виды, технические характеристики, принцип действия

Пожарная система водоснабжения представлена сочетанием самых различных узлов, которые обеспечивают своевременную подачу воды под большим давлением. Транспортировка потока в системе под давлением обеспечивается за счет установки насосной станции. Встречается просто огромное количество различных вариантов исполнения насосных станций, все они характеризуются своими определенными достоинствами и недостатками. Рассмотрим виды насосов, их основные характеристики и многие другие моменты подробнее.

Виды и классификация пожарных насосов

Для тушения пожара может применяться самое различное насосное оборудование. В зависимости от принципа действия выделяют следующие варианты исполнения:

1. Объемные.
2. Динамические.

В группу объемного оборудования включаются следующие конструкции:

1. Поршневые. Сочетание штока с поршнем для транспортировки водяного потока применяется в течение длительного периода. Поршневая конструкция характеризуется тем, что основной элемент совершает возвратно-поступательное движение. Недостатком поршневых моделей назовем относительно невысокую надежность.
2. Шестеренные. На протяжении длительного периода применялись конструкции, внутри которых вода транспортируется за счет шестерен. Они расположены в герметичном корпусе, создают центробежную силу для транспортировки воды.
3. Водокольцевые и пластинчатые варианты исполнения также получили весьма широкое распространение. Они устанавливаются в качестве основного узла системы автоматического пожаротушения в различных сооружениях.

Группа динамических устройств довольно обширна. В нее включаются следующие устройства:

1. Водоструйные.
2. Струйные.
3. Газоструйные.
4. Вихревые.
5. Инерционные.
6. Лопастные.
7. Жидкостного трения.
8. Центробежные.

Классификация насосов может проводится и по показателю создаваемого давления. Выделяют три основные группы:

1. Нормального давления. В этом случае поток на выходе подается под напором 2 Мпа.
2. Группа с высоким давлением характеризуется тем, что напор варьирует в пределе от 2 до 5 Мпа.
3. Комбинированные устройства характеризуются тем, что имеют элемент регулировки показателя давления.

Самое большое распространение получили центробежные насосы. Это связано с их высокой надежностью в применении и многими другими особенностями.

Принцип действия центробежной конструкции

Довольно большое распространение получили центробежные насосы. Они характеризуются определенной конструкцией, которая обеспечивает бесперебойную подачу воды. Среди конструктивных особенностей отметим следующие моменты:

1. Устройство представлено герметичным корпусом, который получается методом литья. При изготовлении корпуса применяется сплав, обладающий высокой коррозионной стойкостью.
2. Внутри устройства есть колесо с лопастями, предназначенное для транспортировки воды. Каждая лопасть захватывает водяной поток, за счет чего обеспечивается транспортировка среды.
3. На момент работы вода движется по кругу. За счет этого создается центробежная сила, за счет которой вода прижимается к стенкам корпуса.
4. В корпусе по кругу расположены различные отверстия, за счет которых и обеспечивается отведение воды с рабочей камеры.
5. Для того чтобы исключить закручивание воды на выходе устанавливается специальный разделитель. Скорость увеличивается за счет уменьшения диаметра отверстия к выходу.

В целом можно сказать, что конструкция довольно проста и надежна в применении. Рассматриваемый принцип действия определяет довольно большое количество достоинств у подобного насоса.

В чем заключаются плюсы и минусы

У насосов центробежного типа есть довольно большое количество достоинств и недостатков, которые должны учитываться. Плюсами можно назвать следующие моменты:

1. Равномерность подачи жидкости без пульсации.
2. Простое обслуживание и управление.
3. Надежность в эксплуатации. При обеспечении требуемой защиты от воздействия окружающей среды устройство может прослужить в течение длительного периода, при этом вероятность появления течи сводится практически к нулю.
4. При засорении трубопровода давление в системе не повышается. Именно поэтому исключается вероятность повреждения конструкции по причине резко возрастающей нагрузки.
5. Оборудование не нуждается в сложном приводе от двигателя. За счет этого существенно упрощается процедура монтажа.
6. Конструкция имеет небольшую массу, за счет чего обеспечиваются удобные условия для монтажа и транспортировки.
7. Компактные габариты также упрощают процесс установки. При этом для насоса требуется небольшое количество свободного места.

