【正文】 問(wèn)題緊急關(guān)閉閥設(shè)置的位置應(yīng)在屋頂水箱進(jìn)水管的管路上。僅在變頻給水系統(tǒng)時(shí)，緊急關(guān)閉閥才可設(shè)在生活給水管的管路上。不設(shè)屋頂水箱的變頻共用給水系統(tǒng)中，水泵的流量應(yīng)滿足生活消防用水量之和。采用集中給水方式的生活消防共用給水系統(tǒng)，以保證室外加水管網(wǎng)的壓力不致太高。在消防時(shí)有可能出現(xiàn)超壓的地方，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行減壓。為保證消防給水系統(tǒng)的可靠度，系統(tǒng)的服務(wù)半徑不宜大于100～120m。集中給水的水泵房宜設(shè)置在給水范圍的中央部位。當(dāng)然，多層住宅建筑也可采用設(shè)置集中消防給水而不設(shè)屋頂水箱的穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)。但室外總體的管路就要增加，且消防給水與生活給水管網(wǎng)的壓力不同，容易混淆。因此，多層住宅內(nèi)采用生活消防共用給水系統(tǒng)具有較大的優(yōu)越性。 生活和消防供水的實(shí)現(xiàn)給水系統(tǒng)由兩臺(tái)工頻水泵機(jī)組和兩套變頻控制系統(tǒng)組成，工頻泵組各根據(jù)負(fù)荷情況選定不同臺(tái)數(shù)的水泵及備用泵。1號(hào)泵組工作在高壓或低壓(雙恒壓)狀態(tài)，2號(hào)泵組工作在高壓狀態(tài)。備用泵均參與運(yùn)行，輪流備用。這樣就避免了長(zhǎng)期不使用水泵，發(fā)生水泵銹死的現(xiàn)象。平時(shí)生活用水由1號(hào)泵組供給，工作在低壓狀態(tài)下，保證給水管網(wǎng)末端用戶所需要的水壓和水量，同時(shí)保持消防管網(wǎng)的一定水壓和水量。保證了水質(zhì)的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和水量的穩(wěn)定性?；馂?zāi)時(shí)，根據(jù)消火栓的緊急按鈕指令或消防指令信號(hào)啟動(dòng)(手動(dòng)或自動(dòng))消防水泵(即此時(shí)備用泵也作為工作泵參與消防給水，所以備用泵實(shí)際上備于生活用于消防)。在啟動(dòng)消防泵的同時(shí)，消防泵的工作狀態(tài)也由低壓狀態(tài)轉(zhuǎn)入常高壓狀態(tài)下工作，保證消防管網(wǎng)消防所需要的水壓和水量。但為使此供水系統(tǒng)安全可靠，此供水系統(tǒng)要求有獨(dú)立的供電電源或獨(dú)立的供電回路，保證泵房給水的安全可靠，以保證火災(zāi)區(qū)斷電不斷水，同時(shí)該系統(tǒng)應(yīng)該用雙路自動(dòng)切換電源，以確保消防水泵的用電可靠安全。變頻調(diào)速恒壓供水用于高層建筑群和住宅小區(qū)，可節(jié)約設(shè)備投資，而且集中管理維護(hù)較為方便，既可靠又經(jīng)濟(jì)。此外，此供水方式和每幢樓有屋頂水箱或用氣壓罐給水方法比較，有許多優(yōu)點(diǎn)。用此方式供水，隨時(shí)都能保證消防管網(wǎng)所需要的水壓和水量，根據(jù)用水量大小自動(dòng)調(diào)節(jié)給水量、自動(dòng)增加或減少運(yùn)行工作泵，節(jié)省電力，壓力穩(wěn)定，不會(huì)有超壓或欠壓運(yùn)行的現(xiàn)象。備用泵參與運(yùn)行，可避免長(zhǎng)期不運(yùn)行而銹死。在變頻器發(fā)生故障時(shí)，能自動(dòng)切換到工頻供電繼續(xù)維持供水。水泵發(fā)生故障時(shí)，故障泵退出，備用泵自動(dòng)投入。不僅可以全自動(dòng)運(yùn)行，而且可以無(wú)人值守，方便維修管理。它還避免了原屋頂水箱里水質(zhì)的二次污染，減輕了建筑負(fù)荷，節(jié)省建筑造價(jià)，保持建筑結(jié)構(gòu)完美，節(jié)省使用空間等等。