摘要：為了提升機電自動化供水設(shè)備在消防系統(tǒng)中的性能，本文分析了當前設(shè)備在應(yīng)用過程中存在的主要問題，如設(shè)備故障率較高、系統(tǒng)響應(yīng)速度慢、能耗過高以及維護困難等問題。研究通過加強設(shè)備的智能化監(jiān)控與自診斷功能、優(yōu)化設(shè)備設(shè)計與選型、采用節(jié)能技術(shù)以及加強預(yù)防性維護和管理等策略，提出了提升設(shè)備性能的具體技術(shù)措施。研究結(jié)果表明，通過這些技術(shù)策略的應(yīng)用，可以顯著提高設(shè)備的穩(wěn)定性、響應(yīng)速度和能效，降低系統(tǒng)運行成本，并延長設(shè)備的使用壽命。建議在未來的消防系統(tǒng)中，進一步推廣這些技術(shù)，確保設(shè)備高效運行，提高消防系統(tǒng)的應(yīng)急反應(yīng)能力。

關(guān)鍵詞：機電自動化；供水設(shè)備；消防系統(tǒng)；性能提升

引言

隨著現(xiàn)代城市建設(shè)水平和消防安全意識的提升，機電自動化供水設(shè)備作為消防系統(tǒng)中的核心組成部分，擔(dān)負著為消防滅火提供穩(wěn)定水源的重要任務(wù)。然而，在實際應(yīng)用中，機電自動化供水設(shè)備仍面臨諸多問題，影響了其在消防系統(tǒng)中的有效運行。設(shè)備故障頻發(fā)、響應(yīng)速度慢、能耗過高以及維護難度大等問題，導(dǎo)致了消防系統(tǒng)在關(guān)鍵時刻可能無法及時發(fā)揮作用。因此，研究如何提升這些設(shè)備的性能，優(yōu)化其在消防系統(tǒng)中的應(yīng)用，成為當前亟須解決的課題。

一、機電自動化供水設(shè)備構(gòu)成與功能

消防系統(tǒng)中的機電自動化供水裝置是運用機電與自動化技術(shù)實現(xiàn)水源自動補給、管控、監(jiān)測及調(diào)節(jié)的裝置，這類設(shè)備主要由以下幾部分構(gòu)成。水源系統(tǒng)：涵蓋水池、水塔、地下水源等，確保消防用水供應(yīng)的可靠性。該水源系統(tǒng)具備儲存充足水資源的職能，確?；馂?zāi)發(fā)生時水源及時供應(yīng)。泵站系統(tǒng)：泵站運用水泵將水源水位提升至預(yù)定壓力及流量，保障供水供應(yīng)的充分與穩(wěn)定。水泵一般配置電機，通過自動化調(diào)控系統(tǒng)調(diào)整其啟停及運行參數(shù)^[1]。管道與噴灑系統(tǒng)：管道系統(tǒng)將水流輸送到各消防設(shè)施，如噴頭、滅火器等。系統(tǒng)利用預(yù)設(shè)噴嘴或噴霧裝置將水源噴灑至火災(zāi)現(xiàn)場，進行滅火。自動化控制系統(tǒng)：由傳感器、可編程邏輯控制器（PLC）、變頻器等構(gòu)成，對供水系統(tǒng)實施自動監(jiān)測，全面掌握各項指標數(shù)據(jù)，依據(jù)消防要求進行動態(tài)調(diào)整，如水流大小、壓力程度等。消防監(jiān)控中心：保障實時監(jiān)控供水設(shè)施運作狀況，遇異常情況即觸發(fā)警報，保障設(shè)施安全穩(wěn)定運作。

該設(shè)備主要具備自動調(diào)控水壓與流量、自動啟動與停止、遠程監(jiān)控及故障警報等功能，確?；馂?zāi)發(fā)生時消防系統(tǒng)高效穩(wěn)定供水。

