浅谈减压阀、安全阀、泄压阀在消防给水系统中

发布时间：2022-10-05 10:09 热度：

浅谈减压阀、安全阀、泄压阀在消防给水系统中的应用

王喜梅

摘要：在高层建筑的消防给水系统中，不可避免的会有超压现象的存在。为了防止超压现象造成的各种危害，到现在，将减压阀、安全阀、泄压阀安装在水泵的出水管上是业内采取的措施之一。本文简要的讨论一下这些阀门在消防系统中的应用问题。

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在高层建筑的消防给水系统中，不可避免的会有超压现象的存在。这种现象危害很大，严重时会造成设备如管道、器材、附件等的严重损坏，轻微时也会造成给水系统的正常运行。为了防止超压现象造成的各种危害，到现在，将减压阀、安全阀、泄压阀安装在水泵的出水管上是业内采取的措施之一。在现行的各种建筑规范和消防规范中，都有相应的条款强调：要将防超压的措施应用到高层建筑的消防给水系统中。鉴于这一做法的安全性和简便、经济性，各设计院及工程上的同行普遍都赞同这一措施。通过水的减压以及泄压，水的均匀性能够得到保证，有利于可靠地为作业面积内进行供水，保证了系统设计流量使用的正确性。另一方面，还能有效地保证设备以及材料的安全性。鉴于减压和泄压的重要意义，本文简要的讨论一下这些阀门在消防系统中的应用问题。

1泄压阀的组成、原理以及其应用

1.1泄压阀是水力控制阀的一种，它保证供水系统的水压不超过规定值。其组件包括针型阀、压力表、主阀以及连接导阀等的连接管。隔膜将主阀分为两个部分，下部分为流水的通道，上部分为控制主阀阀瓣开关的控制室。同上，拥有着流水通道和控制室的导阀其实也可以看成一个泄压阀，其阀门的开启也是由其控制室进行控制。水的流量是由针型阀控制的，其作用相当于节流阀。

应用到消防给水系统中，其运行过程如下：水流通过主管道后，其中的一路控制方向为自左向右的进入水流导阀控制室。导阀处于关闭的状态时，说明设定的泄压值比水流的压力大，泄压阀内部的弹簧压力大于水的压力。另外一路控制水流经过针型阀向主阀前进，进入后产生一个压强与主流道内的压强相等。在泄压阀中，主阀阀瓣的上正面是大于下正面的，所以主阀会在上腔对阀瓣的压力下处于关闭的状态。这样的状态能够有效的解决超压的问题。如果说水流的压力在主管道内持续升高导致压力超过了设定的值，在导阀控制室内的水流压力就会增加，这样弹簧的推力就会小于水的压力，阀瓣会在下腔与上腔水流推力的差值下上升，这时水就能够打开导阀通过主阀的上腔进行快速的泄压。这样的泄压方式是在一瞬间完成，能够处理消防给水系统的突发超压问题，能够将危害解除。如果水流在主管道内继续增加，则导阀开启的大小也会越来越大，这样压差更大，系统的泄压更迅速。当然，若是出现了如室内的多个消火栓或是喷头多个被开启，主管道水流的压力减小的情况，在导阀的控制室内的压力减小，导致导阀开启量减小，主阀的上腔压力加大，使得主阀阀瓣在压力差下减小，主管道的水流压力就能被较好的保持在给水系统设定的工作压力范围之内。

1.2泄压阀的使用注意事项

①泄压阀水平安装和垂直安装都可以，但是要在安装时将阀体的水流进出口方向掌握好。一般情况下，一个泄压阀对应一个消防给水系统，不宜多装。

②如果出现泄压阀距离排水口的位置比较远，泄水管的所经过的长度大于了20m的长度，就要采取相应的措施，比如将泄水管的口径放大，比泄压阀的规格大一档即可。

③在投入使用之前，要进行消防给水系统的试压，试压的过程中若是发现系统的实验压力比所采用的泄压阀的公称压力要高的话，就要先将阀门关闭，以免出现各种零件的损坏。

④在投入使用后，若是泄压阀出现了故障，首先检查控制管路小过滤器是否堵塞，再检查管路是否畅通，主阀与导阀薄膜是否破裂，以及主阀与导阀的密封垫是否损坏。

2减压阀的应用

2.1之前的高层建筑的消防给水系统是采用的分区给水系统，这就使得每个分区都有着一个独立的系统，这样独立的系统能保证系统间互不干扰，却不可避免的多了很多的设备以及管线，不但占用很大的空间，安装施工、维修时也比较麻烦。现今解决此现象的方法就是将多出口消防泵应用起来。有利必有弊，这种多出口消防泵的缺点就在于若是两个出口处代表的分区都发生火灾的话，那水压和流量就会出现达不到要求的问题。这一方面是需要急待改进的，而主要的改进办法就是将减压阀应用起来，利用其对消防系统进行竖向分区。