有利于開(kāi)發(fā)建設(shè)行業(yè)統(tǒng)一規(guī)劃，綜合管理，提高經(jīng)濟(jì)效益。 目前高樓的供水模式對(duì)于居住高層住宅樓的給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 恒速泵直接供水此方式是一種傳統(tǒng)的水系統(tǒng)供給方式，對(duì)于離心式機(jī)泵，過(guò)去常采用手動(dòng)或自動(dòng)調(diào)節(jié)控制閥、調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度來(lái)改變和調(diào)節(jié)流量，即用人為增減阻力的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)。當(dāng)工藝需要小流量時(shí)，調(diào)小調(diào)節(jié)閥開(kāi)度機(jī)泵的能量大量損失在閥門和調(diào)節(jié)閥上(~)，浪費(fèi)了許多能量。而往復(fù)式機(jī)泵常通過(guò)備用機(jī)組、直流電機(jī)調(diào)速、旁路調(diào)節(jié)來(lái)適應(yīng)工況的波動(dòng)。但若備用機(jī)組頻繁啟停，可能會(huì)導(dǎo)致工況的振蕩，同時(shí)也會(huì)影響設(shè)備壽命和電網(wǎng)電壓。改變機(jī)泵的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)流量是最經(jīng)濟(jì)的調(diào)節(jié)手段，因?yàn)檗D(zhuǎn)速降低后，流量成比例下降，而功耗的下降是大于該比例的。但是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)受驅(qū)動(dòng)機(jī)的限制，采用直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速較為方便，但增加了整流裝置，而且直流電動(dòng)機(jī)價(jià)格昂貴。且兩者都有運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)濟(jì)性較差、維修工作量大的缺點(diǎn)。恒速泵由于耗能不合理，控制方法的不足，適應(yīng)性差將逐漸被淘汰。 高位水箱供水采用樓頂設(shè)高位水箱供生活用水的方式，雖較為安全可靠，設(shè)備、技術(shù)等方面也較成熟。然而，在后期給水系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)和管理過(guò)程中，此供水方式存在一些問(wèn)題。例如，由于屋頂水箱的材質(zhì)及表面防腐物質(zhì)的有機(jī)成分不同，造成水質(zhì)嚴(yán)重的二次污染。目前對(duì)水箱內(nèi)存水的消毒問(wèn)題并未得到較好的解決，水箱內(nèi)經(jīng)常還發(fā)現(xiàn)有死老鼠的情況。加之屋頂高位水箱的有效容積受建筑負(fù)荷限制，一般考慮只貯存10分鐘的消防用水量，高層建筑一旦發(fā)生為災(zāi)，靠水箱供應(yīng)撲滅火災(zāi)的消防水量，是遠(yuǎn)不夠的。如對(duì)于消防水泵長(zhǎng)期不使用，經(jīng)常發(fā)生銹死現(xiàn)象，消防管網(wǎng)中長(zhǎng)期存水而形成死水，對(duì)發(fā)生火災(zāi)時(shí)不利。故高層建筑的二次加壓供水設(shè)施—高位水箱，給人們的生活和物業(yè)管理者帶來(lái)的問(wèn)題急需解決。高位水箱的供水系統(tǒng)，雖實(shí)際是一個(gè)壓力大致恒定的系統(tǒng)，這個(gè)壓力就是水位的高度。而管道的阻力特性卻是變化的，當(dāng)水的用戶多時(shí)，管道的阻力就相應(yīng)減少，反之則阻力增大，大大降低了生活供水質(zhì)量。