详解 消防工程师备考重点——干式自动喷水灭火系统

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  一、工作原理

  干式系统在准工作状态时,由消防水箱、稳压泵或气压给水设备等稳压设施维持干式报警阀入口前管道内的充水压力,报警阀出口后的管道内充满有压气体(通常采用压缩空气),报警阀处于关闭状态。

  发生火灾时,在火灾温度的作用下,闭式喷头的热敏元件动作,闭式喷头开启,使干式报警阀的出口压力下降,加速器动作后促使干式报警阀迅速开启,管道开始排气充水,剩余压缩空气从系统最高处的排气阀和开启的喷头处喷出。 此时通向水力警铃和压力开关的通道被打开,水力警铃发出声响警报,压力开关动作并输出启泵信号,启动系统供水泵;管道完场排气充水后开启的喷头开始喷水。从闭式喷头开启至供水泵投入运行前,由消防水箱、气压给水设备或稳压泵等供水设施为系统的管道充水。

  二、系统组成

  

  干式系统结构示意图

  干式系统由闭式洒水喷头、水流指示器、干式报警阀组,以及管道和供水设施等组成,而且配水管道内充满用于启动系统的有压气体。

  1. 加速器的作用,是火灾发生时干式系统喷头动作后,应尽快排出管网中的气体,使干式阀尽快动作,水源水顺利、快速地进入供水管网喷水灭火。其安装位置应靠近干式阀,可加快干式阀的启动速度,并应注意防止水进入加速器,以免影响其功能。

  2. 干式系统的配水管道应设快速排气阀。有压充气管道的快速排气阀入口前应设电动阀,快速排气阀入口前的电动阀应在启动消防水泵的同时开启。

  三、适用范围

  环境温度低4℃,或高于70℃的场所应采用干式系统。

  四、启动方式

  1. 连锁启动

  由消防水泵出水干管上设置的压力开关、高位消防水箱出水管上的流量开关和报警阀组的压力开关直接启动消防水泵。不受联动控制器处于手动或自动状态的影响。

  2. 联动启动

  报警阀压力开关的动作信号与该防护区内任一火灾探测器或手动报警按钮的报警信号作为联动触发信号,通过联动控制器发出联动控制信号,启动消防泵。(参照《火灾自动报警系统设计规范》图示)

  3. 机械应急

  当连锁启动和联动启动失效时,可采用机械应急方式启动。机械应急启动时,应确保消防水泵在报警后5min内正常工作。

  五、系统各部件构成及用途

  

  

  4.1干式报警阀

  4.1.1干式报警阀结构及安装示意

  4.1.2干式报警阀工作原理:

  

  无加速器的干式报警阀工作原理

  4.1.3主阀结构

  主阀由阀体、内座圈、外座圈、阀瓣组件、阀盖等零部件组成(见上图)。阀瓣组件和内外座圈将主阀分为三个部分,即上腔、中间腔和下腔。上腔为关闭的阀瓣以上部分的阀腔,与系统管网相连,充有压力气体;中间腔为关闭的阀瓣与内、外座圈围成的环状空间,因阀瓣同时封闭外座圈和内座圈,所以中间腔既不与上腔相通,又不与下腔相通,而通过孔道与大气相通;下腔为关闭的阀瓣以下部分的阀腔,与供水侧管道相连,充有压力水。

  阀瓣关闭时,下腔压力水对阀瓣的作用面积小于上腔压力气体对阀瓣的作用面积,这二者的比即为差动比。本厂生产的干式阀差动比约为1:5。即可认为,只需供水压1/4的充气压,便能克服水压产生的推力,将阀瓣封闭。根据差动比,对照不同的供水压力,下表给出合适的充气压力。

  4.1.3.1阀瓣组件

  阀瓣组件是干式报警阀主阀的重要部件,由阀瓣体、阀瓣密封垫、压板、扣爪、拉簧等零件组成,如下图所示,起着密封阀门的作用。

  

  阀瓣密封垫,是组件中的关键零件,因为它同时对外座圈和内座圈进行密封,必须保证其内外圈表面光滑,无斑驳、划痕、脏物等影响密封性能的缺陷,并且必须保证与之结合的内外座圈表面平整、光洁。当密封垫因损伤而更换时,必须换上由本公司提供的相同型号的密封垫,以防发生密封问题。

