给水设备、控制柜讲义

1、 气压给水设备（控制柜）原理、组成、型号一、名词解释（一）、水泵水泵是用于将水提升并加压的机械，用于消防的水泵称为消防水泵；用于生活（生产）的水泵称为生活（生产）水泵。用于循环的水泵称为循环水泵；（二）、泵组由多台水泵并联组成，以满足大小流量、泵故障切换等要求。（三）、水箱：（1）、储水功能储存用水，对水箱的储水量有一定要求；1、优点：a、 容积大，b、压力稳定。2、缺点：a、 占地面积大，b、对建筑物的承重有要求，影响建筑物的外观，c、易被大气污染。（四）、气压水罐指能贮存水和气体并可根据波义尔定律工作，利用气体的压缩后膨胀特性给水的一种压力容器。有隔膜式气压罐和自动补气罐。隔膜式气压罐是由

2、金属或非金属的隔膜装置把水与气完全处于隔离状态的气压水罐。优点：（1）、替代高位水箱，储存用水，减少水质大气污染。(2)、它有升压功能，并能充分保证用水点的水压要求。（3）、一次充气，长期可用。（五）、电控柜根据设备的运行要求，由低压电器组成，驱动负载（水泵）电机按一定要求运行的电路。一般由主电路和控制电路两部分组成。二、传统给水设备的组成（水箱供水）由水源水池、电控系统、泵组、高位水箱及管路系统等组成。三、气压给水设备1、设备组成及功能气压给水设备是一种利用气压原理供水的设备，在水泵运行或非运行时间均能自动连续地向给水系统供水的设备，具有自动启停水泵、储水加压、蓄能稳压、连续供水的功能和可避

3、免水质被大气污染、一次充气长期可用的特点。通常由气压水罐、电控系统、水泵机组及管路系统等组成。其中气压水罐用于水量的储存和调节，泵组是升压装置。消防气压给水设备是一种兼有升压、调节、储水和控制水泵启停功能的给水设备，具有完善和可靠的控制、显示和报警功能。能满足火灾发生前后消防管网所需的水压和水量。2、优点（1）、替代高位水箱，减少水质大气污染。（2）、可根据需要，设置在任何位置、任何高度，不受限制，能保证用点水压要求。(3)、用于满足在消防泵启动前消防设施的水压、水量要求。(4)、用于自动控制，可用来启动消防主泵。3、气压给水设备的分类（一）、以水池为水源的2次增压供水设备，这是气压给水设备的

4、传统应用。（二）、各类生产工艺要求的循环供水设备，如空调系统中的冷动水和冷却水循环系统、供暖系统等。（三），以市政管网为水源的直接供水设备，也称为管网叠压供水设备。四、气压给水设备的型号意义（一）、 S、N、H系列生活（生产）给水设备的型号意义N P G L 330 50供水压力：50mH2O 供水流量：30m3 / h（指单泵流量）配泵台数：3台（不含小流量泵）泵型：L立式单级泵；D立式多级泵气压罐类型：G隔膜气压罐；Z自动补气罐控制系统：B变频调速控制；P普通继电控制产品系列代号，共分S、N、H三大系列。S系列：小型机电一体化产品，整体包装、运输，现场安装方便。N系列：组合式结构，控制柜、

5、泵组、气压罐分别包装，需在现场配管组装。H系列：不配气压罐，或只配小气压罐以采集压力，用于连续流量不停机的供水场合。1、生活定压控制柜型号意义： KQK 3 0 2 PJ - 3单泵电机功率：3KW两台泵运行方式：自动交替，能加减泵。控制水泵台数：2台配隔膜气压罐（或需停机）：3凯泉控制柜代号 2、生活(生产)用控制柜型号意义：KQK 003 PG-JY 45 单泵电机功率：45KW JY：Y-启动（18,5kw可省略不写） JY(Z)：自耦降压启动 R2/2：电子软启动 工作方式：基泵固定运行，能加减泵。 控制水泵台数：3台 无气压罐，不停机；凯泉控制柜代号（二）、QX消防气压给水设备的型号

6、意义：消防气压给水设备型号型号意义： QX 0. 6/30 0.453 消防泵总台数：3台 有效水容积：0.45m3 消防工作流量：30L/s (不包括备用消防泵供水流量) 消防工作压力：0.6Mpa 凯泉消防气压给水设备代号1、消防控制柜型号意义：KQK 002 PG (X) 45 消防泵电机功率：45KW 用于消防：(X) 消防泵工作方式：固定运行，一用一备 控制消防泵台数：2台 凯泉消防控制柜代号2、消防稳压控制柜型号意义：KQK /G 3 2 2 PG (X) - JY 55 / 3 稳压泵电机功率：3kw 消防泵电机功率：55kw 消防泵启动方式： JY：Y-启动（18,5kw可省略