Плюсов у центробежных насосов довольно много, что и определяет их довольно широкое распространение. Однако есть и несколько существенных минусов:

1. Всасывающая линия должна предварительно заполняться водой. Для этого могут устанавливаться дополнительные насосы, которые усложняют конструкцию и делают ее более громоздкой.
2. Эксплуатация не может проводится при условии большого количества воздуха в трубопроводе. Это связано с тем, что он существенно снижает давление. Именно поэтому часто устанавливается вакуумная установка для прогонки воздуха.

Другие варианты исполнения насосов обладают своими достоинствами и недостатками, которые также должны учитываться.

Судовые насосные установки

Система автоматического пожаротушения может устанавливаться на судах. Она исключает вероятность распространения огня по судну, что может привести к серьезным последствиям. Довольно большое распространение получили следующие установки:

1. Автоматические и ручные спринклерные.
2. Водопожарные.
3. Водораспылительные.
4. Водяные завесы.
5. Системы водяного орошения.
6. Углекислые установки.
7. Система пенотушения.
8. Системы инертных газов.
9. Порошковые установки.

Тип применяемого тушащего состава во многом определяет конструктивные особенности устройства насоса. Примером можно назвать то, что некоторые предназначены для непосредственной подачи порошка, другие работают с пенными составами. Выбор подходящего устройства проводится в зависимости от условий эксплуатации.

Особенности пожарных насосных станций

Довольно высокой эффективностью характеризуются специальные пожарные насосные станции. Они предназначены для подачи воды в зону горения. Классическая конструкция представлена сочетанием следующих элементов:

1. Различной запорной арматуры. Для того чтобы повысить область применения насосной станции проводится установка нескольких запорных элементов. Они предназначены для перекрытия и открытия потока. В последнее время в качестве запорной арматуры применяется шаровой кран, который может прослужить в течение длительного периода. При изготовлении корпуса и других элементов применяется нержавеющая сталь, обеспечивающая длительную коррозионную стойкость.
2. Группа центробежных насосов, которые обеспечивают передачу воды. Главный насос предназначен для непосредственного формирования давления, вспомогательный для предварительного всасывания воды. Особое внимание уделяется креплению насосов, для этого применяется сварка и другие крепежные элементы.
3. Напорного и всасывающего коллектора. Всасывающий предназначен для забора воды от источника, напорный подсоединяется к трубопроводу или пожарному рукаву. Диаметр коллекторов во многом зависит от производительности оборудования.
4. Контрольно-измерительные приборы. Для контроля давления в системе устанавливается специальный измерительный элемент, получивший название манометр.
5. Шкаф управления. Управлять оборудованием можно специальным блоком управления, который может быть электрическим или механическим.

Рекомендуется проводить установку рассматриваемой конструкции в помещениях с высоким показателем пожарной безопасности.

Особенности модели ПН 40

Чаще всего проводится установка пожарного насоса модели ПН 40. Это связано с тем, что она характеризуется весьма высокими эксплуатационными характеристиками. Особенностями назовем следующие моменты:

1. При подключении к гидранту высота создаваемого ствола составляет 60 метров. Этот момент определяет то, что устройство применяется в самых различных помещениях.
2. Высокое значение КПД. Этот параметр определяет то, что обеспечивается сниженная нагрузка на двигатель и уменьшается количество потребляемого топлива.
3. Подобная модель может устанавливаться при оснащении системы, которая предназначена для смешивания пены и ее подачи. Производительность системы составляет около 50 л/с.
4. Модернизированный дозатор обеспечивает плавную и точную регулировку подаваемого вещества. За счет этого обеспечивается высокая экономичность.
5. Устанавливаемый сальник изготавливается при применении износоустойчивых материалов. Именно поэтому обслуживание не требуется в течение длительного периода.

