量薄弱，单凭经验凭感觉，随意搭配电控柜，未经任何专业测试，就随泵出厂。这样的配置的电控柜，先天就存在质量缺陷，再加上一般水泵房平时通风不良、环境潮湿，对电控柜电气元件的正常工作也有很大的影响，导致电控柜在消防水泵运转过程中发生故障不断，消防水泵无法工作，根本不能保证火灾发生时消防水泵持续运行3个小时的要求。一般情况下，消防水泵本身不会有什么大问题，消防供水系统管路也正常，但是电控柜电气元件有故障，关键时刻掉链子，消防水泵停转，形同虚设，真正发生火灾时消防泵根本无法长时间持续运转工作，不能有效发挥其作用，势必影响灭火救援，造成不必要的损失，其后果将是灾难性的。
6.建议
　　为避免电控柜配置不合格，提出如下建议：1）订购水泵时须指定电控柜电气元件品牌，要求厂家按国家标准图集配置，保证消防水泵能持续运行3小时；2）竣工交付使用前，消防水泵开机试运行时间持续不少于3小时，出现问题须查明原因，及时调整处理。
参考文献
[1] D303-2. 常用电机控制电路图.
[2] GB?50016-2006. 建筑设计防火规范[S].
[3] GB?50045-95. 高层民用建筑设计防火规范[S]. 2005.
[4] GB50261-2005. 自动喷水灭火系统施工及验收规范.
[5] GB50242-2002. 建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范.
（作者单位：广西桂邕建设工程有限公司  广西南宁  530028）