2023年《水务世界》第五期(总173期)

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2023年《水务世界》第五期(总173期)

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2023年《水务世界》第五期(总173期)
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2023 年第 5 期(总刊第 173 期)2023 年 10 月 10 日出版

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王冠军 王 研 刘巍荣 黄晓家 黄建设

关兴旺 任向东 蔡昌明 郑长华 黄显奎

马 龙 何明清 刘志君 武齐永 都的箭

曹 捩 刘丰年 高胜华 陈英华

秦永新

李 凯 阮祥林

谭 青 葛 欣 贾晓薇

熊志权

基于仿尼古拉兹光滑管公式而建立的排水立管水膜流水力光滑区终限流量隐

性公式/张之立 ……………………………………………………………………………………1

阀门球墨铸铁件质量控制技术方法应用 /张燕 等…………………………………………………10

稳高压消防给水系统消防稳压泵选型探讨 / 祁芬茹 等…………………………………………14

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● 封面 浙江金洲管道科技股份有限公司

● 产品介绍索引

上海冠龙阀门节能设备股份有限公司

宁波一机阀门制造有限公司

厦门海源泵业有限公司

南京尤孚泵业有限公司

吉博力(上海)贸易有限公司

埃梯梯智慧水务科技有限公司

博纳斯威阀门股份有限公司

山东华立供水设备有限公司

宁波市佳音机电科技有限公司

上海凯泉泵业(集团)有限公司

上海上龙供水设备有限公司

三垦力达电气(江阴)有限公司

浙江福兰特有限公司

荏原机械(中国)有限公司

上海标一阀门有限公司限公司

CAL-VAL

金申密封技术(上海)有限公司

玫德集团有限公司

普联力量流体控制(上海)有限公司

信泰阀门集团有限公司

广东永泉阀门科技有限公司

北京华夏源洁水务科技有限公司

河北兴华铸管有限公司

江苏中煤电缆有限公司

南方智水科技有限公司

远大阀门集团有限公司

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Defense Electromechanical

2023 年第 5 期(总刊第 173 期)2023 年 10 月 10 日出版 Editor Group of Water Field(In no particular order)

Chief Director: Song Weimin

Deputy Director:Zhao Li Qin Yongxin Chen Baoxu Liu Jie

Editorial Board:Cheng Hongwei Wang Guanjun Wang Yan

Liu Weirong Huang Xiaojia Huang Jianshe Guan Xingwang

Ren Xiangdong Cai Changming Zheng Changhua

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Wu Qiyong Du Dejian Cao lie Liu Fengnian

Gao Shenghua Chen Yinghua

Chief Editor:Qin Yongxin

Associate Editor:Li kai Ruan Xianglin

Editor:Tan Qing Ge Xin Jia Xiaowei

Overseas consultant:Henry Hung

Edited and published: Water Field Editor Group

Address: No.8, Chegongzhuang West Road,Haidian Distict, Beijing, China

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Be in charged by China Construction Metal Structure

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Construction Metal Structure Association

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Branch of China Construction Metal Structure

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Provided assistance by World Plumbing Council

An implicit formula for the final limit flow rate in the smooth zone of the water film flow force in a water

holding riser based on the formula of imitating the Nikolai Ran smooth tube./ Zhang Zhili…………1

Application of Quality Control Technology and Methods for Valve Ductile Iron Castings./ Zhang Yan…10

Discussion on the selection of fire stabilizing pumps for stable high-pressure fire water supply systems

/Qi Fenru……………………………………………………………………………………14

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实用技术

- 1 -

基于仿尼古拉兹光滑管公式而建立的

排水立管水膜流水力光滑区

终限流量隐性公式

张 之 立

中煤科工集团北京华宇工程有限公司

摘 要: 基于第二种类型水力光滑区摩擦阻力系数猜想公式(仿尼古拉兹光滑管公式),分别推导建立

排水立管水膜流水力光滑区终限流量隐性公式和最准确终限流量隐性公式。

关键词: 排水立管;水膜流;水力光滑区;终限流量隐性公式;最准确终限流量隐性公式

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- 2 -

实用技术

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- 4 -

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- 5 -

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- 8 -

实用技术

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实用技术

- 9 -

参考文献

[1] 张之立 . 关于排水立管水膜流摩擦阻力系数公式之探索[J]. 水务世界,2022, (4):7-10.

[2] 张之立 . 关于怀利—伊顿公式之推导与分析[J]. 水务世界,2021, (6):37-45.