Установку модели ПН 40 может проводить специалист и обычные люди без соответствующей подготовки. Служит устройство в течение длительного периода, характеризуется высокой надежностью.

В заключение отметим, что при выборе насоса следует учитывать эксплуатационные условия. В некоторых случаях подходят центробежные варианты исполнения, в других поршневые. Важным моментом можно назвать популярность бренда, так как известные производители вкладывают много средств в разработку современных технологий и применяют качественные материалы при изготовлении.

Насосы для пожарного водопровода — Насосы, насосные станции JETEX

• Главная
• Информация
• Статьи

Задать вопрос

Наши специалисты ответят на любой интересующий вопрос по оборудованию.

Пожар является стихийным и неконтролируемым процессом, который наносит огромный ущерб материальным ценностям и представляет угрозу для жизни, здоровья и благополучия людей.

В результате одним из неотъемлемых условий безопасной эксплуатации различных объектов, в числе которых промышленные и административные здания, многоквартирные дома, коммерческие структуры и прочие типы сооружений, является организация эффективных противопожарных систем. Наиболее распространены системы водяного пожаротушения, которые представляют собой комплекс инженерных сооружений и технических средств, используемых для оперативной подачи жидкости от источника водозабора к месту возгорания.

Важнейшие задачи в таких системах выполняет насосное оборудование, которое отвечает за стабильную и бесперебойную подачу воду и ее перемещение по сети пожарного водопровода. Правильный подбор таких гидравлических установок определяет возможность полноценного функционирования всей системы в целом и качественного выполнения задач, на решение которых она направлена.

Основные характеристики и особенности пожарных насосов

Основным отличием пожарных насосов от стандартных установок для перекачки воды, является соответствие оборудования всем актуальным требованиям и нормам ГОСТ, принятым на территории РФ для систем пожаротушения. Такие нормы регламентируют уровень качества и надежности оборудования при использовании его в виде водопитательного элемента в сети пожарного водопровода.   

Основные параметры, определяющие эффективность и функциональность насосного оборудования:

• Производительность. Отображает объем жидкости, который способен перекачать насос за единицу времени (как правило, один час). В показатели производительности включается только фактический объем транспортируемой вредной среды, без учета обратных утечек.
• Коэффициент полезного действия. Показывает соотношение между полезной и фактической мощностью оборудования. Стоит отметить, что у современных насосов эти параметры практически совпадают, что обеспечивает высочайший КПД оборудования.
• Напор (высота подъема струи). Это значение измеряется в метрах и отображает разность удельных механических энергий водной среды при входе в установку и после выхода из нее.
• Высота всасывания. Характеризует расстояние между горизонтальной осью и поверхностью рабочей среды.
• Частота вращения вала и прочее.

Применение

Пожарные насосы используются при обустройстве наружных и внутренних пожарных водопроводов, а также станций пожаротушения. Основные объекты, на которых востребована эксплуатация оборудования:

• Промышленные предприятия.
• Многоквартирные здания.
• Офисные, складские и административные комплексы.
• Объекты социального значения.
• Противопожарные станции.
• Общественные здания и многое другое.

Классификация

Насосы для пожарного трубопровода по принципу своего действия подразделяются на:

• Динамические. Такие гидравлические устройства функционируют за счет сил инерции и подходят для транспортировки загрязненных жидкостей. Благодаря непрерывному всасыванию жидкости оборудование отличается незначительной шумностью.
• Объемные. Такие насосы перемещают жидкость за счет поочередного уменьшения и расширения объема камеры. Наиболее распространенным вариантом объемных насосов являются поршневые устройства.

По параметрам давления насосы противопожарные делятся на три группы:

• Нормального давления (показатели на выходе составляют не более 2 Мпа).
• Высокого давления (показатели в диапазоне 2-5 Мпа).
• Комбинированные, объединяющие свойства установок нормального и высокого давления.

