柴油机消防水泵动力配套单元技术方案

一、 执行相关条款的技术实现

根据《中华人民共和国消防法》第九条：建设工程的消防设计、施工必须符合国家工程建设消防技术标准。建设、设计、施工、工程监理单位依法对建设工程的消防设计、施工质量负责。

第二十四条：消防产品必须符合国家标准；没有国家标准的，必须符合行业标准。禁止生产、销售或者使用不合格的消防产品以及国家明令淘汰的消防产品。

我司针对贵单位柴油机消防泵动力配套单元项目，均依据国家标准和行业标准进行设计制造，以下列举部分国家和行业的工程建设消防技术标准：

GB 6245-2006     《消防泵》

GB 27898.5-2011  《固定消防给水设备第5部分：消防双动力给水设备》

GB 50974-2014    《消防给水及消火栓系统技术规范》

GB 50160-2008    《石油化工企业设计防火标准》

GB 50151-2021    《泡沫灭火系统技术标准》 

GB 55036-2022    《消防设施通用规范的要求》

GB 50116-2013    《火灾自动报警系统设计规范》

GB 13365-2005    《机动车排气火花熄灭器》

GB 20800.1-2006  《爆炸性环境用往复式内燃机防爆技术通则第1部分》

GB 16806-2006    《消防联动控制系统》

GB 50284-2008    《飞机库设计防火规范》

T/CECS 718－2020 《柴油机消防泵组技术规程》

SH T 3218-2022   《石油化工消防设施维护保养技术标准》

SH/T 3219-2022   《石油化工消防泵站设计规范》

二、启动系统

2.1柴油机消防泵的机电强启（手磁一体直流接触器）

动力单元标配手磁一体直流接触器，当自动控制回路发生故障，而主回路的蓄电池与启动电机均完好的情况下，可采用手动操作的接触器以机械方式（直接将蓄电池与启动电机电气连接）强启柴油机消防泵。

手动操作原理：不通过二次控制回路，人工直接操作机械储能手柄，可快速电气连接蓄电池与启动电机，启动成功，松开手柄，电路快速分断，启动结束。另外，当两组蓄电池均发生亏电，可双手同时操作两台接触器，采用双蓄电池组并联给启动电机供电，应急启动柴油机消防泵。 

相关标准要求：

★ GB 6245-2006 《消防泵》P12  9.9.1.11在控制线路故障时，为蓄电池供电的主蓄电池接触器应能人工机械合上。

★ GB 50151-2021《泡沫灭火系统技术标准》P39  7.1.4 第5款柴油机应具备2组蓄电池并联启动功能、机械启动与手动盘车功能。 …..当电控回路发生故障或蓄电量不足的应急情况下，可双手同步操作双接触器实施双蓄电池组并联供电启动，提高柴油机的启动成功率。

★ GB 55036-2022 《消防设施通用规范的要求》实施指南 P7   3.0.12 第3款 消防水泵控制柜应具有机械应急启泵功能。

★ T/CECS 718－2020《柴油机消防泵组技术规程》P3  3.3.1 柴油机消防泵组应至少具备一种自动启动装置，启动装置应具备运行状态监测功能和手动启动功能。

★GB 27898.5-2011《固定消防给水设备第5部分：消防双动力给水设备》P3 5.4.2.4发动机消防泵组应配有机械应急启动装置。

★GB 50974-2014《消防给水及消火栓系统技术规范》P71  11.0.12 消防水泵控制柜应设置机械应急启泵功能，……在紧急时启动消防水泵。

★SH/T 3219-2022《石油化工消防泵站设计规范》P8 9.2.2柴油机宜采用电启动方式，并宜同时配置机械启动方式。

2.2柴油机消防泵的盘车与巡检(应急机械储能启动装置)

动力单元具备手动机械盘车功能，能方便设备的成套、安装调试、日常保养维护。采用机械盘车替代电启动的空车检查对设备更为有利：慢速盘车可满足柴油机消防泵不出流巡检的要求，更便于对柴油机消防泵的轴系（柴油机的曲轴、连杆、皮带….与水泵的联轴器、水泵的轴承与密封等）进行低成本高效率的维护、保养。可减少柴油机冷启动、冷停车导致积碳而延长设备寿命（包括启动蓄电池的寿命）。 

功能1：机械储能启动，保证发动机在电启动回路发生故障时仍能应急启动柴油机。

功能2：手动(机械)慢速盘车，方便发动机的盘车检查及日常的巡检调试。

相关标准要求：

★ T/CECS 718－2020《柴油机消防泵组技术规程》P4  3.3.2 柴油机消防泵组应至少具备一种应急储能启动装置。

★ T/CECS 718－2020《柴油机消防泵组技术规程》P4  3.3.8-3 机械弹簧储能应急启动装置应具备慢速盘车功能。注：慢速的机械盘车便于柴油机消防泵组的组装、调试及日常的维护保养。