  扣爪和拉簧的作用是防止阀瓣开启后自动复位,特殊的结构保证扣爪只能逆时针转动一定角度。当阀瓣在水压力的作用下开启时,扣爪前端(上部)碰在体外复位机构复位轴上,扣爪逆时针转动以避让复位轴,并不妨碍阀瓣运动;当阀瓣因自重回落时,扣爪前端(下部)同样会碰在复位轴上,因扣爪不能顺时针转动,故复位轴将阻止阀瓣继续回落,防止阀瓣自动复位。

  压板和螺栓是用来紧固密封垫和阀瓣体的。在拆换密封垫时,必须保证压板平整,不得使之受损变形,并不得粘有脏物,同时必须保证密封垫和阀瓣体连接面平整,光洁。

  4.1.3.2体外防复位机构

  体外防复位机构可使干式报警阀开启后,干式报警阀一直处于开启位置,防止复位。

  复位操作如下:将手柄旋转至槽口方向,向外拉出,阀瓣即可复位。

  注:阀瓣复位后,应向内推手柄并旋转至防复位状态(下图)。

  

  体外防复位结构

  4.2压力开关

  压力开关安装在延迟器上部,将水压信号变换成电讯号,从而实现电动报警或启动消防水泵。

  结构外形

  

  压力开关外形

  功能特点

  1)最大工作压力:1.2MPa

  2)最小动作压力:0.05MPa

  3)压力可调范围:0.025~0.125MPa,本压力开关一般调为0.05MPa

  4.3水力警铃

  水力警铃是水流过湿式报警阀使之启动后,能发出声响的水力驱动式报警装置,适用于湿式、干式报警阀及雨淋阀系统中。它安装在延迟器的上部。当喷头开启时,系统侧排水口放水后5~90s内,水力警铃开始工作。

  结构外形

  

  水力警铃结构

  功能特点

  1)最大工作压力:1.2MPa

  2)驱动压力:≥0.05MPa

  3)警铃喷嘴进口压力为0.05MPa时,平均响度值不低于70dB(A)

  4)警铃喷嘴进口压力≥0.2MPa时,距铃3m外的响度平均值≥85dB(A)

  试验操作

  打开湿式报警阀管路中的报警试验阀,或打开设置在喷淋管路系统末端的试验装置对水力警铃进行试验。

  工程设计要求

  1)所有自动喷淋系统均应安装水力警铃

  2)进入水力警铃的水流应经过滤,以防堵塞,过滤器可安装在湿式报警阀旁侧报警管路上。

  4.4水流指示器:

  一般安装在配水干管上,是靠管内压力水流动的推力而动作,从而推动微动开关发出报警信号,从而起到检测和指示报警区域的作用。另外,也可与系统的其它组成部件联动,可控制消防泵的开启动作。

  结构外形

  

  水流指示器结构

  工作原理

  在自动喷水灭火系统中,水流指示器是一种把水的流动转换成电信号报警的部件,它的电气开关可以导通电警铃,也可直接启动消防水泵供水灭火。延时型水流指示器可克服由于水源波动引起的误动作,给延时电路供电,经过预设的时间后,延时继电器动作,通过一组无源常开触点发出报警信号。

  功能特点

  1)灵敏度:①不报警流量≤15L/min

  ②报警流量>15L/min、≤37.5L/min

  2)开关接点容量:交流220V2A;直流24V3A。

  3)延时型水流指示器可在2~60s范围内调节延时时间。

  4)适用场所:适用于湿式、干式、预作用系统中。

  安装调整

  1)水流指示器建议安装,设计安装位置时应考虑安装操作方便。

  2)安装时应注意水流方向,其动作方向和水流方向一致;本公司的水流指示器有明显的水流箭头。切不可装反方向。

  3)水流指示器的工作参数是预先调定的,因此,安装时应避免剧烈碰橦,以免损坏工作部件,使预先调定的工作参数发生漂移。

  4)若水流指示器不动作,可适当调节调节螺母,使水流指示器动作。若水流指示器有渗漏,可拧紧并帽,将O形密封圈压紧即可。

  