Центробежные насосы для обустройства пожарных водопроводов

Наиболее распространенным типом оборудования являются именно центробежные насосные установки, которые выполняют подачу жидкости и обеспечивают ее перемещение по сети трубопроводов. Главным элементом таких устройств является лопастное рабочее колесо. При вращении колеса лопасти загребают воду, которая движется по кругу и постепенно вытесняется из центра к периферии под воздействием центробежных сил. Возникающая при этом разность давлений обеспечивает выталкивание жидкости в водопровод и ее одновременное засасывание из источника водозабора, что обеспечивает непрерывную циркуляцию рабочей среды по сети.

В числе важных достоинств центробежных насосов можно выделить следующие особенности:

• Стабильность работы в условиях частых простоев и интенсивных нагрузок.
• Высокий КПД.
• Выраженная мощность при умеренных габаритах насоса.
• Плавный ход, исключающий возможность гидравлических ударов по системе.
• Длительный срок службы при правильном подборе и соблюдении всех правил эксплуатации.
• Возможность водозабора из различных типов источников за счет широкого разнообразия типов и моделей.
• Простота монтажа.
• Продолжительный безремонтный период работы.
• Простота в обслуживании насосов и проведении ремонта при возникновении неисправностей.

Насосы для повышения давления в пожарных водопроводах

В случае недостаточного давления в сети централизованного водоснабжения или при обустройстве противопожарных систем для высотных зданий одним из элементов комплектации являются повысительные насосы. В качестве повысительного оборудования системы комплектуются одно- и многоступенчатыми центробежными насосами. Определенный тип оборудования подбирается на основании требуемой производительности.

Погружные пожарные насосы

Оборудование погружного типа полностью находится в воде, что обеспечивает возможность его самостоятельного охлаждения. В системах пожаротушения такие установки могут выполнять следующие задачи:

• Забор воды из резервуаров или открытых водоемов.
• Комплектация систем спринклерного или гидратного пожаротушения с использованием насоса в качестве основного или резервного устройства.

Насосные станции пожаротушения

При обустройстве систем водяного пожаротушения пожарные насосы часто применяются не в качестве самостоятельного оборудования, а в составе насосных станций, установка которых позволяет автоматизировать процесс подачи воды для локализации возгорания. Конструкционно такие станции состоят из следующих элементов:

• Насосные агрегаты, представленные основными и резервными устройствами.
• Всасывающие и нагнетательные трубопроводы.
• Резервуары.
• Арматура.
• Элементы автоматизации и контроля для эффективного управления всей системой.

Мощные насосы для противопожарных систем напрямую от производителя

Российский производитель «JETEX» предлагает обширный каталог противопожарных станций и насосов для оснащения пожарных водопроводов. К важным преимуществам нашей компании можно отнести следующее:

• Высокое качество, надежность и эффективность насосного оборудования.
• Обширный ассортимент продукции, который регулярно пополняется новыми моделями и типовыми решениями.
• Создание индивидуальных решений под требования конкретных систем.
• Подробные технические консультации по вопросам подбора, эксплуатации и обслуживания насосов.
• Доступные цены, обеспечиваемые наличием собственного производства, территориально базирующегося в России.
• Расширенная гарантия.
• Полное послепродажное сопровождение.
• Стабильное наличие запчастей, обеспечивающее ремонтопригодность оборудования и простоту его обслуживания.

Чтобы получить подробную информацию о насосном оборудовании для пожарных водопроводов, свяжитесь с нашими специалистами по контактному телефону или посредством заявки, оставленной через форму на сайте. 

Заказать услугу

Оформите заявку на сайте, мы свяжемся с вами в ближайшее время и ответим на все интересующие вопросы.

Поделиться ссылкой:

Вернуться к списку

типов пожарных насосов | NFPA

NFPA Today — 02 апреля 2021 г.

