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消防联动控制系统及其主要配套设备

       消防联动控制是在对火灾确认后向消防设备、非消防设备发出控制信号的处理单元。作为消防控制系统的关键部分,它的可靠性尤为重要其控制方式一般分两种,即集中控制方式和分散与集中相结合方式”消防联动控制设备有消防水泵、防排烟设施、防火卷帘、防火门、喷淋水泵、正压送风、气体自动灭火、电梯、非消防电源切除等。
1.灭火设备联动控制
      (1)水流指示器及水力报警器。
1)水流指示器,水流指示器一般装在配水干管上,作为分区报警,它靠管内的压力水流动的推力推动水流指示器的桨片,带动操作杆使内部延时电路接通,2〜3s后使微型继电器动作,输出电信号供报警及控制用,图8-12为水流指示器的外部接线图。
水流指示器外接接线图
图8-12   水流指示器的外部接线图
2)水力报警器水力报警器包括水力警铃和压力开关。其中,水力警铃装在湿式报警阀的延迟器后,当系统侧排水口放水后,利用水力驱动警铃,使之发出报警声。它也可用于干式、干湿两用式、雨淋及预作用自动喷水灭火系统中;压力开关是装在延迟器上部的水一电转换器,其功能是将管网水压力信号转变成电信号,以实现自动报警及起动消火栓泵的功能。
     (2)消火栓按钮及手动报警按钮
1)消火栓按钮,消火栓按钮是消火栓灭火系统中的主要报警元件。按钮内部有一组常开触点、一组常闭触点及一只指示灯,按钮表面为薄玻璃或半硬塑料片。火灾时打碎按钮表面玻璃或用力压下塑料面,按钮即可动作。
       消火栓按钮在电气控制线路中的连接形式有串联、并联及通过模块与总线相连三种,如图8-13所示。
消火栓按钮控制电路图
图8-13 消火栓按钮控制电路图
(a)串联;(b)并联:(c)经输入模块与总线相连
        图8-13(a)中消火栓按钮的常开触头在正常监控时均为闭合状态。中间继电器KAI正常时通电,当任一消火栓按钮动作时,KA1线圈失电、中间继电器KA2线圈得电,其常开触点闭合,起动消火栓泵,所有消火栓按钮上的指示灯燃亮、
       图8-13(b)为消火栓按钮并联电路,图中消火栓按钮的常闭触点在正常监控时是断开的,中间继电器KA不得电,火灾发生时,当任一消火栓按钮动作时,KA即通电,起动消火栓泵,当消火栓泵运行时,其运行接触器常开触点KM1(或KM2)闭合,有消火栓按钮上的指示灯燃亮,显示消火栓泵已起动。
       图8-13(c)为大型工程建筑项目中所用的控制电路方式。这种系统接线简单、灵活(输入模块的确认灯可作为间接的消火栓泵起动反馈信号八但火灾报警控制器一定要保证常年正常运行且常置于自动联锁状态,否则会影响起泵。
2)手动报警按钮。它是与自动报警控制器相连,用手动方式产生火灾报警信号,启动火灾自动报警系统的器件,其接线电路图如图8-14所示。
手动报警按钮接线电路图
图8-14手动报警按钮接线电路图
(3)消防泵、喷淋泵及增压泵的控制。
       消防泵、喷淋泵分别为消火栓系统及水喷淋系统的主要供水设备u增压泵是为防止充水管网泄漏等原因导致水压下降而设的增压装置。消防泵、喷淋泵在火灾报警后自动或手动起动,增压泵则在管网水压下降到一定位时由压力继电器自动起动及停止。
       1)消火栓用消防泵。当城市公用管网的水压或流量不够时,应设置消火栓用消防泵,每个消火栓箱都配有消火栓报警按钮。当发现并确认火灾后,手动按下消火栓报警开关,向消防控制室发出报警信号,并起动消防泵,此时,所有消火栓按钮的起泵显示灯全部点亮,显示消防已经起动。
图8-15为消火栓消防泵控制原理电路图
消火栓消防泵控制原理电路图
图8-15消火栓消防泵控制原理电路图
        图8-15中,SE1、•••、SEn为设在消火栓箱内的消防泵专用控制按钮,按钮上带有水泵运行指示灯。