7、不写） JY(Z)：自耦降压启动 R2/2：电子软启动 用于消防，消防泵固定运行 消防泵台数；2台 稳压泵台数：2台 配隔膜气压罐：3主要电器元件品牌：G：高档（西门子）T：低档（天正） 凯泉消防稳压控制柜代号（三）、稳压设备的型号意义： QX 0.6 0.45 有效水容积：0.45m3 稳压压力上限0.6MPa 凯泉稳压给水设备代号1、稳压控制柜型号意义： KQK 3 0 2 PJ (X) - 3单泵电机功率：3KW用于消防系统稳压泵工作方式：继电控制，自动交替控制水泵台数：2台配隔膜气压罐（或稳压泵需停机）：3凯泉稳压控制柜代号 （四）、消防变频给水设备的型号意义： HXP0. 6/30

8、3 消防泵总台数：3台 消防工作流量：30L/s (不包括备用消防泵供水流量) 消防工作压力：0.6Mpa 凯泉消防变频给水设备代号1、变频稳压控制柜型号意义： KQK 3 0 2 BJ (X) - 3单泵电机功率：3KW用于消防系统稳压泵工作方式：变频控制，自动交替控制水泵台数：2台配隔膜气压罐（或稳压泵需停机）：3凯泉变频控制柜代号2、消防变频用控制柜型号意义：KQK 3 2 2 BG (X) 30 / 1.5稳压泵功率：1.5kW（单泵功率）消防泵功率：30Kw（单泵功率）设备用途：消防专用(X) 消防、生活（生产）共用（G）运行方式：消防泵变频运行：BG（只配一台变频器） 稳压泵变频运

9、行：BJ （只配一台变频器） 消防泵、稳压泵均变频：BS （各配一台变频器）控制消防泵台数：2台控制稳压泵台数：2台表示设备中配隔膜气压罐：3消防变频给水设备控制柜代号如果要求监控消防水池液位，要求配触摸屏、文本显示器，或能与上位计算机进行通讯，这些要求必须用文字说明，并且说明消防水池深度，触摸屏的尺寸大小、颜色，与计算机通讯的内容，通讯协议等。(五)、特殊控制柜的型号表示方法：KQK004PG(X)/S-45表示控制上有特殊要求，需另附技术协议或要求。 （六）、生活（生产）用给水设备工作原理1、KQK302PJ(X)-设备应由囊式气压水罐、水泵机组、连接管路及电气控制柜等几部分组成，采用囊式

10、气压水罐储能，设备正常运行时无需进行补气操作。水泵的运行由两只电接点压力表控制，设备投入正常运行后，每当系统压力下降至设定的供水压力（由压力表1决定）下限值时，就启动一台泵供水；当压力上升至设定的供水压力上限值时，则停止泵的运行。压力再次下降至下限值时，则由另一台泵接替工作，两泵交替运行，当用水量大于单泵供水能力（即一台泵工作，但不足以维持所需的供水压力）或该泵故障时，管网压力将持续下降。当压力降至表2的下限时，另一台泵也将投入工作，保证所需的流量和压力。当用水量减小，压力上升至表1的上限值时，停掉一台泵。如果流量继续减小，压力仍持续在表1的上限时，另一台泵也停止工作，此时由气压罐维持管网压力

11、并提供管网的用水。（七）、稳压设备的作用和功能使消防管网的压力保持稳定的数值，始终处于临战状态，以保证火灾初期消防所需的水压和水量，还可使消防水泵及早投入运行的功能。稳压设备亦可单独定货。稳压设备的气压罐有三种形式：a、囊式隔膜罐b、自动补气罐（射流补气）c、自动补气罐（小泵补气）。稳压设备的功能：（1）、稳压泵的流量：自动喷水系统不大于1L/S，消火栓系统或消火栓、自动喷水合用系统不小于5L/S，其扬程高于消防泵扬程。（2）、设备应有一定的补充水容积（不少于50升）、缓冲水容积(不少于50升)和有效水容积（不少于450升）。（3）、设备应具备手动和自动等启动方式。（4）、稳压泵应设备用泵，其

