气压罐选择计算

点击次数：326 发布时间：2011-8-18

气压罐选型,怎样选择气压罐

气压罐在第二次生活供水中是应用最广泛的产品，气压罐工作原理是当外界有压力的水进入气压罐气囊内时，密封在罐内的气气被压缩，根据波义耳气体定律，气体受到压缩后体积变小压力升高，直到气压罐内气体压力与水的压力达到一致时停止进水。当水流失压力减低时气压罐内气体压力大于水的压力，此时气体膨胀将气囊内的水挤出补到系统，直到气体压力与水的压力再次达到一致时停止排水。

气压罐选型

气压罐增压系统的设计计算内容主要有两个部分，即气压罐总容积的计算和每个压力控制点压力值的计算。总容积的计算确定所选压力罐的大小，压力的计算确定稳压泵的启、停范围以及开启消防泵的压力值。

2.2.1气压罐的总容积V

　　气压罐的总容积一般按公式V= βVX÷(1- αb)计算。

　　式中：V为气压罐的总容积m3；VX为消防水总容积等于消防贮水容积、缓冲水容积和稳压水容积之和；β为气压罐的容积系数，卧式、立式、隔膜式气压罐的容积系数分别为1.25，1.10和1.05；αb为气压罐最低工作压力和最高工作压力之比(以绝对压力计)，一般宜采用0.65～0.85。

　　消防贮水总容积(VX)：设置气压罐的目的是为了保证火灾发生初期消防泵没有启动之前消火栓和喷头所需的水压，这段时间约为30s。对于消火栓给水系统，按同时使用2支水(每支水流量5 L/s)计，消防贮水容积为2*5*30=300L；对于自动喷水灭火系统，按5个喷头同时开启，每个喷头以1 L/s计，消防贮水容积为5*1*30=150L。当2个系统共用气压罐时，消防贮水总容积为300+150=450L。

　　缓冲水容积V1一般不小于20L，稳压水容积V2一般不小于50L。

2.2.2压力控制点压力值的计算

　　气压罐设4个压力控制点，如图2所示。其中：P1为气压罐最低工作压力点或气压罐充气压力，即消防贮水容积的下限水位压力，等于最不利点消火栓所需的水压Hmin，其计算方法同增压泵；P2为最高工作压力，即启动消防泵的压力值。按下式计算：

　　P2 =(P1 + 0.098)÷ αb - 0.098

　　P01为稳压水容积下限水位压力，此时启动稳压泵；P02为稳压水容积上限水位压力，即气压罐最高工作压力，此时停止稳压泵。

　　由于压力传感器有精度、稳定性的要求，一般使缓冲水容积的上、下限水位压差不小于0.02~0.03 Mpa；稳压水容积的上、下限水位压差不小于0.05 ~0.06Mpa。则：

　　P01 = P2 + 0.02~0.03Mpa　　　　P02 = P01 + 0.05~0.06Mpa = P2 + 0.07~0.09MPa

2.2.3计算举例

　　笔者在一栋建筑高度接近100m的一类综合楼建筑中，顶部几层采用立式气压罐稳压，屋顶水箱至顶层消火栓栓口的距离:H = 4m。屋顶水箱至顶层消火栓处的水头损失∑h=0.82m

　　气压罐工作压力比：αb = 0.76

　　气压罐总容积：V= βVX÷(1- αb) = 1.1×(300+20+50)÷(1-0.76)=1.70m3

　　选用：SQL1000×0.6气压罐一台

　　气压罐充气压力：

　　P1 =Hmin= Hq+ Hd+ HK+∑h-H = 0.16+0.01+0.02+0.0082-0.04 = 0.14(Mpa)

　　最高工作压力：P2 =(P1 + 0.098)÷ αb - 0.098 = 0.14 ÷ 0.76-0.098 = 0.22 (Mpa)

　　稳压泵启动压力：P01 = P2 + 0.02~0.03Mpa = 0.22+0.02~0.03 = 0.24~0.25(Mpa)

　　稳压泵停泵压力：P02 = P2 + 0.07~0.09Mpa = 0.22+0.07~0.09 = 0.29~0.31(Mpa)

　　稳压泵扬程：H = (P01 +：P02 )÷2 = (0.24+0.39)÷2 = 0.27 (Mpa)

　　稳压泵流量：Q ≤5.0L/S 

　　选用40LG12-15×2水泵两台 一用一备 每台：Q = 4.17L/s　　H = 27m　　N = 2.2KW

2.2.4稳压泵的流量

　　由于消防初期流量由气压罐供给，泵的流量只需考虑系统的渗漏量或气压罐对流量的要求，所以流量可适当选小一点。对于消火栓系统稳压泵的流量以约小于1个消火栓的出水量计，为≤5 L/s。喷洒系统稳压泵的流量以约小于1个喷头的出水量计，为≤1 L/s。