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間套房標間、12間面積不等的會議室和VIP會客廳、多功能廣場、生態休閑公寓、健身休閑場所及6家風格迥異的餐廳和特色酒吧等，總建筑面積達11萬m2。

 

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

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），都是基于測量系統中的彈簧管在被測介質的壓力作用下，迫使彈簧管的末端產生相應的彈性變形移位，借助拉桿經齒輪傳動機構的傳動并予放大，固定齒輪上的指示（連同觸頭）將被測值在度盤上指示出來。區別在于電接點壓力表內部帶有輔助觸頭，通常與相應的電氣器件（如繼電器及變頻器等）配套使用，當其與設定指針上的觸頭（上限或下限）相接觸時，致使信號系統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經儀表實現自動控制和發送信號（報警）的目的。

 

電接點壓力表廣泛應用于石油、化工、冶金、電站、機械等工業部門，或機電設備配套中測量無爆炸危險的各種流體介質壓力，如今在給排水系統中應用也較為廣泛，其中消防系統內的補壓泵、穩壓泵均利用電接點壓力表來控制泵的啟、停，以維持管網內的壓力穩定在要求范圍內。

 

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，控制系統處于自動狀態下，當管內壓力到達低位指針所指壓力時，水泵控制系統獲得啟泵信號，泵啟動；當管內壓力升高至高位指針所指壓力時，水泵控制系統獲得停泵信號，泵停止（見圖2）。

實際調試時發現，酒店系統管網較大，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壓力大幅度的波動，直接導致壓力表指針大幅度、頻繁的晃動，水泵控制系統不停地接收到起泵和停泵信號，泵就會出現頻繁的起停，不能達到很好的穩壓效果，也容易損壞壓力表，嚴重的可能會影響泵的使用壽命甚至直接導致水泵故障。

 

3 電接點壓力表應用中存在的問題

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）。

當手動起泵時，壓力表壓力指針瞬間由原低壓力指示位置達到高壓力指示位置，經過1s～2s后又回歸至正常壓力并緩慢的增加，達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。

當手動停泵時，壓力表壓力指針瞬間由高壓力指示位置回到低壓力指示位置，經過1s～2s后又回歸至正常壓力并穩定。

 

3.2 問題分析

水泵起動和停止瞬間，壓力不穩定導致壓力表指針的大幅度晃動，會給水泵控制系統送達不合理的起泵和停泵信號，但經過1s～2s后壓力又恢復穩定，壓力指針指示正常[1]。由此聯想到，假如通過某種方法令水泵起動或者停止等待壓力穩定、壓力指針指示正常之后再判斷是否達到停泵或者起泵壓力，并將信號返回水泵控制系統，就可以錯開起泵和停泵瞬間產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進行優化，達到合理起、停泵的效果。

 

4 優化后的系統

4.1 系統電路及主要元件

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延時控制的控制電器，當繼電器感測元件得到動作信號后，其執行元件（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，可根據需求調 節 延 時時 間 。 當繼 電 器 啟動 端 接 入AC220V電壓時，KT啟動，達到預先設定時間后內部線圈吸合，帶動常開/常閉觸點閉/開，使接入的線路實現通/斷。當AC220V電壓撤出后，繼電器釋放，線路恢復。

4.2 系統控制流程

當管內壓力到達低位指針所指壓力時（或低于此壓力），SB1閉合，1KT啟動，達到設定時間（假設為3s）后，1KT吸合，1KT（1-9&1-11）

常開觸點閉合，主控制系統獲得起泵信號，泵啟動；同時，1KT（1&1-5）常開觸點閉合，實現自保。當管內壓力升高至高位指針所指壓力時（或高于此壓力），SB2閉合，2KT啟動，達到設定時間（假設為3s）后，2KT吸合，2KT（1-5&1-7）常閉觸點斷開，1KT釋放，主控制系統獲得停泵信號，泵停止。

 

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

 

5 系統在酒店的應用及效益

整個酒店消防水系統包括室內消火栓系統、自動噴水滅火系統、水噴霧系統、室外消火栓系統、高壓泵房穩壓系統，各系統均配備（一備一用）兩臺補壓泵。各組水泵控制系統大同小異，都采用電接點壓力表作為水壓信號探測，水泵控制系統根據返回的信號執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水泵的穩定補水，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。設備故障率一般正比于設備使用頻率，據此綜合設備性能、使用情況、人工定額等簡單測算出設備綜合維護費用（見表1），其中綜合維護費用=設備平均單價×設備數量×設備損壞率+設備拆裝單價×設備數量×設備損壞率。

 

經改進后的系統與原系統相比，電接點壓力表的年維護費用減少了470.61元（約84.9%），消防水泵年維護費用減少了14867.8元（約80%）。

 

6 結語

管網能否實現穩定的補壓直接影響酒店的使用品質以及消防水系統作用的發揮。該套信號處理電路應用于酒店所有消防水系統的補壓泵的二次控制回路，經多次試驗均達到了很好的運行效果。