12、工作能力应与工作泵相同。主备泵宜交替工作，工作泵故障后应能切换到备用泵。（5）、设备应具有对过流、缺相、短路等故障报警及自动保护功能。对可恢复的故障应能自动或手动消除，恢复正常（6）、设备应有显示水泵故障状态及消防状态的输入、输出端子。（7）、水泵应在系统进入消防状态30秒内自动切断电源，停止工作。（八）、消防设备中消防泵组的作用和功能在临时高压消防给水系统中设置，用于保证消防时室内消防给水管网所需的水压和水量。消防泵组的功能：（1） 应有消防备用泵，其工作能力不小于工作泵。当消防主泵发生故障时，备用泵应能自动和手动投入。（2） 应具有双电源入口，双电源应能手动和自动切换。亦可另配单独的双电源

13、柜，所配的双电源柜应能手动和自动切换。双电源切换时间不应大于2秒。（3） 应具有手动和自动启动方式。自动启动方式有消防中心直流24V启停信号、消火栓箱交流48V启停按钮和压力下下限启动等。消防泵启动后不能自动停机，停泵应用手动操作。（4） 应具有显示消防泵工作状态和故障状态的输出端子及远程控制消防泵启动的输入端子。（5） 消防泵应具有手动和自动巡检功能，巡检时每台泵运行时间不少于2分钟，巡检时遇到消防信号应自动退出巡检，进入消防运行状态。（6） 应具有对过流、短路、缺相等故障报警及自动保护的功能。（7） 凯泉给水设备控制柜消防泵启动方式：15KW直接启动，18.5KW为Y-降压启动。亦可选自耦

14、降压启动和电子软启动方式。五、几种启动方式比较：1、直接启动：即全压启动，启动时，把全部电源电压直接加到电动机的定子绕组。主电路和控制回路简单，成本低；启动功率和转矩大，启动电流较大，大约是电机额定电流的57倍，最大可达电机额定电流的710倍，在电源容量和电机本身允许直接启动的条件下，应予优先采用直接启动。但大功率电机启动时产生的电压和电流突变，可能会带来大量的电气问题，这些突变现象可能使得本地电网过载，产生电压波动，从而影响与电网连接的其他电气设备。2、星三角启动（Y-）：适用于轻载或空载启动的设备，每台电机需引出6根电机线(这点最好事先与用户说明)，且电机接法时的额定电压是380V.。Y-

15、启动时，通过接触器的切换，启动时使电机定子绕组成Y型接法，启动完成后使电机成接法，Y-启动的启动电流、启动转矩和启动功率只有直接启动的1/3，启动电流大约是电机额定电流的1.82.6倍，对电网的影响较小。但主电路和控制回路比较复杂，成本高。 3、自耦变压器启动：是利用自耦变压器降低加到电动机定子绕组的电压，以减小启动电流。适用于大功率和重转矩设备的不频繁降压启动用。变压器一般具有65%和80%额定电压比的两组抽头，当电机接到65%抽头时，启动转矩为0.42Me，启动电流为0.42Iq；接到80%抽头时，启动转矩为0.64Me，启动电流为0.64 Iq。可根据不同的负载选择相应电压比的抽头，对电

16、网的影响较小。电机启动时把自耦变压器切入主回路，电机在电压降低的情况下启动，启动完成后接通全电压，断开自耦变压器。自耦变压器启动的主电路和控制回路比较复杂，体积大，重量重，成本比Y-启动高。 4、电子软启动器：电子软启动器通过电子元件来控制电机的启动和停止时的电压和电流，因为传统的降压启动方式如星三角降压启动、自耦降压启动、定子串电抗（电阻）降压启动及磁控降压启动等虽然都能降低启动电流，但仍都存在很大的2次启动冲击电流（有时高达6Ie以上），不能根本解决直接启动存在的问题。而采用软启动器启动电流上升平缓，消除了突变。同时通过实现水泵电机的软启动、软停车，从而消除、减弱水锤的危害。而且大多品牌的

17、软启动器具有过流、缺相、过载等多种保护功能，可对电机实施在线保护，充分发挥软启动器的综合保护功能。主电路和控制回路：一拖一，相对简单；一拖多，比较复杂。不配旁路接触器，相对简单；配旁路接触器，比较复杂。 注意：在拖动大惯量负载或重载设备时（如搅拌机、渣浆泵等）,要求软启动器放大一档选型。六、 变频调速恒压供水设备1、原理变频调速恒压供水设备是一种在保持供水压力不变（理想状态）的情况下，按需供水的新型自动供水设备。因为电源的频率与水泵的转速成正比，水泵的转速与流量成正比，水泵转速的平方与扬程成正比。变频调速设备通过变频器改变水泵电源的频率，从而调节水泵的转速，进而调整水泵的供水量和扬程（即出口压