★ T/CECS 718－2020《柴油机消防泵组技术规程》P8  3.9.2 柴油机消防泵组巡检操作装置应具备手动盘车功能。

★ GB 27898.5-2011《固定消防给水设备第 5 部分：消防双动力给水设备》P3  5.4.2.4 发动机消防泵组应配有机械应急启动装置。

★ GB 50151-2021《泡沫灭火系统技术标准》P39  7.1.4 第5款柴油机应具备……机械启动与手动盘车功能。

★ SH/T 3219-2022《石油化工消防泵站设计规范》P23  9.2.2 柴油机宜采用电启动方式。并宜同时配置机械启动方式。条文解释：当……导致电启动失败，可选择机械储能启动柴油机。

★ SH/T 3218-2022《石油化工消防设施维护保养技术标准》P4  5.2.2 b)  每周检查维护保养如下内容确保符合要求： 1) 应对备用机泵轴承盘车 1 次，不得少于一圈半（即 540°），盘车应灵活自如无偏重现象……。

三、超速停机保护

3.1柴油机消防泵的超速保护（手磁一体超速断气阀）

动力单元标配手磁一体超速断气阀，当阀门接收控制信号后，电磁铁驱动阀门的脱扣装置，迅速关闭阀门并机械锁定，切断发动机的进气回路，使发动机转速马上下降并停机。另外，阀门被触发关闭动作后必须进行人工机械复位，符合国家标准机械复位的要求。（普通的电停车设计存在安全隐患：当柴油机泵组断电后就自动复位）。

系统安全运行：

1、独立检测、独立电源、独立设定与控制。

2、运行状态显示与保护验证。

3、机械锁定与手动机械复位。

4、任何情况下都可以控制发动机紧急停车。

5、硬密封设计，禁止软材料掉进发动机进气管道。

6、内燃机行业有效的超速保护装置。

相关标准要求：

★ T/CECS 718－2020《柴油机消防泵组技术规程》P7  3.7.1   柴油机消防泵组超速停机保护装置应具备独立检测与控制功能。

★ T/CECS 718－2020《柴油机消防泵组技术规程》P7  3.7.2  柴油机消防泵组超速停机保护装置应具备切断进气功能，且只能人工手动复位。在切断进气时应同时切断燃油供给。

★ GB 6245-2006《消防泵》P12  9.9.3 超速断路装置：设备应配有 超速断路装置，当柴油机转速超过其额定转速15%-20%时，该装置能使柴油机停车，并且只能人工复位。

★ GB50151-2021《泡沫灭火系统技术标准》P183  7.1.4 第4款  柴油机应安装人工机械复位 的超速空气切断阀。

★ SH/T 3219-2022《石油化工消防泵站设计规范》P25  9.2.10柴油机消防泵不应反转，柴油机应配有独立检测的超速停机保护装置。

四、冷却系统

4.1柴油机消防泵的冷却散热系统（水/水热交换器）

此动力单元采用闭式循环的热交换冷却系统，水/水热交换器。热交换器的冷却水取自消防泵的出口。柴油机冷却系统按49℃的环境温度设计，并满足消防泵150%流量工况下的散热量。 

热交换型冷却系统冷却水管路中间设有自动和手动两条通道，每条通道有独立的手动阀、滤网、减压阀，自动通道设有自动阀以保证柴油机消防泵在自动起动运行时，冷却水管路保持畅通，减压阀与泵之间的冷却管路和部件的承压等级大于消防泵额定压力的 2 倍以上并不得低于  1.6MPa。 

热交换器双冷却管路图

相关标准要求：

★ GB50151-2021《泡沫灭火系统技术标准》P39  7.1.4 第1款 柴油机应采用闭式循环热交换型发动机 ……。（考虑到采用散热器在封闭泵房较难操作，因此本标准要求采用热交换器。）

★ SH/T 3219-2022《石油化工消防泵站设计规范》P9  9.2.7  a）布置在泵房内的柴油机消防泵应选用热交换器水冷却系统，露天或半露天布置的柴油机消防泵组宜选用热交换器水冷却系统。

★ T/CECS 718－2020《柴油机消防泵组技术规程》P4  3.4.1柴油机消防泵组冷却系统应按 49℃环境温度设计，并应满足泵性能曲线上任一点工况下的散热需求。

★ T/CECS 718－2020《柴油机消防泵组技术规程》P4  3.4.2柴油机消防泵组安装在地下泵房时，宜采用热交换器型冷却系统，柴油机消防泵组安装在地上泵房时可采用散热器型的冷却系统。

★ GB 6245-2006 《消防泵》P13  9.9.6柴油机冷却系统

9.9.6.1应采用热交換器或散热器型的系统；

9.9.6.6散热器的设计应保证在空气滤清器处进气温度为49℃时仍能保证柴油机不超过其允许操作温度。散热器应包含至柴油机的管路及排气侧的法兰盘，挠性管路可通过从该法兰盘将风扇排气侧与排气通风口/设备连接起来。”