二、當前機電自動化供水設(shè)備在消防系統(tǒng)中應(yīng)用存在的問題

（一）設(shè)備故障率較高，影響系統(tǒng)穩(wěn)定性

眾多機電自動化供水設(shè)施在長期運行中，因部件老化磨損及環(huán)境因素影響，設(shè)備故障率大幅上升。水泵軸承磨損、電機出現(xiàn)故障、自動化控制系統(tǒng)中傳感器故障或線路損壞等，均直接影響系統(tǒng)的穩(wěn)固性。一旦發(fā)生設(shè)備故障，可能導(dǎo)致供水中斷或供水效能降低，消防系統(tǒng)無法及時供應(yīng)必要水量，進一步影響火災(zāi)撲救成效。此外，因設(shè)備故障難以被及時察覺和解決，處理效率降低。

（二）系統(tǒng)響應(yīng)速度慢，影響火災(zāi)撲救效率

消防系統(tǒng)需立即作出響應(yīng)，確保水源供應(yīng)，有效控制火災(zāi)。部分機電自動化供水設(shè)施的反應(yīng)速度偏慢，嚴重制約了滅火作業(yè)效率?？刂葡到y(tǒng)反應(yīng)延遲，傳感器數(shù)據(jù)反饋滯后，供水系統(tǒng)未能及時啟動并供給充足水量。特別是在火災(zāi)初期階段，供水延誤會導(dǎo)致火勢擴散，增加損失。供水壓力波動、水量不足等問題頻發(fā)，導(dǎo)致滅火系統(tǒng)難以高效運作^[2]。

（三）設(shè)備能耗較高，運行成本過大

鑒于消防設(shè)施使用率不高，眾多設(shè)施在非火警狀態(tài)下待命，仍需投入大量電力資源，造成能源無謂損耗。設(shè)備選擇不妥，設(shè)備功率偏高，實際需求有限，能源浪費及運營成本上升。高能耗導(dǎo)致系統(tǒng)運營費用增加，可能給生態(tài)環(huán)境帶來一定壓力，影響整體節(jié)能減排成效。

（四）設(shè)備維護困難，影響設(shè)備生命周期

維護管理機電自動化供水設(shè)備較為繁瑣，特別是在高度信息化、智能化系統(tǒng)中。該設(shè)備包含眾多高精度元件，如感應(yīng)器、電子控制部件等，一旦出現(xiàn)故障，往往難以憑借簡單檢查識別問題根源，增加了維護的復(fù)雜性。同時，系統(tǒng)內(nèi)的自動控制設(shè)施與感應(yīng)器常需周期性校驗與巡查，若保養(yǎng)不善，將導(dǎo)致設(shè)備性能降低，縮短設(shè)備使用周期。設(shè)備維修與調(diào)試多由專業(yè)人員負責(zé)，維護技能不足，設(shè)備維護難度增加。設(shè)備陳舊故障頻發(fā)，維護費用逐步提升，最終影響設(shè)備使用效果與使用壽命^[3]。

三、提升消防系統(tǒng)中機電自動化供水設(shè)備性能的技術(shù)策略

（一）加強設(shè)備智能化監(jiān)控與自診斷功能

隨著科技的不斷進步，我國機電自動化供水設(shè)備智能化程度不斷提升。強化設(shè)備智能化監(jiān)控及自檢能力，有效強化設(shè)備作業(yè)效能，降低故障發(fā)生率，增強消防系統(tǒng)的穩(wěn)定性。借助先進的傳感器及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可及時監(jiān)控設(shè)備，涵蓋水泵工作狀況、電機溫升、壓力檢測器數(shù)值、流量檢測器信息等核心指標。該數(shù)據(jù)可納入云端平臺實施遠程監(jiān)管，確保設(shè)備全天候自動監(jiān)控。