18、力），最终实现用户按需供水的目的。变频调速控制柜通过压力传感器采集用户管网的供水压力，进行PID运算，自动改变变频器的频率，使用户管网的供水压力始终稳定在预先设定的压力，这就是变频调速恒压供水的原理。2、节能节能是一个相对概念，是指工作量一定的情况下，新型设备比原有的或旧设备能耗低。强调变频供水设备节能而不加以详细说明，往往误导用户。如果水泵原先就工作在额定状态下，此时使用变频器驱动水泵不但不节能，而且比市电直接驱动水泵耗能，因为变频器本身也有一定的功耗。用户在选购供水设备时，水泵的供水能力都是按用水峰值时段选型，否则无法满足需要。但不同时段用户用水量变化较大，图是某居民小区1天用水量变化曲线

19、图，如采用的设备是普通气压供水设备，从图中可以看出，需要水泵在额定状态下工作的时间不到1/10，绝大多数时间用水量不到额定流量的1/3。要在保持供水压力不变的情况下适应这种变化，就必须调整水泵的供水量。方法有两种：1、采用工频恒压给水设备，水泵在额定状态下工作，在供水出口主管道安装泄流旁通管路，当用水量小于额定供水量时，把多余的水排放掉或旁通回到水池。采用工频恒压设备能达到恒压目的，但显而易见不节能。2、采用变频调速恒压供水控制柜改变水泵的供水量，自动适应这种变化。控制过程是：用水量增加出口压力降低频率上升转速上升输出功率增加出口压力上升；用水量减小出口压力生高频率下降转速下降功率减小出口压力

20、降低。即“多用水，多耗电”；“少用水，少耗电”。由此可以看出，采用变频给水技术比水泵单纯工作在工频状态下节能，经测算最大可以达到40的节能效果。3、HXP系列消防变频给水设备HXP系列消防变频给水设备具有下述特点：1、 自动调速恒压供水，方便消防人员使用操纵消防栓；2、 供水压力可根据具体工程的需要在适当范围调整，不受水泵系列参数值限制，从而可使消防供水压力的设计值准确可行；3、 可有效防止水泵（特别是高扬程多级泵）在小流量运行时造成高压爆管等事故；4、 可实现变频消防泵恒压巡检试机功能，变频巡检运行冲击小、噪声小、耗电少，可取消工频额定流量巡检所需的放水电动阀及其他电控箱。5、 变频软启动冲

21、击小，具有很高的启动可靠性，即使变频启动失败（变频故障），还有备用工频降压启动手段（可自动投入），因此提高了消防供水的可靠性；6、 变频器具有完善的检测保护功能，在平时巡检试机运行当中可预先发现问题，及时报警检修。7、 可实现消防、生活（生产）共用一套设备，双恒压供水，全自动控制。七、循环系统的变频调速（一）中央空调系统的变频调速1、冷冻水系统a、中央控制室集中（远程）控制b、就地控制柜自动控制2、冷却水系统a、中央控制室集中（远程）控制b、就地控制柜自动控制（二）供暖系统的变频调速八、消防系统控制柜我们通常使用的消防泵电机的额定电压为交流380V，因此我司生产的控制柜可以控制和驱动它。但一些

22、大功率水泵所配的电机为高压电机，供电电压为6KV或10KV，需要高压开关柜来配电和保护，而高压开关柜一般都由用户自己配。还有些消防泵不是采用电机驱动，而是采用柴油机来驱动，柴油机都有自带的控制柜。不管是高压电机消防泵，还是柴油消防泵，都应该纳入整个消防控制系统，按照消防规范的要求来实现火警时的自动启动、故障切换等功能。由于消防系统中一般都有稳压设备，因此我们可以利用稳压设备的控制柜，通过对该控制柜增加功能来完成对高压电机消防泵和柴油消防泵的启停、故障切换等功能（即联动）。实现的方法是检测消防管网的压力，当管网实际压力低于预先设定的某压力值时，通过控制柜的综合判断，对高压电机开关柜和柴油机控制柜

23、发干触点信号（或称硬接线方式），远程控制它们的启、停，其控制柜的型号意义如下：1、KQK 302PJ(X)11 G2 C1 联动一台柴油消防泵 联动两台高压电动消防泵 稳压泵电机功率：11KW（单泵功率） 2、KQK3 2 1 BJ (X) 132 / 4- C1 联动一台柴油消防泵 稳压泵电机功率：4KW（单泵功率） 消防泵电机功率：132KW（单泵功率） 用于消防系统：（X） 稳压泵变频运行：BJ 消防泵台数：1台 稳压泵台数：2台 配隔膜罐（或稳压泵需停机）：3九、消防泵低频巡检及配套消防控制柜1、 消防设备为什么必须要巡检根据固定消防给水设备的性能要求和试验方法的规定：消防泵长期处于非