雖然高位水箱供水由于運(yùn)行較為經(jīng)濟(jì)合理、適應(yīng)性強(qiáng)而被廣泛采用，目前國(guó)內(nèi)大部分高層建筑均采用此方式供水，但此方式存在著投資大、占用面積大二次污染等缺點(diǎn)。 氣壓罐供水氣壓罐給水設(shè)備用于消防供水系統(tǒng)，在工程實(shí)踐中已屢見(jiàn)不鮮。氣壓罐在消防工程中的用途不外乎:一、其調(diào)節(jié)水量可滿足十分鐘消防初期用水量，從而替代屋頂水箱。二、作為增壓設(shè)施，以彌補(bǔ)高位水箱設(shè)置高度之不足—即滿足大樓頂層消火栓處7m靜水壓要求。三、作為消防系統(tǒng)穩(wěn)壓用，啟停穩(wěn)壓泵及啟動(dòng)消防泵并發(fā)出火警訊號(hào)用。上述三種用途有一共同點(diǎn)，即均需貯存滿足規(guī)范要求的消防用水量。氣壓供水由于體積小、技術(shù)簡(jiǎn)單、不受高度限制等特點(diǎn)，近幾年來(lái)己在高層建筑中采用，但由于此方式存在著調(diào)節(jié)量小、水泵啟動(dòng)頻繁、對(duì)電器設(shè)備要求較高等缺點(diǎn)，因而使這種供水系統(tǒng)的發(fā)展受到限制。事實(shí)上要制造滿足貯存調(diào)節(jié)水量為18, 12, 6m2的氣壓水罐，在技術(shù)上是可以做得到的。但在實(shí)際工程中，由于受到建筑物內(nèi)場(chǎng)地限制而很難實(shí)現(xiàn)。為此廣大設(shè)計(jì)人員對(duì)氣壓水罐只用作增壓及穩(wěn)壓設(shè)施。綜上所述，高層建筑生活、消防給水人用系統(tǒng)，在解決了常規(guī)性技術(shù)問(wèn)題后優(yōu)點(diǎn)凸現(xiàn)。1．生活消防共用給水系統(tǒng)是一種經(jīng)濟(jì)可行的給水方式，減少了投資的成本。對(duì)于集中水泵層，在室外總體上僅設(shè)一路生活給水管，節(jié)省了建設(shè)費(fèi)用，且便于管理維護(hù)。2．設(shè)置屋頂水箱能滿足消防初期給水的要求，符合現(xiàn)行的防火設(shè)計(jì)規(guī)范。通過(guò)緊急關(guān)閉閥的采用，保證了消防給水系統(tǒng)的可靠，適合于住宅物業(yè)的維護(hù)管理。但是，消防水箱的設(shè)置并不一定能滿足最不利消火栓水壓和水量的需求，而且水箱設(shè)置高度還需滿足住宅設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)室內(nèi)分戶水表前的給水靜水壓力要求。同時(shí)，屋頂水箱的設(shè)置也增加了給水二次污染的機(jī)會(huì)。不設(shè)屋頂水箱的給水方式有利于生活給水，既能保證生活給水的水量、水壓，又能保證水質(zhì)的衛(wèi)生。第2章 方案設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)的組成 供水系統(tǒng)的組成，消防和生活是兩套獨(dú)立而互相聯(lián)系的兩個(gè)系統(tǒng)（每套系統(tǒng)由一臺(tái)變速泵和一臺(tái)恒速泵組成，同時(shí)生活泵組的恒速泵可作為消防泵的備用），被控量為消防和生活水管網(wǎng)的壓力信號(hào)。控制系統(tǒng)包括:二套變頻器(消防和生活的變速泵):每套變速泵包括一臺(tái)變頻器，一臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)，一臺(tái)水泵。一臺(tái)PLC、一臺(tái)工控機(jī)。五臺(tái)單流控制閥，一臺(tái)電動(dòng)閘閥，一個(gè)小氣壓罐，二套壓力變送器。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案功能總體說(shuō)明，對(duì)應(yīng)4套水泵系統(tǒng)，分成兩組(每組一臺(tái)恒速泵一臺(tái)變頻泵)，分別對(duì)消防和生活水管網(wǎng)供水，其中生活恒速泵也作消防供水時(shí)的備用，一旦消防供水不足可以啟動(dòng)此泵對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)充。