氣壓罐的工作原理

1、氣壓罐的工作原理氣壓罐用于頂層消防給水的增壓也是設計常用的一種增壓設施。氣壓罐的主要作用是提供足夠的消防水壓，而貯存少量的消防用水，室內(nèi)10min的消防水量仍然貯存在屋頂水箱中，因止匕，消防氣壓罐的容積較小，這是與其它氣壓給水系統(tǒng)的不同之處。2.1 氣壓罐的工作原理消防氣壓罐的消防水總?cè)莘e分為3個部分，即消防貯水容積（調(diào)節(jié)容積）、緩沖水容積和穩(wěn)壓水容積，如圖2所示。系統(tǒng)平時的壓力由穩(wěn)壓泵提供，當壓力升高，達到穩(wěn)壓水容積的高水位時，穩(wěn)壓泵自動停止運行；當壓力降低，達到穩(wěn)壓水容積的低水位時，穩(wěn)壓泵自動開啟，將穩(wěn)壓水容積提升到最高水位。如此循環(huán)以保持系統(tǒng)的高壓狀態(tài)。當發(fā)生火災時，隨著消火栓的投入使用

2、，系統(tǒng)壓力開始下降，當降至消防貯水容積的最低水位時，停止穩(wěn)壓泵，自動開啟消防泵滅火。t?JSK圖2氣壓罐加壓工作原理圖2.2 氣壓罐的設計計算罐總氣壓罐增壓系統(tǒng)的設計計算內(nèi)容主要有兩個部分，即氣壓容積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。2.2.1 氣壓罐的總?cè)莘eV氣壓罐的總?cè)莘e一般按公式V=BV+1-a）計算。式中：V為氣壓罐的總?cè)莘em3；V（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；B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；a為氣壓罐最

3、低工作壓力和最高工作壓力之比（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5L/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1L/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V一般不小于20L,穩(wěn)壓水容積V一般不小于50L。2.2.2 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。

4、其中：P1為氣壓罐最低工作壓力點或氣壓罐充氣壓力，即消防貯水容積的下限水位壓力，等于最不利點消火栓所需的水壓Hmm,其計算方法同增壓泵;P2為最高工作壓力，即啟動消防泵的壓力值。按下式計算：P2 =( P1 + 0.09b« -0.09；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，即氣壓罐最高工作壓力，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0.020.03MPa；穩(wěn)壓水容積的上、下限水位壓差不小于0.050.06Mpa。則：P01 = P2 + 0.020.03MpaP02 = P01 + 0.

5、050.06Mpa=P2+0.070.09MPa2.2.3 計算舉例筆者在一棟建筑高度接近100m的一類綜合樓建筑h=0.82m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氣壓罐工作壓力比：b=0.76氣壓罐總?cè)莘e：V=BV<+(1-ab)=1.1義(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=iin=Hq+Hd+HK+Eh-H=0.16+0.01+0.02+0.0082-0.04- 0.098 = 0.14=0.14(Mpa)最高工作壓力：P2=(Pi+0.

6、098)+民0.76-0.098 = 0.22(Mpa)穩(wěn)壓泵啟動壓力：P01= P2 + 0.020.03Mpa0.22+0.020.03=0.240.25(Mpa)穩(wěn)壓泵停泵壓力：P02=P2+0.070.09Mpa0.22+0.070.09=0.290.31(Mpa)穩(wěn)壓泵揚程：H=(P01+:B2)+2=(0.24+0.39)2+=0.27(Mpa)穩(wěn)壓泵流量：Qw5.0L/S選用40LG12-15義2水泵兩臺一用一備每臺：Q=4.17L/sH=27mN=2.2KW2.2.4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

7、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&5L/so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<1L/s。3 兩種增壓設施的比較單設管道泵的增壓系統(tǒng)設備簡單，占地面積小，設計與施工都較方便，系統(tǒng)控制簡單，保證系統(tǒng)正常工作的前提是需選擇性能良好的低功率管道泵，可靠的繼電器開停裝置；供電應保證雙回路并能自動切換。此種增壓方式存在的不足之處為：對于管網(wǎng)漏損壓力波動較大的供水系統(tǒng)，管道泵的啟停頻繁，設備容易損害，故障率高，能耗提高，從而增加運行費用。同時消防安全度較低。與單設管道泵的增壓系統(tǒng)相比，氣壓罐不但能調(diào)節(jié)容積（貯存30s的室內(nèi)消防用水），更重要的是貯存能量。穩(wěn)壓泵每啟動1次，可以長時間地維持管網(wǎng)壓力，設備啟動次數(shù)少，運行費用低，頂部管網(wǎng)經(jīng)常處于承壓水狀態(tài)，供水安全可靠。火災初期，氣壓罐不但能保證頂部幾層消火栓和噴頭的壓力要求，而且能提供30s的室內(nèi)消防用水（450L）。即消火栓或噴頭隨時可以取得符合壓力要求的消防用水，在這一點上氣壓罐明顯-優(yōu)于增壓泵。但氣壓罐增壓系統(tǒng)也存在不足之處：設備占地面積相對較大，一次性投資相對較高。4 選用方法上述2種增壓設施各有所長，在具體工程中應分別對待，選用合適的設計方案。對于一類高層建筑和重要的建筑物