五、排气系统

5.1柴油机消防泵动力单元的火花熄灭器（低阻力火花熄灭消声器）

动力单元标配低阻力火花熄灭消声器，柴油机机经过长期使用，排气管会积累大量碳粒，当脱落碳粒遇到高温气体时，碳粒会燃烧并产生火花（火星）从排气管飞出。如果排气口现场存在可燃气体或有机粉尘，就会引起火灾或爆炸等严重危害公共安全的事故。为了避免事故发生，危险区域内（如：棉花收运、粮食加工、煤矿动力、石油开采、石油化工、油气储运……）运行的柴油机排气出口必须安装火花熄灭器，可有效防止火花飞出。

免维护型柴油机低阻力火花熄灭消声器，安装在发动机排气管的出口，用于拦阻、熄灭排气管排出的火花、火焰及降噪装置。

功能1：低阻力熄灭火花。

功能2：排气降噪，可同时替代普通工业级的排气消声器。

相关标准要求：

★ GB 13365-2005 《机动车排气火花熄灭器》。

★ GB 20800.1 -2006 《爆炸性环境用往复式内燃机防爆技术通则》第1部分：可燃性气体和蒸汽环境用Ⅱ类内燃机 P6  4.10 火星熄灭器。

★ SH/T 3218-2022 《石油化工消防设施维护保养技术标准》P6  5.2.2  k）柴油机排气管路在应设置火花熄灭器的地方设置了普通的储罐阻火器时，会对柴油机的正常运行带来很大的影响，应及时更换。条文说明：柴油机消防水泵房排气出口有易燃易爆气体风险的，排气管道应安装火花熄火器。

★ SH/T 3219-2022《石油化工消防泵站设计规范》P9  9.2.8  d）排气管出口宜安装火花熄灭器等阻火设施，并宜采用不发火花的消声器兼做阻火功能。

★ T/CECS 718－2020《柴油机消防泵组技术规程》P6  3.6.1每台柴油机消防泵组应设置独立的排气系统，且综合排气阻力不得超过柴油机制造商规定的限值，并应符合下列规定：……6排气管道应有防止雨水灌入和小动物进入的措施，出口宜采取火花消除措施，并应远离可燃物； ……。

六、连接要求

6.1柴油机消防泵的联轴器（万向节联轴器）

万向节联轴器是无弹性元件的全金属挠性联轴器，不仅能传递运动和转矩，而且具有不同程度的轴向、径向、角向补偿性能，比较适合震动较大的柴油机动力驱动的水泵，是重型机械与柴油机消防泵的标准配置。

相关标准要求：

★ T/CECS 718－2020《柴油机消防泵组技术规程》P7 3.8.1 柴油机与消防泵应采用挠性连接方式连接，当柴油机与水泵水平连接时，应符合下列规定：

1  柴油机应通过挠性联轴器或挠性传动轴与水泵连接。挠性联轴器应直接安装在柴油机飞轮盘适配器或外伸轴上；

2  联轴器的结构应满足在不拆卸柴油机和水泵的情况下可分离的要求；

3  联轴器的结构应满足在无须分离水泵与柴油机的情况下更换弹性件的要求；

七、消防泵用柴油机控制箱

7.1控制箱的组成

控制箱由柴油机控制器SY-DEC-F010、水泵协调模块S Y-WPC-F090、信息显示模块SY-DCP-F070以及其他相关指令开关、按钮组成，是专为适应消防和应急供水而设计的自动控制器。控制器采用分布式安装的架构， 由多个模块选配组成，模块之间通过 CAN总线方式连接。

集成了数字化、智能化，用于柴油机组消防供水自动化及监控系统，实现自动开机／停机、数据测量、报警保护功能。检测数据与状态可以通过RS485或SAEJ1939发送到PC，适用于各类型柴油机消防供水自动化系统。

性能特点

1、32 位 ARM 单片机。

2、工作电压DC8~35V电压。

3、MODBUS 通信协议，可实现遥控、遥测、遥信、多机组并网。

4、具有实时日历、时钟及运行时间累积功能，数据存储功能可现场翻阅。PC导入功能。

5、具有自动巡检功能，巡检周期时长可设置(警告、报警停机)。

6、具有调速功能，可通过调速稳定出水压，具有恒速与恒压可选模式。

相关标准要求：

★ T/CECS 718－2020《柴油机消防泵组技术规程》P7 3.9.1 柴油机消防泵组控制系统或控制柜应具备巡检提示、信息记录、数据传输功能，并应符合现行国家标准《固定消防给水设备 第 5 部分：消防双动力给水设备》GB 27898.5 的有关规定。

★ T/CECS 718－2020《柴油机消防泵组技术规程》P8 3.9.2 柴油机消防泵组巡检操作装置应具备手动盘车功能。