[3] 张之立 . 关于排水立管水膜流水力半径、水力直径表达式的确定[J]. 水务世界,2022, (1):9-14.

第82页

- 10 -

实用技术

阀门球墨铸铁件质量控制技术方法应用

张燕 1

刘丰年 2

赵杰 1

1. 上海冠龙阀门节能设备股份有限公司,2. 上海冠龙阀门自控有限公司

摘 要: 目前,随着制造技术水平的不断提高,球墨铸铁件技术在多个领域内得到了广泛的应用。对于

供水阀门的生产加工而言,如何运用有效的球墨铸铁件质量控制技术,保障供水阀门的使用性能,是一个

值得深思的问题。为此,本文论述了供水阀门球墨铸铁件质量控制技术的要点,希望通过文章阐述能够为

相关从业人员提供参考。

关键词:阀门;球墨铸铁;质量控制;机械性能;金相检验

0 引言

在供水阀门球墨铸铁件质量控制技术中,通过采

取相应的操作方法,使球墨铸铁件的机械性能及硬度

等方面得以保障,是当前供水阀门球墨铸铁件铸造工

作中面临的首要问题。在供水阀门使用过程中,时常

会出现球墨铸铁的力学性能变差、结构不稳定及抗冲

击性减弱等现象。因此,本文通过对供水用阀门使用

情况的研究,阐述了球墨铸铁件质量控制技术方法。

1 项目概况

在供水用阀门使用工况中,阀门常用的主体材料

为球墨铸铁,其在机械性能、耐腐蚀性、抗氧化性、

展延性、耐磨性和抗冲击性等方面相比较于铸铁、铸钢,

具有更为优良的物理性能。在应用过程中,为了充分

保障球墨铸铁件获得更好的物理性能,文章结合具体

项目实例,将日常检验过程中积累的大量测试数据结

果作为依据,从机械性能、金相检验、硬度、化学成

分等多个方面对于球墨铸铁件开展质量控制工作。

2 球墨铸铁材料性能与优势

球墨铸铁材料性能与优势如下:在强度方面,相

比于片状石墨铸铁,因球墨铸铁在结构上为球状石墨,

因此具有较高的强度。一般情况下,其抗拉强度是高

于铸铁的,其屈服强度也是较高的,在使用过程中,

不会轻易断裂。在耐腐蚀性与抗氧化性方面,球墨铸

铁表现出了较为明显的优势,优于铸铁或铸钢,并且

在多种介质中均适用,如水介质、蒸汽介质及盐水介

质等。在展延性、耐磨性及抗冲击性方面,由于球墨

铸铁中含有珠光体或铁素体,珠光体会结合热处理技

术,使球墨铸铁件硬度得到增强,进而提升了其耐磨

性,另外,铁素体具有较好的韧性,因此使其展延性

得以保障。球状石墨微观结构能够有效地提高其稳定

性,防止因外力冲击而造成的损伤。在生产成本方面,

由于球墨铸铁在铸造方面具有较高的效率,因此,能

够节约各方面的成本,基于该特点,在阀门的生产工

作中得到了广泛的应用 [1]。

3 技术难点分析

在建筑工程、市政工程等诸多领域中供水用阀是

一个较为关键的部件,尤其是在给排水、暖通、消防

等系统的建设工作中,而大多数情况下,这些系统

中所采用的阀门分为中压及低压阀门,并且以低压

阀门为主。因此,在上述应用环境中,阀门球墨铸铁

件通常会面临以下几个技术难点:首先是压力问题,

由于阀门为低压阀门,通常情况下公称压力不会大于

4.0Mpa,并且大多数低压阀门的公称压力为 1.6Mpa

或小于 1.6Mpa;其次是介质温度方面存在的问题,阀

门器件应用在暖通及给排水等工程中时,其主要的介

质为水,并通常情况下水的温度是不会超过 100℃的;