24、运行状态的设备应具有巡检功能，并且应具有手动和自动巡检功能。因为消防泵一般平时不用，但是一旦发生火警时却需要可靠地投入使用。这些设备由于长期不用, 容易发生水泵生锈堵转等现象，所以灭火时不一定能保证设备能正常运行。为加强消防泵给水的可靠性，消防给水设备必须具有巡检功能，即在设定的时间周期内自动地启动消防泵，对消防泵的运行进行检查。通过巡检,有利于及时了解消防泵的实际性能，解决消防泵的锈蚀卡死问题，保持消防泵良好的工况，提高了消防给水设备的安全性和可靠性。2、 工频巡检可能产生的问题目前，绝大多数消防给水设备中配置的消防泵，都是以工频运行的，因此，消防泵无论是消防运行还是巡检运行，都是以额定转速

25、运行的。如果消防管网系统中没有设置巡检泄水回路或泄压阀，消防泵巡检时的扬程会超过其额定扬程，尤其是多级消防泵，巡检时的扬程有时会大大超过其额定扬程，这样就会对整个消防管网加压，甚至造成超压爆管现象。即使是变频消防给水设备，如果变频泵是变频巡检，而工频泵仍以工频巡检，照样会对管网加压，也可能会造成超压爆管。因此，有些用户怕巡检时发生超压爆管，索性取消了消防泵巡检，这样一来，一旦发生火警需开启消防泵，而消防泵因为平时缺少巡检不能正常开启，耽误了灭火，其后果不堪设想。3、低频巡检的原理和优点那么怎么才能做到既能巡检又不对管网加压呢？采用低频（或称低速）巡检就是一个很好的方法。所谓低频巡检，就是在消防

26、泵巡检时，由一台低频巡检柜内的变频器，逐台驱动同一泵房内所有的消防泵低速运行。因为水泵的扬程与水泵电机的转速成正比，也就是水泵的扬程与水泵电机频率成正比，所以我们给变频器设定一个较低的的运行频率，就可以使消防泵低速运行，消防泵处于叶轮保持转动但不出水的状态，不会对管网加压，避免了用户管网超压爆管现象的发生。由于每台泵都是低频巡检，消防泵的启动和停止也比较平缓，无机械冲击，消除了水锤现象，也减小了功耗。同样因为每台消防泵都是低频运行，消防泵电机实际消耗的功率并不大，低频巡检柜内选配的变频器功率，只要大于等于所巡检的消防泵中最大电机功率的1/2即可，而且采用低频巡检也不必改变原来的管网。当正在低频

27、巡检时，如果发生火警，消防设备立即退出低频巡检状态，由消防控制柜自动以工频驱动消防泵全速运行。为方便控制柜之间接线和整体美观，低频巡检控制柜和消防控制柜一般都做成相同的高度和厚度。4、消防低频巡检控制柜和消防控制柜型号意义：例1：某泵房内有两台30KW的喷淋泵，两台37KW的消火栓泵，要求低频巡检，消防泵消防运行时要求Y-降压启动，所配套的控制柜型号如下：KQK 004 BD(X) 18.5 消防低频巡检控制柜 所配的变频器功率：18.5kW/1台 消防泵低频巡检：BD(X) 巡检消防泵台数：4台KQK002PG(X)-30两台30kW喷淋泵的消防控制柜；KQK002PG(X)-37两台37k

28、W消火栓泵的消防控制柜。 例2：某泵房内有两台90kW的高区消防泵，两台75kW的中区消防泵，两台45kW的低区消防泵，要求低频巡检，消防泵消防运行时要求自耦变压器降压启动，带成套双电源自动切换，所配套的控制柜型号如下：KQK 006 BD(X)-2D3-630/345消防低频巡检控制柜 所配的变频器功率：45kW/1台 带双电源自动切换：630A，3P 消防泵低频巡检：BD(X) 巡检消防泵台数：6台 KQK002PG(X)-JY(z)-90两台90kW高区消防泵的消防控制柜；KQK002PG(X)-JY(z)-75两台75kW中区消防泵的消防控制柜；KQK002PG(X)-JY(z)-45两台45kW低区消防泵的消防控制柜。例3：某泵房内有两台75kW的消防泵，两台55kW的消防泵，两台45kW的消防泵，两台37kW的消防泵，要求低频巡检，消防泵消防运行时要求电子软启动，带旁路接触器，所配套的控制柜型号如下：KQK 008 BD(X) 37消防低频巡检控制柜 所配的变频器功率：37kW/1台 消防泵低频巡检：BD(X) 巡