同時(shí)非消防狀態(tài)下的消防泵組，也參與與生活泵組的交替使用。，使供水加壓系統(tǒng)有一定的蓄能有力，當(dāng)用水量較大時(shí)，由生活調(diào)速泵進(jìn)行合理調(diào)速供水。而當(dāng)給水系統(tǒng)處于小流量時(shí)甚至接近零流量時(shí)(深夜等)，由小氣壓罐進(jìn)行給水，這樣可以使水泵運(yùn)行時(shí)盡可能減少多余的水頭，同時(shí)由于增設(shè)氣壓罐給消防初期的一部分供水提供了保障。，整個(gè)信息的反饋是靠2塊壓力變送器，在PLC的配合下通過(guò)反饋回的壓力信號(hào)來(lái)調(diào)整當(dāng)前調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速，通過(guò)轉(zhuǎn)速的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的恒壓。同時(shí)由于系統(tǒng)的恒壓是雙恒壓系統(tǒng)(即在生活供水時(shí)恒壓為Ho1，在消防狀態(tài)時(shí)恒壓為Ho2)消防狀態(tài)下的水壓比平時(shí)生活供水壓力高得多，這之間控制就是依據(jù)PLC和上位機(jī)(工控機(jī))根據(jù)當(dāng)前的狀況判定發(fā)生指令來(lái)實(shí)現(xiàn)的。，是靠硬件電器來(lái)聯(lián)接的，具體參數(shù)的聯(lián)系都是與上位機(jī)的通訊來(lái)實(shí)現(xiàn)的，選用的S7216PLC和ASC601變頻器均有內(nèi)置的RS485接口。，它是整個(gè)消防和調(diào)度的中心。現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)設(shè)定、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行數(shù)據(jù)都通過(guò)工控機(jī)進(jìn)行菜單式調(diào)用和設(shè)置。其主要目的是:供水系統(tǒng)處于消防狀態(tài)(或巡狀態(tài))，把生活管網(wǎng)和消防管網(wǎng)獨(dú)立成兩套供水管網(wǎng)，使生活給水在此狀況下保證正常供給。平時(shí)電動(dòng)閘閥打開(kāi)，兩套管網(wǎng)合二為一，以生活供水壓力保持消防管網(wǎng)的壓力，使消防處于熱備用狀態(tài)。，互為備用，雙恒壓系統(tǒng)水泵的選型，采用一致原則，即四臺(tái)水泵組選用一致。(即在變頻或自動(dòng)失控時(shí))，可手動(dòng)投入此泵作共頻運(yùn)行。，自動(dòng)序動(dòng)供電電源切換功能。，要求本供水系統(tǒng)具有巡檢的功能(此功能是在自動(dòng)狀態(tài)下定時(shí)完成)，消防泵組在168小時(shí)內(nèi)要進(jìn)行自動(dòng)巡檢一次，故障狀態(tài)下要進(jìn)行報(bào)警提示，同時(shí)自動(dòng)投入狀態(tài)良好的水泵。 雙恒壓供水系統(tǒng)工作原理為滿足生活用水按低恒壓值Ho1供水，而消防時(shí)按高恒壓值Ho2供水，可按生活和消防要求的流量和壓力分別設(shè)定Ho1，和Ho2在泵組投入運(yùn)行之前，生活氣壓罐進(jìn)行補(bǔ)氣。,氣壓罐主要用于維持系統(tǒng)的必要壓力(Ho1)。系統(tǒng)得到指令給生活管網(wǎng)供水，生活調(diào)速泵啟動(dòng)，壓力變送器將管網(wǎng)壓力轉(zhuǎn)變成4~20mA的電信號(hào)，送入變頻器的AI2 , AI2+口，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)和給定值(生活供水時(shí)為Ho1)進(jìn)行比較，差值送入內(nèi)置PID進(jìn)行PID運(yùn)算，結(jié)果控制變頻器的頻率輸出，當(dāng)管網(wǎng)壓力H低于給定值(生活狀態(tài)下為Ho1)時(shí)，差值△ε為正，PID正向積分控制變頻器輸出，頻率增加，水泵加速，管網(wǎng)恒壓趨于Ho1。