最后,球墨铸铁件在公称压力小于 4.0Mpa、介质温度

为 -30℃至 350℃的环境中较为适用,并且其使用寿

命可达 60 至 80 年。

综上所述,如果在设计供水阀门元器件时,采用

球墨铸铁作为承压部件与非承压部件的生产材料,除

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实用技术

- 11 -

了要满足上述条件外,还要考虑到球墨铸铁材料铸造

工艺及方法方面的缺陷,如果没有采取良好的铸造技

术,就难以对球墨铸铁件的质量进行控制,这是影响

球墨铸铁应用的主要因素,也是供水阀门生产过程中

的技术难点。因此,严格控制球墨铸铁件的铸造过程,

提升产品整体使用性能是阀门球墨铸铁件生产过程中

较为重要的工作 [2]。

4 阀门球墨铸铁件质量控制技术方法应用

4.1 机械性能测试

对于阀门球墨铸铁件的质量控制工作,机械性能

是首要检测项目。在该项工作中,主要检测的指标有

以下几个方面:一是球墨铸铁件的抗拉强度;二是其

屈服强度;三是伸长率。另外,关于球墨铸铁件的铸

件材料牌号,则可以通过力学性能测试方法,对试样

的力学性能进行测试,进而得知其参数。在力学性能

测试中,分为两个测试指标,分别是抗拉强度与伸长

率,因此整个机械性能测试的过程是以试样为基础来

进行的。在选取试样时,要根据铸件的具体情况来进

行,试样能够在最大程度上符合铸件的特征,一方面

要考虑到铸铁件的重量,另一方面也要对其壁厚及铸

件的形状等因素进行研究,以保证球墨铸铁件机械性

能测试结果的精确性。

经过细致的研究,最终决定采取以下六个步骤

来完成测试工作:(1)根据取样原则,将附铸试棒

从铸件上切除,以备后用。(2)进行样品的制作工

作,工作人员按照《金属材料 拉伸试验 第 1 部分 :

室温试验方法》(GB/T 228.1-2010)标准中的相关

规定,将切割下来的试棒进行加工,使其符合标准试

棒的要求。(3)进行打标距工作,通过使用外径千

分,对试棒的直径进行测量并以直径为依据,按照《金

属材料拉伸试验第 1 部分 : 室温试验方法》(GB/T

228.1-2010)中的相关标准,将标点打于打点机上。(4)

开展测试工作,将试棒紧固在液压万能试验机上(见

图 1),启动机器,对试棒进行拉伸,直至将其拉断。

(5)对标距进行测量,工作人员先取下拉断的试棒,

然后将其拼接起来,通过使用游标卡尺,对其断后的

标距进行测量,将测量的数据输入电子计算机。(6)

测试数据的评判、导出与汇总,经过上述操作,测得

的数据被输入到电子计算机中,工作人员将其转化为

EXCEL文件,并将其进行汇总保存起来,在这个过程中,

严格按《球墨铸铁件》(GB/T1348-2019)中的要求

来进行操作 [3]。

4.2 金相检验

金相检验工艺的步骤如下:

(1)进行取样与制样工作,工作人员通过在铸件上

图 1 液压万能试验机(WEW-300)

第84页

- 12 -

实用技术

进行切割,得到试块,并对其进行加工,使其直径小

于或等于小试块的直径。进行制样工作时,要进行六

个方面的工作,一是试块镶嵌,二是使用 60 目砂纸

进行手工粗磨,三是使用预磨机进行粗磨,四是使

用预磨机进行细磨,五是抛光机进行抛光,六是使用

2% ~ 5% 硝酸酒精溶液进行侵蚀。在这个过程中,要

注意不要破坏球墨铸铁中的石墨结构。

(2)使用显微镜进行观察,工作人员以倒置的形式

将试样置于载物台上,将显微镜的倍数调至 100 倍,

然后对球墨铸铁的组织进行观察,其中,球化级别、

球化率与石墨大小评判用 100 倍显微镜,对于球墨铸

铁的基体组织,要先使用 2% ~ 5% 硝酸酒精溶液进行

侵蚀,再使用 100 倍的显微镜进行观察。

(3)利用软件进行评判,将在显微镜内观察到的图

像传输到电子计算机,通过计算机上的 JX-2000 金相

评判软件,评判球化级别、球化率、石墨大小、珠光

体及铁素体的数量。

(4)进行数据整理及保存工作,在对每个试样进行

三次图像采集、三次评判后,要计算其平均值,将其

作为最终测试结果,保存到电子计算机中。

球墨铸铁是由球状石墨和金属基体组成,石墨形

状的微观结构(石墨球化率)决定着铸铁的力学性能,

石墨形态分为球状、团状、团絮状、蠕虫、聚集片状、

蟹状、片状石墨,石墨球化率对于球墨铸铁件的力学

性能有着很大的影响。根据球墨铸铁件检验过程中积

累的大量金相分析结果和力学性能测试数据,总结如

下所述:球化率为 2 级(90%)、3 级(80%)、4 级(75%)

