【摘要】：消防系统在日常运行状态中，消防水泵多数处于低流量（零流量）状态下工作（即消防水泵的流量远远大于消防系统实际出水流量），但低流量（零流量）状态不等同于常规的“水泵空转”概念。在这里我们重点讨论一下消防水泵在低流量（零流量）状态下的利弊及对策。

【关键词】：消防水泵 低流量（零流量） 安全运行

一、消防水泵设计原则及使用现状

根据消防相关规范及实际工作的需要，消防系统在设计及实际应用时均按最不利条件下来考虑设计：

1、消防规范要求单台消防水泵的最小额定流量不应小于10L/s，最大额定流量不宜大于320L/s，而现实中室内消火栓单只出水量及单只洒水喷头流量也远远低于消防水泵额定流量。

2、消防水泵不应设置自动停泵的控制功能，停泵应由具有管理权限的工作人员根据火灾扑救情况确定。

自动关闭水泵会给在现场火灾扑救的消防队员造成一定的危险，因此不允许消防水泵自动停泵，只有有管理权限的人员根据火灾扑救情况确定消防水泵的停泵。但同时也使消防水泵实际处于低流量（零流量）状态下时间大大延长。

3、消防水泵应由消防系统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，或报警阀压力开关等开关信号直接自动启动消防水泵。

消防水泵各种自动启动信号均可直接启动消防水泵，尤其高位消防水箱出水管上的流量开关波动特性，极易自动启动消防水泵，根据前条要求，并不允许自动停泵，从而也使消防水泵在低流量（零流量）状态下时间大大增加。

4、消防水泵和稳压泵等供水设施的维护管理要求每月应手动启动消防水泵运转一次；每周应模拟消防水泵自动控制的条件自动启动消防水泵运转一次。

但在实际消防系统运行管理中，现场管理人员及技术机构服务人员对低

流量（零流量）状态下，实际压力对消防系统管道的危害能达到什么程度并不十分了解，也未能严格按维护管理要求每月应手动启动消防水泵运转一次；每周应模拟消防水泵自动控制的条件自动启动消防水泵运转一次等工作。就无法有效检验消防系统是否能够正常工作，尤其无法检验消防管道承压能力是否满足系统正常工作的需要。

二、消防水泵实际工况特性：

消防水泵在低流量（零流量）状态下运行时，泵壳内充满水，与前后管网相通，有足够的润滑，通常的调试、测试等短时间运行并不会导致电机过热等利弊，而且这时的电机功率（电流）较小，并不会导致电机过热，消防水泵的工况点中，低流量（零流量）状态下运转的功率（电流）最小（如图1所示），因此这种工况下一般不存在电机过热的问题。

但由于消防水泵壳内的水缺少循环，较长时间运行也可能导致泵体过热等利弊；而且消防水泵低流量（零流量）状态下运转，同时也会导致扬程偏高，若因长期疏于管理，也会引起消防系统次生危害。

图1：水泵性能曲线图

三、消防水泵在低流量（零流量）状态下的对策

为确保低流量（零流量）状态下的消防系统安全，以便更可靠地保证消防系统安全有效地工作，应在消防系统的设计、施工、管理等方面加强以下对策：

1、消防系统进行分区划分：在以下情况下，消防给水系统应采取分区供水：

（1）系统工作压力大于2.40MPa；
（2）消火栓栓口处静压大于1.0MPa；
（3）自动水灭火系统报警阀处的工作压力大于1.60MPa或喷头处的工作压力大于1.20MPa。

2、消防水泵选型应正确：流量扬程性能曲线应为无驼峰、无拐点的光滑曲线，零流量时的压力不应大于设计工作压力的140%，且宜大于设计工作压力的120%。

消防水泵的运行可能在水泵性能曲线的任何一点，其流量扬程性能曲线应平缓无驼峰，这样可能避免水泵喘振运行。消防水泵零流量时的压力不应超过额定设计压力的140%是防止系统在小流量运行时压力过高，造成系统管网投资过大，或者系统超压过大。低流量（零流量）状态时的压力不宜小于额定压力的120%是因为消防给水系统的控制和防止超压等都是通过压力来实现的，如果消防水泵的性能曲线没有一定的坡度，实现压力和水力控制有一定难度，因此规定了消防水泵低流量（零流量）状态时压力的上限和下限。

3、施工管理应符合规范要求：要严格按照《消防给水及消火栓系统技术规范》、《建筑给水排水设计标准》、《自动喷水灭火系统设计规范》、《自动喷水灭火系统施工及验收规范》等现行消防相关规范要求，严格加强施工质量管理，并在施工结束后按规范标准值进行强度试验（如表1）。

表1：压力管道水压强度试验的试验压力

4、设置泄压阀：考虑到消防水泵低流量（零流量）状态下运行的情况可能较多（消防系统启动方式、停泵规定、调试和日常测试、维护管理）。都可能出现消防水泵在低流量（零流量）状态下运行，而且较长时间运行可能导致泵体过热（泵壳内的水缺少循环）等弊端。

因此，应在消防水泵出口的主管道上安装泄压阀，并将泄压管道接入消防水池。泄压值以满功能为准，但不应小于设计扬程的120%（如图2所示）。

图2：某大厦消防泄压系统图

5、泄压阀工作原理：

泄压阀（如图3）水力控制阀的一种，主阀被隔膜分成上、下两部分，隔膜下腔为水流通道，上腔为控制室，由它来控制主阀阀瓣的启闭。导阀本身就是一个泄压阀，它也有控制室和水流通道，阀瓣启闭由控制室控制。

图3：泄压阀示意图

图3：泄压阀示意图

在消防系统运行过程中，一路控制水进入导阀控制室，当水的压力小于设定泄压值时，导阀弹簧的推力大于水的压力，导阀阀瓣处于关闭状态。另一路控制水经节流针形阀进入主阀上腔后产生一个静压，上腔的压强和生流道内的压强相等。由于主阀阀瓣上平面大于下平面，所以上腔对花瓣的压力大于主流道内水对花瓣的推方，使主阀处于关闭状态。如果主管道水流压力升高并超过设定的泄压值，经控制管进入导管控制室的水流压力增加，水的压力大于弹簧推力，此时导阀被打开，主阀上淀开始泄压。由于受节流阀节制，补水不足，造成主阀上腔压力减小，主阀同瓣下髓冰。流推力大于上腔压力，阀瓣上升，主阀打开迅速泄压。由于上述过程是在瞬间完成的，所以室内消防给水系统在发生超压时，不会造成危害。

如果主管道水流压力继续增加，导阀开启量也随之加大 使得主阀上腔与下腔的压差更大，主阀开启量也越大，系统泄压更快。反之，如果主管道水流压力减小(如室内消火栓使用个数增加或开启喷头个数增多时)，导阀控制室压力随之减小，导阀开启量变小。主阀上腔压力增大，主阀阀瓣询下关小，使主管道水流压力稳定在系统设计。

我们在消防系统管理中按最不利条件下来保证消防安全，应采取有效技术措施确保消防系统安全，防止发生次生危害。严格按照现行消防规范、管理规定要求做好消防系统日常管理工作，检验消防系统安全可靠性，消除实际管理中的盲区。

关注消防！关注安全！