反之，管網(wǎng)壓力高于給定值(Ho1)時(shí)，差值△ε為負(fù)，PID反向積分，變頻器輸了頻率降低，水泵減速，管網(wǎng)壓力H趨于Ho1，以達(dá)到管網(wǎng)的壓力穩(wěn)定。當(dāng)用水量不是很大時(shí)，一臺(tái)調(diào)速泵就能滿足供水，當(dāng)用水量大時(shí)，調(diào)速泵全速運(yùn)行也不能滿足管網(wǎng)壓力恒定，壓力的下限信號(hào)和變頻器的工頻信號(hào)同時(shí)被系統(tǒng)檢測(cè)到時(shí)，PLC將自動(dòng)投入一臺(tái)恒速泵，增加供水一固定值，仍由調(diào)速泵調(diào)速恒壓。當(dāng)用水量減少時(shí)，首先表現(xiàn)為變頻器己工作在最低轉(zhuǎn)速下，這時(shí)壓力上限信號(hào)仍然存在。這時(shí)PLC自動(dòng)控制恒速泵切除，由一臺(tái)變速泵給系統(tǒng)供水，以維持正常供水量。設(shè)備在運(yùn)行中，遇火情，由上位機(jī)(PC)發(fā)出高恒壓HO2的指示，系統(tǒng)即可轉(zhuǎn)入HO2高恒壓值給定來(lái)運(yùn)行，滿足消防用水的需要。從而實(shí)現(xiàn)了一套設(shè)備滿足兩種供水要求的雙恒壓供水設(shè)備。整個(gè)系統(tǒng)由4臺(tái)水泵組成，分成生活泵組和消防泵組。生活泵組主要用于平時(shí)大樓生活用水供給，消防泵組用于消防狀態(tài)下的消防用水補(bǔ)給(同時(shí)生活泵組的恒速泵也作為消防泵組的恒速泵的備用)。生活泵組和消防泵組定時(shí)倒換，并互為備用。1)生活供水供水管上位機(jī)變頻內(nèi)置PID壓力傳感VVFPLC接觸器組供水系統(tǒng)正常情況下，啟用一臺(tái)調(diào)速泵，給生活供水系統(tǒng)供水，當(dāng)用水量較大時(shí)，調(diào)速泵穩(wěn)不住生活管網(wǎng)壓力。啟用生活泵組的恒速泵，同時(shí)用調(diào)速泵進(jìn)行穩(wěn)壓，穩(wěn)壓是利用管網(wǎng)的壓力反饋，利用變頻器內(nèi)置PID，綜合上位機(jī)下傳的給定壓力(Ho1)作為給定，使系統(tǒng)管網(wǎng)穩(wěn)壓在Ho1壓力上，當(dāng)生活管網(wǎng)用水量小時(shí)，恒速泵停止運(yùn)行(調(diào)速泵輸出頻率小于40Hz時(shí)，恒速泵停止運(yùn)行)。管網(wǎng)壓力HHo1），這時(shí)停止恒速泵，啟動(dòng)變速泵，給生活管網(wǎng)恒壓供水。當(dāng)生活供水于夜間運(yùn)行時(shí)，用水量極少，為避免調(diào)速泵頻繁啟停，采用氣壓罐進(jìn)行微量補(bǔ)水，停止調(diào)速泵。2)消防狀態(tài)當(dāng)由生活供水狀態(tài)轉(zhuǎn)入消防供水時(shí)，消防管網(wǎng)充滿Ho2的水壓，關(guān)閉消防、生活管網(wǎng)之間的聯(lián)接電動(dòng)閘閥，同時(shí)啟動(dòng)消防泵組的調(diào)速泵和恒速泵，使消防管網(wǎng)迅速建立起Ho2的高壓。變頻器的給定Ho2是由上位機(jī)的下傳信號(hào)進(jìn)行給定，如消防用水特大的情況下，Ho2不能保持，通過(guò)上位機(jī)控制PLC，驅(qū)動(dòng)生活水的恒速泵以三臺(tái)水泵給消防管網(wǎng)供水。為保證變速泵的高效運(yùn)行，必須在變速泵工頻穩(wěn)不住壓力Ho2的狀況下，延時(shí)啟動(dòng)后面的恒速泵組，如管網(wǎng)壓力超時(shí)超過(guò)Ho2，則逐漸停用恒速泵，由調(diào)速泵保持恒壓。