Вернуться на целевую страницу блогов

Выше указано: Институт гидравлики

Пожарные насосы являются важной частью многих систем пожаротушения на водной основе. Они используются для увеличения давления (измеряемого в фунтах на квадратный дюйм и бар) источника воды, когда этот источник не подходит для системы, которую он снабжает. Они обычно встречаются в зданиях, которые, как правило, имеют высокий спрос, таких как высотные здания или склады. В этом блоге будут рассмотрены различные типы пожарных насосов, доступные дизайнерам.

Существует множество типов пожарных насосов. Важно выбрать правильный тип насоса для проекта установки, чтобы избежать чрезмерных затрат и чрезмерного давления, которое может повредить вашу систему. Если не принять во внимание все факторы, это может привести к тому, что установка насоса не будет соответствовать необходимым требованиям по давлению, что может потребовать установки нового насоса.

Существует две основные категории насосов: объемные и центробежные.

Насосы прямого вытеснения

Насосы прямого вытеснения характеризуются методом создания потока путем захвата определенного объема воды за один оборот насоса и выталкивания его через напорную линию. Насос для велосипедных шин является примером поршневого насоса, который мы обычно видим. Объемные насосы прямого вытеснения создают очень высокое давление, но имеют ограниченный объемный расход по сравнению с центробежными насосами. Они не так распространены, поскольку имеют специальное применение, в первую очередь с системами водяного тумана и пены-воды.

Центробежные насосы 

Центробежные насосы являются наиболее распространенными пожарными насосами и используются в большинстве систем. В центробежных насосах давление создается в основном за счет действия центробежной силы или вращения. Вода в центробежных насосах поступает во всасывающий патрубок и проходит к центру рабочего колеса. Вращение крыльчатки, в свою очередь, под действием центробежной силы направляет воду к ободу, где она сливается. Центробежные насосы могут перекачивать большие объемы воды, обеспечивая высокое давление.

Ниже приведены различные конфигурации насосов центробежного типа:

Горизонтальный насос с разъемным корпусом

В горизонтальном насосе с разъемным корпусом поток разделяется и поступает на рабочее колесо с противоположных сторон корпуса насоса. Как следует из названия, это насос с разъемным корпусом, который можно открыть для доступа к насосу для обслуживания, и который соединен с приводом горизонтальным валом.

Они очень надежны, имеют широкий диапазон номинального расхода и давления, просты в обслуживании благодаря относительно легкому доступу к разъемному корпусу и могут использоваться как с электрическими, так и с дизельными приводами. Однако для них также обычно требуется больше всего места среди всех типов пожарных насосов.

Кредит: Институт гидравлики

Вертикальный турбинный насос

Вертикальный турбинный насос — это единственный тип насоса, разрешенный стандартом NFPA 20, для установки стационарных насосов для противопожарной защиты , который может запускаться при отрицательном давлении всасывания или брать воду под условиях подъема, например, из источника ниже уровня земли, такого как река или земляной резервуар. Эти насосы можно использовать с источниками сырой воды, такими как пруды, озера и реки. Вертикальные турбинные насосы имеют широкий диапазон мощностей и давлений, их можно использовать с дизельными и электрическими приводами.

Встраиваемый насос

Встраиваемые насосы полезны в условиях ограниченного пространства. Они могут приводиться в движение как вертикальным, так и горизонтальным валом (с торцевым всасыванием). Типы с вертикальным валом, которые являются наиболее распространенными, имеют привод, расположенный непосредственно над насосом. Как правило, это одни из менее дорогих устройств, которые занимают наименьшее количество места, но они также являются одними из самых дорогих в ремонте. Техническое обслуживание и ремонт насоса могут быть затруднены, потому что двигатель необходимо снять и снять, чтобы получить доступ к насосу, в отличие от блока с разъемным корпусом. У этих насосов всасывающий фланец и нагнетательный фланец находятся примерно в одной плоскости. Встроенные насосы имеют ограниченную производительность, обычно не более 1500 галлонов в минуту (5678 л/мин), и их можно использовать только с электрическим приводом , что ограничивает их потенциальное применение.

