消防水系统故障处理分析

消防水系统故障处理分析

张记刚1李帅帅2

（1.山东核电有限公司烟台265116；2.山东核电有限公司烟台265116）

摘要：消防水系统投运期间经常出现消防稳压泵跳闸，检查电气回路以及在此投运后短时间内又不出现跳闸，针对该隐型故障进行分析，并查找故障原因，最终确定故障根本原因并彻底解决该问题。

关键词：消防；稳压泵

1前言

海阳核电厂区消防系统设计为核电厂厂区外围及行政办公区域提供消防水，每个机组单独设置消防系统。自2015年3月11日厂区消防水投运后，共发生七起消火栓稳压泵电源开关跳闸事件。通过对现场机械、电气及仪控设备进行全面检查，均未发现导致电源开关跳闸的直接设备故障问题。

针对稳压泵跳闸问题，通过全面的分析并进行试验验证确定了故障根本原因，并通过优化系统设计根本解决该问题。

2消防系统配置及跳闸事件介绍

厂区消防水系统由五台消防泵（三台消火栓泵Q=40L/s，H=80m，N=75kW，二用一备；两台消火栓稳压泵Q=5L/s，H=110m，N=11kW一用一备）及两台隔膜式立式气压罐组成。消火栓稳压泵通过电接点压力表反馈稳压泵起停信号至电气控制回路（低压起泵定值：1.02MPa；高压停泵定值：1.07MPa。），触发继电器KA2（起动）和KA3（停止）的开闭，从而控制稳压泵的自动起停。

从2015年9月到2016年1月共发生七次跳闸。由于运行人员在控制室无法监视泵运转情况，只能通过系统压力异常后现场查看发现稳压泵电源开关发生跳闸，无法获知跳闸时的现场状态，且事件发生具体时间不确定，无法确定电源开关跳闸的真正原因，为事故排查增加了难度。

3故障分析过程

YFS消火栓稳压泵电源开关频繁跳闸问题的原因采用故障树的模式进行分析如下：

图1消火栓稳压泵电源开关频繁跳闸故障树

根据对电源开关跳闸的故障树分析，需要确定故障的原因。

3.1电气回路分析：

历次跳闸维修人员均对电动机和控制回路进行了检查，未发现电动机本体和控制回路有异常，未存在明显的短路点或缺相点。每次跳闸均为消火栓稳压泵电源开关跳闸，消火栓稳压泵控制回路热继电器并未跳闸，经检查热继电器的功能正常。

电源开关和热继电器的性能分析对比

（1）消火栓稳压泵电源开关的性能

根据消火栓稳压泵电源开关的脱扣曲线，由于消火栓稳压泵电动机起动电流大，约为10倍额定电流（209A左右），起动时间约250ms。当消火栓稳压泵A电源开关频繁起动，达到一定热量积累的前提下，电动机起动时已达到消火栓稳压泵A电源开关的热保护动作定值（根据脱扣曲线约250ms动作），从而会导致消火栓稳压泵跳闸。

（2）消火栓稳压泵热继电器的性能

将消火栓稳压泵电源开关和消火栓稳压泵热继电器脱扣曲线进行比较，动作特性如下表1所示：

消火栓稳压泵电源开关在正常运行期间不会发生速断保护动作，

但当系统压力波动，电动机发生频繁起停时，电源开关存在一定热积累，消火栓稳压泵电源开关的速断保护会在短时动作。

3.2稳压泵频繁启停的原因分析

通过对稳压泵进行手动启动以及自动启停试验，观察稳压泵出口电接点压力表的压力变化以及电气回路的动作情况，发现：在稳压泵启停时，稳压泵电接点压力表的指针摆动较大，导致稳压泵在停止时会出现压力指针摆动到稳压泵启动的定值，再加上稳压泵出口逆止阀随着运行时间增加存在密封不严或回座不及时的问题增加了压力的波动幅度，导致稳压泵在出口压力在启动和停止值之间来回波动，造成稳压泵电源开关的热积累造成电源开关跳闸。

3.3故障原因

（1）直接原因

消火栓稳压泵电源开关因消火栓泵的频繁起停，会存在一定的热积累，从而达到消火栓稳压泵电源开关热保护定值，造成电源开关跳闸。

（2）根本原因

消防管网因泵起、停，用水和漏水等工况存在压力波动，造成电接点压力表指针随系统压力波动而在起泵和停泵定值之间摆动。

4应对措施

（1）消除引压管线压力波动

在稳压泵出口的压力表引压管线增加缓冲器，缓冲短时内的压力波动，减少压力波动的幅度，从而避免稳压泵的频繁启停。该措施需要经过现场调试，受系统状态变化的影响较大。

（2）过滤掉短时内的启停泵信号

在控制回路增加启停泵延迟功能（2～4S为宜），将泵启停时短时压力波动引起的泵启停的假信号屏蔽掉，该方式效果较好，但需要考虑延期可能造成的系统超压和稳压泵延时启动而造成消防泵误启动问题。

5总结

1）通过对消防系统进行故障分析并结合现场试验的方式确定了稳压泵频繁启停的原因。

2）通过进行设计优化的方式，可彻底消除该故障，建议在进行消防系统设计时能够考虑泵启停对系统压力的影响并采取影响措施。

参考文献

[1]GB50974-2014消防给水及消火栓系统技术规范的要求。

作者简介

张记刚（1986-），男，山东省临清市，硕士研究生，中级工程师，研究方向是核电热工与水利方向。