以上时,球铁具有较好的力学性能,而且每级之间的

力学性能差别不大;但同样在 4 级 75% 和 70% 之间差

别变大。这是因为球化率为 4 级时,组织中有较多的

团絮状石墨、蠕虫状石墨的产生,形状不规则的石墨,

在分枝处,比球状石墨更容易引起应力集中,球化率

越低,即石墨形状越差,由于应力集中严重而导致力

学性能降低;球化率 5 级石墨为蠕虫状且聚集分布或

混合分布;球化率 6 级石墨呈片状出现且分散分布,

对基体产生割裂,力学性能不合格;石墨漂浮,石墨

呈花苞状或开花状态,石墨漂浮会降低铸件的力学性

能,亦为不合格 [4]。

4.3 硬度

对于球墨铸铁件的硬度测试,主要采取以下几个

步骤来进行:一是进行制样工作,以金相检验的试样

作为硬度测试的试样,在进行拉伸试验时,要将试棒

进行车加工处理,使其表面粗糙度小于或等于 1.6um,

并且在厚度方面,要确保其保持在压痕深度的 8 倍左

右;二是进行测试工作,将制作好的试样(如图 3 所

示)放在电子布氏硬度计上,随后进行加载,按照《金

属材料 布氏硬度试验 第 1 部分 : 试验方法》(GB/

T231.1-2018)中的标准,将布氏硬度压痕打出来;

三是进行压痕直径的读取工作,将打好布氏硬度压痕

的试样放置在读数显微镜下,获取压痕直径,并与《布

图 2 金相显微镜及 JX-2000 分析软件 图 3 试样

第85页

实用技术

- 13 -

表 1 阀门球墨铸铁件化学测试标准值

常用牌号

化学成分 力学性能指标

基体组织 C

(%)

Si

(%)

S

(%)

P

(%)

Mn

(%)

Rm

(Mpa)

Rp0.2

(Mpa)

A

(%) HBW

QT400-15(EN) ≥ 3.0 ≤ 2.5 <

0.025

0.08

< 0.5 ≥ 415 ≥ 275 ≥ 18 143-187 铁素体

QT450-10(GB) 3.4-3.9 2.3-2.7 <

0.025

0.08

< 0.5 ≥ 450 ≥ 310 ≥ 10 160-210 铁素体

QT500-7(GB) 3.6-3.8 2.5-2.9 <

0.025

0.08

< 0.6 ≥ 500 ≥ 320 ≥ 7 170-230 铁素体 +

珠光体

氏硬度对照表》进行对照,从而得到最终的测试结果。

4.4 化学成分分析

在此项目中,进行阀门球墨铸铁件化学测试工作

时,通过采取在铸件本体上取样,并将样品送入相关

仪器进行分析的方式来完成测试工作。在实际操作过

程中,首先将取来的试样进行切割,使其形成细小的

微粒,以便于进行化学成分的分析。在这个过程中,

通过相关的化学仪器,对其中所含的化学成分进行检

测,所要检测的对象主要包括碳、硅、硫、磷、锰,

具体标准值如表 1 所示。

4.5 其他控制方法

对于阀门球墨铸铁件的质量进行控制,还可以采

取以下方法:一是对表面质量进行检测;二是对其几

何尺寸进行测量;三是对其尺寸公差进行测量;四是

对可能存在缺陷的部位进行检测。通过上述操作,能

够有效地保障球墨铸铁件的力学性能,避免阀门在生

产的过程中产生质量问题,从而影响其使用性能。因

此,若要降低阀门制造的成本,提升其整体性能,可

以参考上述方法,对球墨铸铁件的质量进行控制 [5]。

5 结论

综上所述,若要提高供水阀门球墨铸铁件的质量,

就要掌握正确的质量控制方法。本文从机械性能测试、

金相检验、硬度检验、化学成分分析及其他控制方法

等方面,详细阐述了相应的工艺操作步骤,从而充分

保障供水阀门球墨铸铁件的质量,使其抗腐蚀性、抗

冲击性及耐磨性等方面的性能得以保证,满足各项使

用需求。

参考文献

[1] 苏少静, 宋亮, 何媛 . 虚拟检验技术在大型厚壁耐高温球墨铸铁件的应用 [J]. 铸造技术,

2019(4):4.