       火灾发生时,击碎火栓箱内消防专用按钮的玻璃,使该按钮的常开触点复位到断开位置,中间继电器KA4的线圈断电,常闭触点闭合,中间继电器KT3的线圈通电,经延时后,延时闭合的常开触点闭合,使中间继电器KA5的线圈通电吸合,并自动保持。
       同时,若选择开关SAC置于1号泵工作,2号泵备用的位置时,1号泵的接触器KM1线圈通电,KM1常开触点闭合,1号泵经软起动器起动后,软起动器上的S3、S4端点闭合,KM2线圈通电,旁路常开触点KM2闭合,1号泵运行,如果1号泵发生故障,接触器KMI、KM2跳闸,时间继电器KT2线圈通电,KT2常开触点延时闭合,接触器KM3线圈通电吸合,作为备用的2号泵起动。
       当选择开关SAC置于2号泵工作.,1号泵备用的位置时,2号泵先工作,1号泵备用,其动作过程与选择1号泵工作类似。
       当1号泵、2号泵均发生过负荷时,热继电器KH1、KH2闭合,中间继电器KA3通电,发出声、光报警信号。如果水源水池无水时,安装在水源水池内的液位计SL接通,使中间继电器KA3通电吸合,其常开触点闭合,发出声、光报警信号。可通过复位按钮SBR关闭警铃。
       2)自动喷淋用消防泵。图8-16为湿式自动喷水消防泵工作原理图。自动喷淋用消防泵工作原理如下:当火灾发生时,随着火灾部位温度的升高,自动喷淋系统喷头上的玻璃球破碎(或易熔合金喷头上的易熔合金片脱落),而喷头开起喷水,水管内的水流推动水流指示器的桨片,使其电触点闭合,接触电路,输出电信号至消防控制室。与此同时,设在主干水管上的报警水阀被水流冲开,向洒水喷头供水,经过报警阀流入延迟器,经延迟后,再流入压力开关使压力继电器动作接通,喷淋用消防泵起动。而压力继电器动作的同时,起动水力警铃,发出报警信号。
 混式自动喷水消防泵工作原理图
图8-16 混式自动喷水消防泵工作原理图
       3)自动喷淋消防泵控制原理图。自动喷淋用消防泵一般设计为两台泵,一用一备。互为备用,当工作泵故障时,备用泵自动延时投入运行,图8-17为自动喷淋消防泵控制原理电路图。
        图8-17的消防泵控制原理电路中,没有水泵工作状态选择开关SAC,可使两台泵分别处于1号泵用2号泵备、2号泵用1号泵备或两台泵均为手动的工作状态。
        发生火灾时,喷淋系统的喷淋头自动喷水,设在主立管或水平干管的水流继电器SP接通,时间继电器KT3圈通电,共延时常开触点经延时后闭合,中间继电器KA4通电吸合,时间继电器KT4通电。
        这时,若选开关SAC置于1号泵用2号泵备的位置,则1号泵的接触器KM1通电吸合,经软起动器,1号泵起动,当1号泵起动后达到稳定状态,软起动器上的S3、S4触点闭合,旁路接触器KM2通电,1号泵正常运行,向系统供水若此时1号泵发生故障,接触器KM2跳闸,使2号泵控制回路中的时间继电器KT2通电,经延时吸合,使接触器KM3通电吸合,2号泵作为备用泵起动向自动喷淋系统供水。根据消防规范的规定,火灾时喷淋泵起动后运转时间为lh,即lh后自动停泵.因此,时间继电器KT4延时时间整定为lh,当KA4通电lh后吸合,其延时常闭触点打开,中间继电器KA4断电释放,使正在运行的喷淋泵控制回路断电,水泵自动停止运行。
       通常,在两台泵的自动控制回路中,动合触点K的引出线接在消防控制模块上,由消防控制室集中控制水泵的起停。起动按钮SF引出线为水泵硬接线,引至消防控制室,作为消防应急控制。
2.防火门及防火卷帘的控制
防火门及防火卷帘都是防火分隔物,有隔火、阻火、防止火热蔓延的作用。在消防工程应用中,防火门及防火卷帘的动作通常都是与火灾监控系统联锁的。
 
自动喷洒用消防泵控制原理
图8-17自动喷洒用消防泵控制原理电路图
通常,防火门的控制可用手动控制或电动控制(即现场感烟、感温火灾探测器控制,或由消防控制中心控制)。当采用电动控制时,需要在防火门上配有相应的闭门器及释放开关。