Предоставлено: Xylem — Пожарный насос переменного тока вход. Производительность этих насосов обычно ограничена примерно 1500 галлонов в минуту (5678 л/мин). По сравнению с горизонтальными пожарными насосами с разъемным корпусом они более компактны и требуют меньше места для установки в пожарном насосном отделении, где доступное пространство является проблемой. Концевые всасывающие насосы могут использоваться как с электрическим, так и с дизельным приводом.

Многоступенчатый многоходовой насос

Многоступенчатый многоходовой насос использует один привод, который может быть либо электродвигателем, либо дизельным двигателем, который соединяется с насосом с несколькими рабочими колесами последовательно в одном корпусе, приводимом в движение горизонтальным валом. Корпус имеет несколько портов или выпускных отверстий, обеспечивающих различное давление — каждый порт имеет повышенное давление от последовательных импеллеров.

Предоставлено: API International LLC / Western States Fire Protection Company

Например, один многоступенчатый многоходовой насос может быть установлен в 30-этажном высотном здании. Здание может быть разделено на три зоны, где многоступенчатый многоходовой насос, оборудованный тремя выпускными отверстиями, будет использовать каждое выпускное отверстие для зоны. Первый имеет выходное давление 100 фунтов на квадратный дюйм (6,9 бар) и питает нижние этажи или нижнюю зону (от земли до 9-го этажа), второй имеет выходное давление 175 фунтов на квадратный дюйм (12,1 бар) и питает средние этажи или среднюю зону (с 10-го по 19-й). ), а третий имеет давление нагнетания 300 фунтов на квадратный дюйм (20,7 бар) и питает верхние этажи или верхнюю зону (с 20-го по 30-й).

Использование многопортовых пожарных насосов может привести к: 

• Требуется меньшее количество насосов
• Меньше трубопроводов и клапанов, так как один насос может устранить необходимость в некоторых регулирующих клапанах и устройствах для снижения давления
• Резервуары для хранения воды на межэтажных перекрытиях не требуются
• Меньшие нагрузки на конструкцию и связанные с этим затраты, поскольку может потребоваться только один насос
• Энергосбережение, так как будет потребляться меньше электроэнергии и/или топлива. Меньшее загрязнение также является потенциальным преимуществом.

Заключение 

В конечном счете, существует несколько разных насосов, которые можно использовать в различных ситуациях. Когда потребность вашей системы превышает то, что может обеспечить ваше водоснабжение, пришло время посмотреть, что может сделать пожарный насос, чтобы помочь преодолеть этот разрыв. Дополнительные рекомендации см. в NFPA 20 для требований к установке и в стандарте NFPA 25 для проверки, испытаний и обслуживания систем противопожарной защиты на водной основе для требований ITM.

Сообщите нам в комментариях ниже, каков ваш опыт работы с этими системами.

Важное примечание: Любое мнение, выраженное в этой колонке (блог, статья), является мнением автора и не обязательно отражает официальную позицию NFPA или ее технических комитетов. Кроме того, эта статья не предназначена и не должна использоваться для предоставления профессиональных консультаций или услуг.

ТЕМЫ:

• Системы противопожарной защиты

Загрузите информационный бюллетень по основам пожарных насосов

Скачать

Брайан О’Коннор

Инженер технической службы

Подробнее Брайан О’Коннор

Связанные статьи

24 АПРЕЛЯ 2023 ГОДА

Восстановленная сельская пожарная станция в Северной Дакоте теперь защищена спринклерами

30 МАРТА 2023 ГОДА

Пожар в Сьюдад-Хуаресе, унесший жизни 39 человек«Этого не должно было случиться», — считает эксперт по пожарной безопасности

20 МАРТА 2023 ГОДА

Противопожарная и дымовая заслонка ITM

27 ФЕВРАЛЯ 2023

Фонд исследований в области противопожарной защиты объявляет награду SUPDET Best Paper Awards 2022

27 ФЕВРАЛЯ 2023

Как NFPA 13 решает проблему хранения поддонов?