整個(gè)狀態(tài)的持續(xù)待火警信號(hào)解除，停止消防狀態(tài)下投用的恒速和變速泵組，打開(kāi)連接消防、生活管網(wǎng)的電動(dòng)閘閥。3)巡檢狀態(tài)為確保消防系統(tǒng)的可靠，定期消防水泵、泵組和備用泵組都要定期小時(shí)段投用，通過(guò)PLC和上位機(jī)集中綜合判斷，以確定當(dāng)前設(shè)備的完好性。 調(diào)速泵系統(tǒng)構(gòu)成從整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)壓來(lái)說(shuō)，全是由調(diào)速泵來(lái)實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的穩(wěn)壓和壓力調(diào)節(jié)的。變頻恒壓供水系統(tǒng)由控制柜，壓力傳感器，異步電動(dòng)機(jī)及水泵組成()所示，由此構(gòu)成一個(gè)壓力負(fù)反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)。壓力傳感器將管道中的水壓值變換成電信號(hào)(4~20mA)，送入變頻器內(nèi)置PID比較，其偏差值經(jīng)控制運(yùn)算后，去控制變頻器的輸出頻率，通過(guò)上位機(jī)對(duì)當(dāng)前壓力信號(hào)的反應(yīng)，再由PLC控制四臺(tái)水泵電機(jī)在工頻電網(wǎng)與變頻器輸出之間切換，改變四臺(tái)水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)壓力調(diào)節(jié)。，實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集，巡檢綜合判定，控制輸出三個(gè)邏輯過(guò)程。電氣部分包括水泵電機(jī)，電動(dòng)閥門，變頻器的啟動(dòng)、停止，以及故障檢測(cè)，指示燈的控制，S7200據(jù)有豐富的指令系統(tǒng)，并且依托STEP7Micro/Dos良好的編程界面，很方便程序編制和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。，適用于異步電機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速控制。該變頻器的輸出控制方式為恒V/f及1GBT大功率晶體管模塊。其優(yōu)點(diǎn)之一是具有高的切換頻率，可輸出低諧波分量的正弦波，在低速時(shí)電機(jī)有更大的輸出轉(zhuǎn)柜，降低電機(jī)的損耗和噪音，減少了電機(jī)運(yùn)行時(shí)的溫升。變頻器可將輸出頻率在控制范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，從而達(dá)到電機(jī)依據(jù)負(fù)載的變化連續(xù)平滑調(diào)速，減輕了電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)抖動(dòng)。由于變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)異步電機(jī)軟起動(dòng)，降低電網(wǎng)的損耗提高了電機(jī)運(yùn)行時(shí)的cosф中，以至于可以省去為改善功率因數(shù)的電容補(bǔ)償柜及相應(yīng)控制設(shè)備。ACS601有內(nèi)置的RS485口可以實(shí)現(xiàn)同上位機(jī)的通訊。，量程分別為:0~0~。 PLC外部接線圖 雙恒壓系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，使供水加壓系統(tǒng)有一定的蓄能能力，當(dāng)用水量較大且變化不大時(shí)，由生活調(diào)速泵進(jìn)行合理調(diào)速進(jìn)水。而當(dāng)給水系統(tǒng)處