(1)防火门的工作方式。
防火门有两种工作方式:
        1)平时通电、火灾时断电关闭方式。即防火门释放开关平时通电吸合,使防火门处于开启状态,火灾时通过联动装置自动控制加手动控制切断电源,装在防火门上的闭门器使之关闭。
        2)平时不通电、火灾时通电关闭方式。即通常将电磁铁、油压泵和弹簧制成一个整体装置,平时不通电,防火门被固定销扣住呈现开启状态,火灾时受联锁信号控制,电磁铁通电将销子拔出,防火门靠油压泵的压力或弹簧力作用而慢慢关闭。
        防火门的外形结构如图8-18所示。
防火门外形结构
图8-18防火门外形结构图
(2)防火卷帘门控制工作原理。
      防火卷帘门是设置在建筑物中防火分区通道口处的可形成门帘或防火分隔的消防设备。图8-19为防火卷帘控制电路图。下面结合图8-19,来分析防火卷帘的控制工作原理。
      通常,不工作时卷帘卷起,并锁住。发生火灾时,分两步下放:
第一步:当火灾初期产生烟雾时,来自消防中心的联动信号(感烟探测器报警所致)使触点1KA(在消防中心控制器上的继电器因感烟报警而动作)闭合,中间继电器KA1线圈通电动作,同时联动:
①信号灯HL亮,发出报警信号。
②电警笛HA响,并发出声报警信息。
③KA1 11〜12号触头闭合,给消防中心一个卷帘起动的信号(即KA1 11〜12号触头与消防中心信号灯相接)。
④将开关QS1的常开触头短接,全部电路通以直流电。
⑤电磁铁YA线圈通电,打开锁头,为卷帘门下降作准备。
⑥中间继电器KA5线圈通电,同时将接触器KM2线圈接通,KM2触头动作,门电机反转卷帘下降,当卷帘下降到距地1.2〜1.8m定点时,位置开关SQ2受碰撞而动作,使KA5线圈失电,KM2线圈失电,门电动机停,卷帘停止下放(现场中常称中停),从而隔断火灾初期的烟雾,方便人员逃生和灾火。
第二步:
       ①如果火势逐渐增大、湿度上升时,消防中心的联动信号接点2KA(安全消防中心控制器上,且与感温探测器联动)闭合,中间继电器KA2线圈通电,触头动作,时间继电器KT线圈通电。经延时(30s)后触点闭合,使KA5线圈通电,KM2又重新通电,门电机又反转,卷帘继续下放。
防火卷帘控制电路
图8-19 防火卷帘控制电路图
      ②当卷帘落地时,碰撞位置开关SQ3使其触点动作,中间继电器KA4线圈通电,常闭触点断开,使KA5失电释放,又使KM2线圈失电,门电动机停止。同进KA43-2号、KA45-6号触头将卷帘门完全关闭信号(或称落地信号)反馈给消防中心。
      当火被扑灭后,按下消防中心的帘卷起按钮SB4或现场就地卷起按钮SB5,均可使中间继电器KA6线圈通电,使接触器KM1线圈通电,门电动机正转,卷帘上升,当上升到顶端时,碰撞位置开关SQ1使之动作,使KA6失电释放,KM1失电,门电动机停止,上升结束。
3.消防排烟设备控制
       防烟设备的作用是防止烟气侵入疏散通道,而排烟设备的作用是消除烟气大量积累并防止烟气扩散到疏散通道。图8-20为防排烟系统控制图。
                                                                                                
图8-20  防排烟系统控制图。
       在排烟系统中,风机的控制应按防排烟系统的组成进行设计,其控制系统通常可由消防控制室、排烟口及就地控制等装置组成,就地控制是将转换开关打到手动位置,通过按钮起动或停止排烟风机,用以检修。
       排烟风机可由消防联动模块控制或就地控制
       联动模拟控制时,通过联锁触点起动排烟风机。当排烟风道内温度超过28(TC时,防火阀自动关闭,通过联锁接点,使排烟风机自动停止。