13 ФЕВРАЛЯ 2023

Мобильные системы хранения энергии

Пожарные насосы, их применение и размеры | Консультации

Цели обучения

• Знать различные типы пожарных насосов, включая принципы работы, типы и варианты привода, а также их применение.
• Узнайте, как определить размер насоса в зависимости от наиболее требовательного фактора.
• Понимание других компонентов, необходимых для проектирования системы пожарного насоса.

Пожарные насосы являются неотъемлемой частью большинства систем противопожарной защиты, поскольку они допускают строительство более высоких зданий, трубопроводов меньшего размера и более высокое давление и скорость потока в системах. Насосы неправильного размера или выбранные насосы могут привести к созданию недостаточного давления или расхода, что может вызвать несколько проблем:

• Системы работают неправильно.
• Формы распыления от разбрызгивателей не развиваются должным образом.
• Недостаточное давление в клапанах шлангов наверху высотного здания.
• Слишком большое давление, приводящее к разрыву и разрыву компонентов во время использования.

Чтобы определить размер и выбрать правильный насос, важно иметь представление о различных принципах работы, типах, приводах и областях применения пожарных насосов.

Существует два основных принципа работы перекачки воды: центробежный и объемный.

Центробежные насосы используют принцип вращения для создания центробежных сил — вода начинается в центре крыльчатки и по мере вращения крыльчатки выбрасывается к внешним частям крыльчатки. Это похоже на катание на карнавале; по мере того, как поездка ускоряется, люди внутри прижимаются к стене. Чем быстрее вращение, тем больше силы прилагается к людям внутри.

Прямое вытеснение использует принцип захвата выбранного количества жидкости за один оборот и использования механического процесса для вытеснения этой жидкости. Подумайте о воздушном компрессоре с внешним источником энергии и поршнями для сжатия воздуха. Определенный объем попадает в камеру, когда поршень внизу и впускное отверстие открыты. Когда внешний двигатель вращается, впускной вал закрывается, а поршень выталкивается вверх. В случае воды и жидкостей на водной основе они не могут быть сжаты, поэтому они создают давление при движении поршня вверх. Как только выпускной клапан открыт, эта вода может вытекать из камеры.

Каждый из принципов работы имеет свои преимущества и недостатки. Центробежные насосы лучше работают при более высоких скоростях потока по сравнению с объемными насосами, которые обеспечивают постоянный поток в диапазоне давлений и обычно имеют низкую скорость потока и более высокое давление. Популярным применением центробежных насосов являются малоэтажные и высотные здания, а также центральные насосные станции общего пользования/кампусов. Насосы прямого вытеснения используются для перекачки жидкостей, которые не всегда являются водой, например пенообразователя, или в системах, требующих высокого давления воды, таких как системы водяного тумана.

Типы пожарных насосов

Объемные насосы бывают двух основных типов: поршневые и роторные. Поршневой описан выше и состоит из насосов плунжерного типа. Насосы роторного типа используют вращающийся внутренний механизм, такой как лопастные насосы, для захвата воды и перемещения ее через камеру насоса. Это похоже на роторные двигатели в некоторых автомобилях — внутри специально разработанной камеры вращается центральная лопасть или ротор с лопастями и нагнетает воду через корпус насоса. Выбранный объем воды захватывается при каждом вращении лопастями и лопастями, и в систему добавляется давление.

Центробежные насосы бывают нескольких типов: горизонтальные с разъемным корпусом, вертикальные рядные, с вертикальным линейным валом и насосы с односторонним всасыванием. Горизонтальный разъемный корпус является одним из самых популярных насосов, используемых в строительстве из-за его диапазона расхода и давления, который соответствует большинству зданий. Горизонтальные насосы с разъемным корпусом характеризуются корпусом, который разделен пополам и скреплен болтами. Приводной двигатель или двигатель и рабочее колесо расположены параллельно друг другу и соединены друг с другом валом. Двигатель/двигатель и крыльчатка установлены на раме насоса, при этом двигатель/двигатель и крыльчатка могут вращаться вокруг своей горизонтальной оси.