選用高精度壓力計、流量計、溫度計等，實時監(jiān)控設(shè)備運行狀況，運用大數(shù)據(jù)技術(shù)進行剖析，預(yù)測裝置可能發(fā)生的故障，如泵體損壞、傳感器故障等問題，有效降低設(shè)備故障發(fā)生率，提前預(yù)防故障。例如，水泵發(fā)生故障時，設(shè)備自動偵測并啟動警報，初步分析故障種類及成因。此舉措可降低人工干預(yù)程度，減少停機時長。運用智能化監(jiān)控體系，管理人員能遠程操控設(shè)備，如調(diào)整水泵操作參數(shù)、變換供水壓力等。對設(shè)備歷史運行數(shù)據(jù)進行分析，系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)運行參數(shù)，提升水泵運行效能，降低能耗，如表1。

（二）優(yōu)化設(shè)備設(shè)計與選型，提升設(shè)備穩(wěn)定性

設(shè)備設(shè)計及選型對機電自動化供水系統(tǒng)性能影響重大。恰當?shù)脑O(shè)備選型可提升設(shè)備運作效能，進一步降低故障發(fā)生率，增強系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性。設(shè)備選擇需兼顧消防系統(tǒng)實際需求，防止設(shè)計過度或選用不當設(shè)備。設(shè)備選擇需依據(jù)實際消防需求進行合理規(guī)劃，在挑選水泵時，應(yīng)根據(jù)最大流量需求及最大壓力需求作出選擇，防止選用尺寸過大或過小的工具。大型設(shè)備易導(dǎo)致能源損耗，小型設(shè)備難以滿足滅火要求^[4]。

在設(shè)計階段，應(yīng)改進系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，確保設(shè)備間協(xié)調(diào)一致、穩(wěn)定運行。例如，配置備用水泵及多余管道網(wǎng)絡(luò)，遇關(guān)鍵設(shè)施故障時，備用設(shè)施即刻啟用，保障系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定運作。在選型時，應(yīng)選用經(jīng)過嚴格質(zhì)量檢驗和認證的設(shè)備，確保其穩(wěn)固性和持久可靠性。對于運行條件較差的設(shè)備，須加強安全保障措施，確保設(shè)備在惡劣環(huán)境條件下持續(xù)可靠運作，如表2。

（三）采用節(jié)能技術(shù)，降低設(shè)備運行成本

1.變頻驅(qū)動技術(shù)（VFD）

變頻調(diào)速技術(shù)可依消防系統(tǒng)實際需求靈活調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速。本技術(shù)采用變頻器（VFD）裝置調(diào)節(jié)水泵電機轉(zhuǎn)速，滿足各類水壓及流量需求。傳統(tǒng)供水系統(tǒng)普遍以全速模式運作，造成了能源的大量損耗，運用變頻驅(qū)動技術(shù)可依系統(tǒng)負載變動調(diào)整水泵轉(zhuǎn)速，進而實現(xiàn)節(jié)能效果。根據(jù)研究，變頻技術(shù)可減少約30%—40%的能源消耗。變頻器（VFD）可降低水泵啟動時的瞬時電流沖擊，延長設(shè)備使用年限，降低維護頻率。

2.高效電機技術(shù)

高效電機是節(jié)能核心部件。常規(guī)電機運行時普遍具有較高的能耗水平，而高效電機依托先進材料和優(yōu)化設(shè)計，在功率相同的前提下，能減少電能消耗。例如，高效電機使用高性能磁性材料和低電阻電纜，大幅減少電力損失，采用高效電機可降低10%—20%的能源消耗。特別是在消防安全領(lǐng)域，高效電機可確保供水穩(wěn)定性，降低無效功率損耗，提升系統(tǒng)綜合運行效能。

3.智能化負荷調(diào)節(jié)

智能化負荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以實時監(jiān)測負荷變動，提升設(shè)備運行狀況。通過部署傳感器與智能調(diào)控系統(tǒng)，系統(tǒng)可實現(xiàn)實時跟蹤消防需求狀況，調(diào)整水泵作業(yè)時間與功率輸出。在需求不足時，自動調(diào)節(jié)水泵運行周期，防止空轉(zhuǎn)與超量消耗，節(jié)約能源。采用智能調(diào)節(jié)技術(shù)可降低能耗約30%，系統(tǒng)節(jié)能成效顯著。

4.余熱回收技術(shù)