减压阀已经在给水工程中应用了数十年，从最初的机械减压设备到现在的用压力平衡原理进行减压，有了很大的改进。根据现行的《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-95的7.4.6.5条之规定可知：“消火栓栓口的静水压力不应超过1.00Mpa，当大于1.00Mpa时，应采取分区给水系统。消火栓栓口的出水压力大于0.50Mpa时，应采取减压措施”。根据减压阀特有的静压和动压都能减掉的特点，将减压阀的阀后压力调到能够满足此分区最不利点的水量水压处就可以对整个多出口水泵进行竖向分区。一般来说，为了提高采用减压阀应用于消防给水系统的工作可靠性，要对减压阀的规格和型号进行选择。活塞式减压阀的结构较为简单，能安全的输送类似于清水等这类的流体。而弹簧薄膜式减压阀由于机械疲劳问题的存在，其安全性在弹簧长时间的压缩疲劳下得不到较好的保证。因此，选择合适的减压阀，在安装之前对管道的清理工作等措施都要做好。在采取了以上适当的措施后，系统工作的安全性是可以得到保证的。总之，用减压阀对给水系统进行分区，其优点有以下几个方面：①设备简便。较之之前未进行竖向分区的给水系统，管线、设备等都大大的简化了。②能够保持给水系统稳定的工作性能。因为其阀前的压力不能很大的去影响阀后的压力，这样，减压阀就能适当的稳定给水系统中的压力，进而系统的工作性能也能保持稳定性。③采用减压阀能够舍去减压水箱等设备，大大的减少了安装和维修费用。

2.2在湖南某国际性的金融大厦内，应用了比例式减压阀为水泵给水系统进行分区。此大厦建筑总面积达到128000平方米，地面以上高度为179.8m，地下有三层结构，是一栋比较重要的综合性大厦。其安装减压阀的安装工艺如下：

①对阀门合格证书以及其外部形状等进行观察。

②对整个大厦所有的26个进口的比例式减压阀进行试压，在动、静两种状态下测试，比较减压阀的规格是否符合实际。

③在安装时增加带过滤网数目较多的Y型过滤表的设置，将安全性能进一步提高。

④在各分区进行试压，完成之后清洗所有的管路，之后再进行比例式减压阀的安装。

3安全阀定压值的确定

设置安全阀也是一种比较简便、有效的防止超压现象的措施，在高层建筑的消防给水系统中有着广泛的应用。选择安全阀，除了确定其喷嘴直径，公称压力，温度范围以及材料、形式等等外，需注明的还有调压范围。调压范围是保证安全阀能够正常发挥作用，系统能够安全运行的重要参数。安全阀的三个定压值，包括开启压力、回座压力以及排放压力决定了其调压范围。现今确定安全阀定压值的方法有直接经验法以及理论公式计算法。直接经验法可以参照中国建筑工业出版社出版的管道工程安装手册进行各种参数的选取，仅仅适用于安全阀设置在水泵出水口压水管上的情形。而理论公式计算法，是根据水力学的原理，结合消防水泵的性能参数如流量、扬程等进行理论公式的推导，可以确定出安全阀的三个定压值理论公式如下：







其中：Z为安全阀当量喷灌处断面的位置水头；

g为重力加速度；

Q，K等均为水泵的性能参数。

小结：

随着我国经济的飞速发展，各种高层建筑的消防系统在备受关注的同时也在逐渐的完善。由以上论述可知，对于消防给水系统中的的水泵进行合理的竖向分区，采取适合的减压措施，才能将其在火灾时应该发挥的作用发挥出来。现在国内市场上，各种阀门的样式和规格品种繁多，且质量也鱼龙混杂，在购选减压阀等时要进行严格的选择，为之后的安全隐患负责。

参考文献：

[1]李素芳 宁昶辉.固定比例式减压阀在消防给水系统中的应用

[2]田燕 李宏.高层消防给水系统的竖向分区及超压与减压

[3]唐军 何新林 沈志伟.减压阀在建筑消防给水中的应用研究

[4]GB 50045-95高层民用建筑设计防火规范（2005年版）