[2] 方作胜 . 一种阀门铸造用的球墨铸铁及其制备方法:, CN112680649A[P]. 2021.

[3] 方作胜 . 一种高抗拉强度球墨铸铁及其阀门制备方法 :, CN112662937A[P]. 2021.

[4] 许景峰 , 巍巍 , 吴雅茹 , 等 . 喂线技术在蠕墨铸铁与球墨铸铁生产中的开发应用 [J]. 铸造设备与工艺 ,

2022(3):4.

[5] 杨麟 , 赵益锋 , 王惠兵 , 等 . 镍在厚大断面低温球墨铸铁件中的应用 [J]. 现代铸铁 , 2022, 42(2):6.

第86页

- 14 -

实用技术

稳高压消防给水系统消防稳压泵

选型探讨

祁芬茹 卫文波

北京保利达工程设计有限公司

摘 要: 本文为了确定稳高压消防给水系统中稳压泵扬程与流量的准确取值,通过分析研究国内的相关

标准、规范与国外的《固定消防泵安装标准》NFPA20 和《消防泵》FNDS0307 设计标准。对目前较为

常用的四种计算方法进行了逐一的计算,并对每种计算结果进行对比与分析,选出两种较为合适的计算方

法,为稳高压消防给水系统中稳压泵的选型提供有效的参数指导。

关键词:稳压泵;扬程;流量;稳高压消防系统

0 引言

化企业近几年蓬勃发展、陆续建成投产,工艺装

置和储罐也随之向大型化发展,要求增加消防用水量。

稳高压消防供水系统的用途更加广泛,随之而来对系

统稳定、安全运行的性能要求也越来越高。

1 稳压高压消防给水系统控制原理

稳压高压消防给水系统,平时通过稳压设施维持

管网的消防用水压力,在灭火时却达不到用水量的要

求。当火灾发生时,启动消防用水设施,靠管网压力

联锁自动启动消防水泵,管网系统压力下降。设置稳

定的高压消防给水系统,比临时高压系统给水速度快,

能及时将水送到火场,使初期火灾能尽快扑灭或得到

有效控制,适用于石油化工企业等,火灾较迅速,可

燃物、易燃物储量较大,消防用水量较多的场景。

稳高压消防给水系统可不设高灭火水箱。同时具

有稳定可靠的水压和水量、启动迅速等优点。

2 稳压泵设计依据

石油化工行业稳高压消防水系统的主要设计依

据是 《石油化工企业设计防火标准 (2018 年版 )》

(GB50160-2008)。

(1)8.5.1、“大型石油化工企业的工艺装置区、

罐区等,应设置独立的稳高压消防给水系统,其压力

应在 0.7MPa ~ 1.2MPa 之间 [1]”;8.5.1 条,条文说

明中解释到,“稳压泵的设计水量,应考虑消防水管

网系统的漏水量以及一支水枪 (5L/s) 的出水量。”

(2)3.2.34 条,“稳高压消防水系统,采用稳

压泵维护管网的消防用水压力大于等于 0.7MPa 的消

防用水系统 [1]。”