高溫設(shè)備（如熱水泵及熱水管道）運行時會產(chǎn)生諸多廢熱，未充分利用的余熱會造成能源的大量浪費。余熱回收技術(shù)可將此類廢熱轉(zhuǎn)化為可利用的熱能或電能。例如，利用余熱回收設(shè)施將水泵、管道等設(shè)施產(chǎn)生的多余熱量轉(zhuǎn)換為能源，有效減少額外能源消耗。余熱回收技術(shù)可減少10%—15%能源使用量，有效減少設(shè)備運行費用，滿足環(huán)保標準要求。

（四）加強設(shè)備的預(yù)防性維護和管理

機電自動化供水設(shè)備高效運行的關(guān)鍵舉措之一是實施設(shè)備的預(yù)防性維護。通過周期性巡查、及時維護及數(shù)據(jù)導(dǎo)向監(jiān)控，設(shè)備使用周期得以顯著延長，降低突發(fā)性故障頻次，保障消防設(shè)施持續(xù)安全運作。定期對設(shè)備進行檢測與維護是預(yù)防設(shè)備出現(xiàn)故障的重要措施之一。水泵、管路及濾網(wǎng)等構(gòu)件應(yīng)定期進行檢驗，確保其免受塵埃、污垢、雜質(zhì)的阻塞。設(shè)備故障或效率降低可能由水泵濾網(wǎng)、管道沉積物等因素引起。進行周期性保養(yǎng)，可降低設(shè)備故障率，提升其運作效能，確保消防系統(tǒng)在應(yīng)急狀態(tài)下穩(wěn)定運行^[5]。

機電自動化供水設(shè)備一般依靠傳感器及控制系統(tǒng)實施監(jiān)控與調(diào)整。傳感器精度對設(shè)備運行狀況有直接影響，定期對傳感器及控制系統(tǒng)進行校驗極為關(guān)鍵。傳感器誤差容易導(dǎo)致系統(tǒng)實時響應(yīng)受阻，影響供水平均壓力及流量，進而影響滅火效果。例如，水壓檢測儀失準可能導(dǎo)致水泵啟停異常，進而拖慢系統(tǒng)響應(yīng)速度。定期對傳感器進行校驗，確保數(shù)據(jù)精確性，可增強系統(tǒng)的穩(wěn)固性，防止因數(shù)據(jù)失誤導(dǎo)致的錯誤操作。運用大數(shù)據(jù)分析與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可實施設(shè)備預(yù)測性維護。對設(shè)備運行數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，如振動、溫度、壓力等因素，提前對設(shè)備潛在故障進行排查與維修。例如，若水泵振動值超出標準范圍，可能預(yù)示某些部件存在磨損跡象，及時檢查并維護設(shè)備，可避免出現(xiàn)更嚴重故障。數(shù)據(jù)導(dǎo)向的保養(yǎng)策略有助于提升設(shè)備檢修的精準性，避免盲目核查及無謂停機，減少維修費用。

結(jié)語

機電自動化供水設(shè)備在消防系統(tǒng)中的作用不可或缺，提升其性能是確保消防系統(tǒng)有效運作的關(guān)鍵。通過加強設(shè)備智能化監(jiān)控、優(yōu)化設(shè)備設(shè)計與選型、采用節(jié)能技術(shù)以及加強設(shè)備維護管理等技術(shù)策略，可以有效解決當前設(shè)備應(yīng)用中的問題，提升設(shè)備的穩(wěn)定性和響應(yīng)速度，降低能耗并延長設(shè)備的使用壽命。研究結(jié)果表明，這些策略的實施將大大增強消防系統(tǒng)的應(yīng)急反應(yīng)能力，提高滅火效率，最終保障公共安全。未來，應(yīng)進一步推廣和完善這些技術(shù)，促進機電自動化供水設(shè)備的持續(xù)優(yōu)化和發(fā)展，為消防安全保障工作提供更強大的技術(shù)支持。

參考文獻

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作者簡介：劉岱旭（1989— ），男，漢族，河北保定人，本科，中級職稱，研究方向：機電自動化。