1 工程概況

某皇冠假日度假酒店位于傣王宮舊址，占地約26萬m2，其中包括國際五星級酒店、國際會議中心1500m2、520間套房標(biāo)間、12間面積不等的會議室和VIP會客廳、多功能廣場、生態(tài)休閑公寓、健身休閑場所及6家風(fēng)格迥異的餐廳和特色酒吧等，總建筑面積達(dá)11萬m2。

 

由于酒店建筑面積大、功能區(qū)多，所以對各系統(tǒng)的要求相較于一般建筑有許多不同之處，很多系統(tǒng)都設(shè)計了比較獨特的控制方式，與傳統(tǒng)控制方式相比有著很大優(yōu)勢。然而，在實際施工中部分系統(tǒng)在實際運用中還存在不足或仍可以進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)之處。消防管道內(nèi)不規(guī)則水擊波震蕩導(dǎo)致電接點壓力表頻繁控制啟閉消防泵造成管網(wǎng)與設(shè)備壽命縮減。本文在控制電路中增設(shè)時間繼電器，利用接收信號延時動作的原理來控制消防水泵穩(wěn)定啟閉，減少水錘沖擊對管網(wǎng)及設(shè)備帶來的損壞。

2 電接點壓力表低啟高停控制

電接點壓力表（見圖1）類似于普通壓力表，（但是耐震電接點壓力表與普通壓力表不同），都是基于測量系統(tǒng)中的彈簧管在被測介質(zhì)的壓力作用下，迫使彈簧管的末端產(chǎn)生相應(yīng)的彈性變形移位，借助拉桿經(jīng)齒輪傳動機構(gòu)的傳動并予放大，固定齒輪上的指示（連同觸頭）將被測值在度盤上指示出來。區(qū)別在于電接點壓力表內(nèi)部帶有輔助觸頭，通常與相應(yīng)的電氣器件（如繼電器及變頻器等）配套使用，當(dāng)其與設(shè)定指針上的觸頭（上限或下限）相接觸時，致使信號系統(tǒng)中的電路得以斷開或接通，對被測（控）壓力的各種氣體與液體介質(zhì)經(jīng)儀表實現(xiàn)自動控制和發(fā)送信號（報警）的目的。

 

電接點壓力表廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電站、機械等工業(yè)部門，或機電設(shè)備配套中測量無爆炸危險的各種流體介質(zhì)壓力，如今在給排水系統(tǒng)中應(yīng)用也較為廣泛，其中消防系統(tǒng)內(nèi)的補壓泵、穩(wěn)壓泵均利用電接點壓力表來控制泵的啟、停，以維持管網(wǎng)內(nèi)的壓力穩(wěn)定在要求范圍內(nèi)。

 

一般情況下，電接點壓力表通過緩沖管接入水泵后端出水管，接好壓力信號控制線，并接入起泵二次控制回路。理論上，控制系統(tǒng)處于自動狀態(tài)下，當(dāng)管內(nèi)壓力到達(dá)低位指針?biāo)�指壓力時，水泵控制系統(tǒng)獲得啟泵信號，泵啟動；當(dāng)管內(nèi)壓力升高至高位指針?biāo)�指壓力時，水泵控制系統(tǒng)獲得停泵信號，泵停止（見圖2）。

實際調(diào)試時發(fā)現(xiàn)，酒店系統(tǒng)管網(wǎng)較大，消防上所使用泵的功率、揚程、流量均較大，即使增加了緩沖管，仍無法避免泵在啟動和停止時管內(nèi)壓力大幅度的波動，直接導(dǎo)致壓力表指針大幅度、頻繁的晃動，水泵控制系統(tǒng)不停地接收到起泵和停泵信號，泵就會出現(xiàn)頻繁的起停，不能達(dá)到很好的穩(wěn)壓效果，也容易損壞壓力表，嚴(yán)重的可能會影響泵的使用壽命甚至直接導(dǎo)致水泵故障。

 

3 電接點壓力表應(yīng)用中存在的問題

3.1 手動起泵、停泵時壓力表壓力變化

為解決電接點壓力表運用時出現(xiàn)問題，采用手動的方式啟動消防水泵觀察壓力表的變化情況（見圖3）。

當(dāng)手動起泵時，壓力表壓力指針?biāo)查g由原低壓力指示位置達(dá)到高壓力指示位置，經(jīng)過1s～2s后又回歸至正常壓力并緩慢的增加，達(dá)到非常終所需壓力時，手動停泵。停泵之后壓力表壓力指針變化見圖4。

當(dāng)手動停泵時，壓力表壓力指針?biāo)查g由高壓力指示位置回到低壓力指示位置，經(jīng)過1s～2s后又回歸至正常壓力并穩(wěn)定。

 