除此之外,在设计中还可参考《消防设施通用

规范》(GB55036)、《民用建筑灭火系统设计规

程》(DGJ08-94)、《固定消防泵安装标准》(NFPA

20) 和《消防泵》(FNDS0307)中的相关条文规定。

3 稳压泵设计方案

依据《石油化工企业设计防火标准》的相关条文,

稳高压消防水系统中稳压泵的养成和流量的具体取值

较为含糊,因为稳压泵的选型是否合理直接影响稳高

压消防给水系统火灾时的反应速度和扑救效果。除过

《石油化工企业设计防火标准》之外的其它相关的规

范及规程中有对稳高压消防给水系统中稳压泵的设计

计算有较为详细的要求,本文对稳高压消防水系统设

计中如何取值消防稳压泵的流量以及消防稳压泵的扬

程如何让取值等问题展开讨论。

稳压泵在稳压高压消防给水系统中的扬程、流量

等均无明确规定。在实际的生产和使用中有多种计算

方法,综合对稳高压消防给水系统有较为详细要求的

相关规范及规程,如,《消防设施通用规范》(GB55036)、

《民用建筑灭火系统设计规程》(DGJ08-94)、《固

第87页

实用技术

- 15 -

定消防泵安装标准》(NFPA 20) 和《消防泵》

(FNDS0307)8 中阐述的计算方法也略有不同,到底

哪一种较为合理,更有利于消防系统的正常运行,利

于日常管理和火灾扑救,本人认为需要逐一探讨。针

对以上两个设计问题,我们进行如下探讨,设消防主

泵的额定流量 80L/s,额定压力 0.8MPa,零流量时压

力 0.95MPa;吸水管处城镇管网最低静水压力 0.3MPa,

最高静水压力 0.4MPa;其稳压泵的选型有以下几种算

法。

3.1 方案一

依据《消防设施通用规范》(GB55036-2022) 第

3.0.13 条的规定执行。稳压泵的公称流量不应小于消

防给水系统管网正常泄漏量,且应小于系统自动启动流

量,公称压力应符合系统自动启动要求,管网充盈 [2]。

针对本条,《消防设施通用规范》(GB55036-2022) 的

实施指南中,对此条有详细的解释,主要概括为以下

几点:(1)稳压泵的设计压力不应小于消防水泵零

流量是的扬程。当消防水泵为单台工作泵,或功率不

是很大时,临时高压稳压泵的设计压力不应小于消防

水泵扬程加上 0.1MPa 的值;当工作泵为 2 台及以上时,

临时高压稳压泵的设计压力不应小于消防水泵的零流

量时的扬程加上 0.1MPa 的值,以增强消防泵的起动

可靠性。减少对配电系统的干扰。

(2) 稳压泵设计流量不得小于临时高压消防给水

系统管网的下泄流量。以确保系统始终处于充满水的

状态。同时,稳压泵的设计流量应小于临时高压消防

给水系统管网泄流量与临时高压消防给水系统中水力

最不利处喷头或消火栓的出水水枪等一个灭火单元的

最小出流量之和。

根据上述规定,稳压泵的设计流量应根据以下 2

点确认。

①设计流量不得小于消防给水系统管网的渗漏流

量;

②设计流量不应小于最不利处喷头或消火栓的出

水水枪等一个单元的最小出流量之和。

其中,最小出流量根据《石油化工企业设计防火

标准 (2018 版 )》(GB50160-2008) 的规定可取 5L/s。

管网泄漏量《给水排水管道工程施工及验收规范》

(GB50268-2008) 中 9.2.11 条给出压力管道渗漏量的

统计表格和计算公式:

q=0.05 ,L/min·km[6](式 1)

式中各项:q—允许渗水量(L/min·km);

—管道内径(mm)。

例如 DN200 的焊接钢管的泄漏量 q=0.707L/

min·km,以管长 8000m 计算,管网总的泄漏量

Q=q×L=0.707L/min·km×8km=0.09L/s。

故,方案一:稳压泵流量的取值为 5L/s;稳压泵

扬程的取值为 1.05MPa。

3.2 方案二

依据《民用建筑灭火系统设计规程》(DGJ08-94-

2007) 第 9.1.6 条规定执行。消防稳压泵的流量、扬

程按以下规定执行:

(1) 消防稳压泵流量渗漏流量为计量依据;消火

栓给水系统以 5L/s 为宜,自动喷水灭火系统以 1L/s

为宜,消火栓给水系统与自动喷水灭火系统合用的消

防稳压泵以 3L/s 为宜 [3];

(2) 稳压高压消防的消防稳压泵,其升程应比消防

泵的升程大一些。局部稳压设施的消防稳压泵,其扬程

要保证室内消火栓和顶楼最不利处喷头水压要求 [3]。

9.1.6 的条文解释中提出,对于消防泵扬程不高

(一般不大于 1.0MPa)的情况,稳压泵的扬程也可以

按消防泵的 1.05 ~ 1.1 倍进行估算。

按照上述要求计算,稳压泵扬程为,

1.1×0.8MPa=0.88MPa

故,方案二:稳压泵流量的取值为,5L/s(消火

栓系统)、1L/s(自喷系统)、3L/s(消火栓系统与

自喷系统合用);稳压泵扬程的取值为 0.88MPa。

3.3 方案三

依据《固定消防泵安装标准》(NFPA 20-2019)

A.14.2.6 第(4)条中(f)规定:

稳压泵停机压力 = 搅动压力 + 市政管网最小静压 [4]

稳压泵启动压力 = 稳压泵停机压力 -10psi[4]

[ 注,100psi(磅 / 平方英寸)=0.69MPa(帕斯卡)]

即:

稳压泵的停泵扬程为 0.95MPa+0.3Mpa=1.25MPa;