  水流指示器安装图

  闭式洒水喷头

  由喷头体、溅水盘、感温玻璃球、释放和密封机构组成的,在热的作用下,在预定的温度范围内自行启动,并按设计的洒水形状和流量洒水的一种喷水装置。但针对鉴定站的工作特点,主要用于教学、演示及实际操作考试,所以用电磁阀代替了闭式洒水喷头。这一点希望在教学过程中给大家讲清楚,不要造成误解。

  六、基本参数

  1. 干式系统的作用面积应按下表规定值的1.3倍确定。

  

  2.

  利用有压气体作为系统启动介质的干式系统其配水管道内的气压值,应根据报警阀的技术性能确定;利用有压气体检测管道是否严密的预作用系统,配水管道内的气压值不宜小于0.03MPa,且不宜大于0.05MPa。

  七、干式报警阀安装调试

  7.系统安装、调试

  7.1安装、调试

  干式自动喷水灭火系统的安装应由通过专业培训、考核合格,并经审核批准的施工队伍和人员承担。

  7.1.1自动喷水灭火干式系统的安装应符合GB50281-2005《自动喷水灭火系统施工及验收规范》的要求。

  7.1.2干式报警阀、水流指示器、排气阀、喷头安装应在系统管网试压、冲洗合格后进行。

  7.1.3管网安装完毕后,应对其进行强度试验、严密性试验和冲洗。

  7.1.4干式阀应设置在无冰冻危险的环境中,要求安装场所采光充足,采暖良好,有足够的安装空间。

  7.1.5干式阀宜设置在安全及易于操作的地点,阀座法兰距地面高度宜为1.2m左右。

  7.1.6将干式阀安装于管网系统之前,应清洗供水管网,保证供水管网干净、无异物。

  7.1.7拆下阀盖、阀盖密封垫,检查阀瓣动作是否灵活。确认动作灵活后,装好阀盖密封垫和阀盖。

  7.1.8将干式报警阀安装在系统中,下端与供水管道相连,上端与系统喷淋管网相连。若需进行干式报警阀系统管道安装,应按图2.1系统图进行。注意:干式报警阀必须直立安装。建议干式阀两侧距墙不小于0.5m,正面距墙不小于1.5m,所有排水口均采取排水措施。

  7.1.9干式报警阀安装及调试具体步骤如下:

  1)关闭系统主供水阀。

  2)清洁干式报警阀上、下法兰连接面。将阀下端与供水管道相连,上端与系统喷淋管网的配水干管相连,安装在系统中。注意:阀体法兰连接面及相配的法兰面、密封垫均应清洁无杂物;拧紧连接螺栓时应交错均匀地进行。

  3)关闭干式阀管网中的所有阀门。

  4)打开系统主排水阀,检查试铃阀和所有系统辅助排水阀。更换已动作过的喷头(此步骤在喷头动作后方进行)。打开末端试水阀,使系统与大气相通。在排水和预注水时,末端试水阀仍然保持开启。

  5)将系统所有积水排尽,关闭系统所有辅助排水阀,但末端试水阀和系统主排水阀仍然保持开启。

  6)确定积水排尽、系统无压力后,拉体外防复位机构手柄使阀瓣复位,然后将其旋至防复位状态。

  7)在冷凝水排水阀关闭状态下,旋下预注水堵头。把水缓慢注入阀腔,当注水口水溢出时,停止注水。ZSFC100干式阀注水量约为7.5升。

  8)打开冷凝水排水阀,排去多余的水,直到阀体不再向外排水为止。

  9)关闭冷凝水排水阀,旋上预注水堵头。

  10)通过自动滴水阀检查渗漏状况:

  a.如果渗漏水量很少(≤3mL/min)或没有,说明阀瓣密封状况良好,可继续进行以下步骤。

  b.如果渗漏水量很多,说明阀瓣密封不好,使水经过外座圈进入了中间室。此时,应开启阀盖进行修理。通常本公司所有阀门在出厂前均进行了该项密封性能试验,如出现密封不良,最大的可能是阀瓣密封垫损坏或有异物,此时应立即更换或清洗。拆下阀盖和阀盖密封垫,仔细检查内座圈、外座圈、阀瓣密封垫和阀内腔如有异物进行清洗。清洗时注意:不能使用对密封垫橡胶材料有损坏的清洁剂,不能损坏密封垫,同时不能划伤内、外座圈密封面。如密封垫有损坏请更换。再安装阀盖和密封垫。注:拧紧螺栓时应交错均匀地进行。

  c.若出现其它问题,请及时与供货商联系。修理完毕后,重新按8)~10)步骤进行操作。

  11)关闭系统末端试水阀。

  12)如果系统安装了加速器,按加速器说明书清理加速器。清理时,可以同时进行系统充气加压。

  13)打开供气阀,给系统加压。如果系统配有气压维持装置,请参考其使用说明书。注意:当系统压力升到0.07MPa时,逐个打开辅助排水阀,以便用压缩气体把系统管网中较低位置的存水吹除。当辅助排水阀吹出的完全为空气,可关闭排水阀门。

  14)继续向系统中充气,直到气压表示值达到规定的压力值为止。

  15)观察自动滴水阀检查干式阀渗漏情况。

  a.若无水泄漏,说明阀密封良好,继续进行以下步骤。

  b.若有水泄漏,说明阀瓣密封不好。必须重新拆开阀盖,进行检查,修理或更换。处理完毕后,要重新进行4)~15)步骤的操作。

  16)若系统安装了加速器,按加速器说明书试验其动作。为了防止干式阀误动作,必须在干式阀供水之前进行加速器试验。

  17)开启主排水阀。缓慢开启主供水阀,给系统供水。当有水从主排水口排出时,缓慢关闭主排水阀。

  18)进行主排水试验(见主排水试验程序)。

  19)开启试铃阀,进行报警试验(见报警试验程序)。

  20)试验成功后,采用加铅封、加锁住或其它措施,确保报警截止阀和主供水阀处于常开状态。此时,系统即可投入使用。

  7.2验收试验

  在干式系统安装完毕后,主管部门验收之前,必须进行主排水试验、报警试验和系统功能试验,考察供水侧管道的安装质量、系统设计是否合理。试验时应作好试验记录。

  7.3干式系统功能试验

  本试验的目的是通过模拟喷头动作,考察系统动作功能。注意:因为试验时管网要注水,故本试验应在5℃以上的环境温度中进行。建议该试验在温暖季节进行。在进行试验之前,应先打开主排水阀,排水以冲洗供水管路,保证供水清洁。若供水管路上有消火栓则可打开消火栓进行管道冲洗。干式系统功能试验步骤如下:

  

  八、其他

  1. 干式系统和湿式系统的区别:干式系统与湿式系统的区别,在于采用干式报警阀组。警戒状态下配水管道内充压缩空气等有压气体,为保持气压,需要配套设置补气设施。

  2. 闭式喷头开放后,配水管道有一个排气充水过程。系统开始喷水的时间,将因排气充水过程而产生滞后。因此削弱了系统的灭火能力,这一点是干式系统的固有缺陷。

  3. 干式系统是为了使配水管道尽快排气充水,应设快速排气阀。有压充气管道的快速排气阀入口前应设电动阀,平时常闭,系统开始充水时打开。

  4. 干式系统一个报警阀组控制的喷头数不宜超过500只。当配水支管同时安装保护吊顶下方和上方空间的喷头时,应只将数量较多一侧的喷头计入报警阀组控制的喷头总数。

  5. 干式系统的供气管道,采用钢管时,管径不宜小于15mm;采用铜管时,管径不宜小于10mm。

  6. 干式系统的配水管道充水时间,不宜大于1min。

  7. 干式系统、预作用系统应采用直立型喷头或干式下垂型喷头。

  8. 每个报警阀组供水的最高和最低位置喷头,其高程差不宜大于50m。

  9. 空气压缩机的联动控制应符合设计要求。

  10. 水力警铃的设置位置应正确。测试时,水力警铃喷嘴处压力不应小于0.05MPa,且距水力警铃3m远处警铃声强不应小于70dB。

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