3.2 問題分析

水泵起動和停止瞬間，壓力不穩(wěn)定導(dǎo)致壓力表指針的大幅度晃動，會給水泵控制系統(tǒng)送達(dá)不合理的起泵和停泵信號，但經(jīng)過1s～2s后壓力又恢復(fù)穩(wěn)定，壓力指針指示正常[1]。由此聯(lián)想到，假如通過某種方法令水泵起動或者停止等待壓力穩(wěn)定、壓力指針指示正常之后再判斷是否達(dá)到停泵或者起泵壓力，并將信號返回水泵控制系統(tǒng)，就可以錯開起泵和停泵瞬間產(chǎn)生的不合理的停泵和起泵信號。為此，采用時間繼電器接收信號后延時動作的功能對控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到合理起、停泵的效果。

 

4 優(yōu)化后的系統(tǒng)

4.1 系統(tǒng)電路及主要元件

電接點壓力表信號處理電路見圖5。時間繼電器（見圖6）是一種利用電磁原理或機械原理實現(xiàn)延時控制的控制電器，當(dāng)繼電器感測元件得到動作信號后，其執(zhí)行元件（觸頭）要延遲一定時間才動作。本項目使用額定電壓為AC220V的時間繼電器，自帶兩組常開/常閉觸點，可根據(jù)需求調(diào) 節(jié) 延 時時 間 。 當(dāng)繼 電 器 啟動 端 接 入AC220V電壓時，KT啟動，達(dá)到預(yù)先設(shè)定時間后內(nèi)部線圈吸合，帶動常開/常閉觸點閉/開，使接入的線路實現(xiàn)通/斷。當(dāng)AC220V電壓撤出后，繼電器釋放，線路恢復(fù)。

4.2 系統(tǒng)控制流程

當(dāng)管內(nèi)壓力到達(dá)低位指針?biāo)�指壓力時（或低于此壓力），SB1閉合，1KT啟動，達(dá)到設(shè)定時間（假設(shè)為3s）后，1KT吸合，1KT（1-9&1-11）

常開觸點閉合，主控制系統(tǒng)獲得起泵信號，泵啟動；同時，1KT（1&1-5）常開觸點閉合，實現(xiàn)自保。當(dāng)管內(nèi)壓力升高至高位指針?biāo)�指壓力時（或高于此壓力），SB2閉合，2KT啟動，達(dá)到設(shè)定時間（假設(shè)為3s）后，2KT吸合，2KT（1-5&1-7）常閉觸點斷開，1KT釋放，主控制系統(tǒng)獲得停泵信號，泵停止。

 

在1KT獲得啟動信號到1KT執(zhí)行元件動作的3s時間內(nèi)，若壓力指針脫離低位指針（即SB1彈開），1KT停止，只有當(dāng)SB1持續(xù)閉合時間達(dá)到3s或以上時，1KT才閉合，否則主控制系統(tǒng)均無法獲得起泵信號；同樣，在2KT獲得啟動信號到2KT執(zhí)行元件動作的3s時間內(nèi)，若壓力指針脫離高位指針（即SB2彈開），2KT停止，只有當(dāng)SB2持續(xù)閉合時間達(dá)到3s或以上時，2KT才吸合，否則主控制系統(tǒng)無法獲得停止信號。這樣既可以避免壓力晃動導(dǎo)致泵的頻繁起、停，也能更好地使管道壓力穩(wěn)定在設(shè)定范圍值內(nèi)。

 

5 系統(tǒng)在酒店的應(yīng)用及效益

整個酒店消防水系統(tǒng)包括室內(nèi)消火栓系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、水噴霧系統(tǒng)、室外消火栓系統(tǒng)、高壓泵房穩(wěn)壓系統(tǒng)，各系統(tǒng)均配備（一備一用）兩臺補壓泵。各組水泵控制系統(tǒng)大同小異，都采用電接點壓力表作為水壓信號探測，水泵控制系統(tǒng)根據(jù)返回的信號執(zhí)行水泵的起動以及停止操作[2]。

 

該電接點壓力表的信號處理電路成本低，易安裝，僅花費兩個時間繼電器的成本就可以實現(xiàn)水泵的穩(wěn)定補水，同時避免了水壓晃動造成壓力表的損壞，也大大降低了水泵因頻繁啟動造成的故障率。設(shè)備故障率一般正比于設(shè)備使用頻率，據(jù)此綜合設(shè)備性能、使用情況、人工定額等簡單測算出設(shè)備綜合維護(hù)費用（見表1），其中綜合維護(hù)費用=設(shè)備平均單價×設(shè)備數(shù)量×設(shè)備損壞率+設(shè)備拆裝單價×設(shè)備數(shù)量×設(shè)備損壞率。

 

經(jīng)改進(jìn)后的系統(tǒng)與原系統(tǒng)相比，電接點壓力表的年維護(hù)費用減少了470.61元（約84.9%），消防水泵年維護(hù)費用減少了14867.8元（約80%）。

 

6 結(jié)語

管網(wǎng)能否實現(xiàn)穩(wěn)定的補壓直接影響酒店的使用品質(zhì)以及消防水系統(tǒng)作用的發(fā)揮。該套信號處理電路應(yīng)用于酒店所有消防水系統(tǒng)的補壓泵的二次控制回路，經(jīng)多次試驗均達(dá)到了很好的運行效果。