稳压泵的启泵扬程为 1.25MPa-0.0345MPa=1.2155MPa。

《固定消防泵安装标准》(NFPA 20-2019)中仅

对稳压泵压力确定有明确的计算公式,但对稳压泵流

量计算没有明确阐述,综合其他相关规范和规程中的

要求,稳压泵流量设计最基本的要求就是,“稳压泵

流量在正常情况下不应小于消防系统的漏水量”。如

果管道建设符合国家有关规范和标准的要求,则管

道渗漏量应该很小,参见方案一中管道渗漏量仅为

0.09L/s,规范施工的管道工程渗漏量太小,所以稳

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实用技术

压泵流量的设计按照不应小于一支水枪 (5L/s) 的出

水量设计。

故,方案三:稳压泵流量的取值为 5L/s;稳压泵

的启泵扬程的取值为 1.2155MPa;稳压泵的停泵扬程

的取值为 1.25MPa。

3.4 方案四

依据《消防泵》(FNDS0307-2008)第 2.6.4.6

条中的规定:

稳压泵启动压力 = 搅动压力 + 市政管网最大静压

+5psi[5]

稳压泵停机压力 = 稳压泵启动压力 +10psi[5]

【注,100psi(磅 / 平方英寸)=0.69MPa(帕斯卡)】

即:

稳压泵的启泵扬程为 0.95MPa+0.4MPa+0.0345MPa=1.3

845MPa;

稳压泵的停泵扬程为

1.3845MPa+0.0345MPa=1.4535MPa。

《消防泵》(FNDS0307-2008)中仅对稳压泵压

力确定有明确的计算公式,但对稳压泵流量计算没有

明确阐述,综合其他相关规范和规程中的要求,稳压

泵流量设计最基本的要求就是,“稳压泵流量在正常

情况下不应小于消防系统的漏水量”。如果管道建设

符合国家有关规范和标准的要求,则管道渗漏量应该

很小,参见方案一中管道渗漏量仅为 0.09L/s,规范

施工的管道工程渗漏量太小,所以稳压泵流量的设计

按照不应小于一支水枪 (5L/s) 的出水量设计。

故,方案四:稳压泵流量的取值为 5L/s;稳压泵

的启泵扬程的取值为 1.3845MPa;稳压泵的停泵扬程

的取值为 1.4535MPa。

3.5 四种方案对比

综合以上不同规范的要求,得到的结果有以下 4

种:

方案一,稳压泵的流量为 5L/s;稳压泵的扬程为

1.05MPa。

方案二,稳压泵的流量为,5L/s(消火栓系统)、

1L/s(自喷系统)、3L/s(消火栓系统与自喷系统合用);

稳压泵扬程为 0.88MPa。

方案三,稳压泵的流量为 1L/s;稳压泵的停泵扬

程为 1.25MPa,稳压泵的启泵扬程为 1.2155MPa。

方案四,稳压泵的流量为 1L/s;稳压泵的启泵扬

程为 1.3845MPa,稳压泵的停泵扬程为 1.4535MPa。

对比以上四种计算结果,方案一、三、四的稳压

泵的压力计算都是基于消防主泵的搅动压力(零流量

时压力)来计算的,我国的两种计算方法方案一、方

案二,其中方案一与 NFPA 和 FM DS0307 的结果较为

相近。稳压泵流量应根据系统渗漏量来判定的,既不

能小于管道渗漏量,也不能大于火灾发生时一支水枪

出水量。

4 结论

综上所述,选择较为合理的稳压泵参数对于保

证消防系统的安全稳定运行至关重要,稳压泵流量

合理选型应为 5L/s(消火栓系统)、1L/s(自喷系统)、

3L/s(消火栓系统与自喷系统合用);稳压泵扬程

合理选型可以按照上述方案一、方案二和方案三计

算确定。

参考文献

[1] GB 50160-2008 石油化工企业设计防火标准(2018 年版).[S]

[2] GB55036-2022 消防设施通用规范 .[S]

[3] DGJ08-94-2007 民用建筑灭火系统设计规程 .[S]

[4] NFPA 20-2019 固定消防泵安装标准 .[S]

[5] FNDS0307-2008 消防泵 .[S]

[6] GB50268-2008 给水排水管道工程施工及验收规范 .[S]

[7] 彭立春 . 稳高压消防系统中稳压泵设计参数确定的探讨 [J]. 工业用水与废水 ,2010,41(04):89-92.

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