Вертикальные рядные насосы аналогичны горизонтальным разъемным корпусам тем, что в них используется двигатель, установленный параллельно рабочему колесу, но в случае линейных насосов рабочее колесо и двигатель установлены с возможностью вращения вокруг своей вертикальной оси с двигатель чаще всего располагается над крыльчаткой. Это создает решение для узких насосных комнат, поскольку они будут занимать меньше места.

Насосы с вертикальным линейным валом аналогичны вертикальным линейным насосам с двигателем и рабочим колесом, установленными с возможностью вращения вокруг вертикальной оси. Они отличаются тем, что насос с вертикальным валом использует длинный вертикальный вал для соединения либо с крыльчаткой, либо с набором крыльчаток, расположенных удаленно. Как правило, эти насосы используются для забора воды из источников, расположенных ниже насоса, таких как подземный колодец, озеро/пруд или резервуар для воды ниже уровня земли, где чистый положительный напор на всасывании слишком велик для насосов других типов.

Насосы с торцевым всасыванием уникальны тем, что вода обычно поступает в насос в горизонтальном направлении в центр насоса и выходит в вертикальном направлении.

Приводы пожарных насосов

В NFPA 20: Стандарт для установки стационарных насосов для противопожарной защиты описаны три типа приводов: электродвигатель, дизельный двигатель и паровая турбина. Двигатели/двигатели – это то, что приводит в движение крыльчатки и вращает валы, которые подают воду в системы.

Электрические двигатели являются наиболее распространенным типом привода и описаны в NFPA 20, глава 9. Это связано с простотой их использования, ограниченным количеством дополнительных элементов, необходимых для работы, и их экономической эффективностью. Электродвигатель получает электроэнергию от сети, генератора или другого утвержденного источника питания. Когда двигатель вращается, он вращает вал, соединенный с крыльчаткой.

Вторым наиболее часто используемым приводом является дизельный двигатель, описанный в главе 11. Дизельные двигатели являются хорошим выбором в местах, где силовая передача ненадежна, не рассчитана на нагрузку или не хватает аварийного питания, такого как генератор . Дизельный двигатель устанавливается на той же раме, что и насос. В системе используется двигатель внутреннего сгорания для вращения крыльчатки. В отличие от электродвигателей, насосы с дизельным приводом требуют гораздо большей инфраструктуры и обслуживания, таких как топливные баки для хранения дизельного топлива на месте, батареи для запуска двигателя, воздух для горения для двигателя, усиленная вентиляция и выхлопная система двигателя в помещении, а также система губернатора. Система регулятора важна из-за риска слишком большой мощности дизельного двигателя и слишком быстрого вращения крыльчатки.

Последний тип — это паровые турбины, описанные в главе 13. Они используются очень редко. Это связано с тем, что пар должен вырабатываться отдельным агрегатом (котлом, парогенератором и т. д.), и пар должен быть либо доступен в любое время, либо должна быть задержка во время выработки пара, и генераторы должны быть обеспечены аварийным топливом. и власть. Эти насосы можно увидеть только в старых установках, использующих пар для других процессов, таких как электростанции, фабрики и другие промышленные объекты. Как и дизельные двигатели, насосы с паровым приводом требуют регуляторов, чтобы не допустить чрезмерного вращения рабочего колеса.

Другой важной частью конструкции пожарного насоса является насос поддержания давления, обычно называемый жокейным или подпиточным насосом. Насосы используются для поддержания давления в системе без включения основного пожарного насоса, но они недостаточно мощны, чтобы удовлетворить потребности активной системы. Выбор размеров насосов сложен, так как NFPA 20 не дает четких указаний. В разделе 4.26.1 указано, что средства поддержания давления в системе должны быть обеспечены:

• Жокей-насосом.
• Установки прямого вытеснения с водяным туманом (в основном для систем с высоким давлением и низким расходом, таких как системы водяного тумана).
• Другие утвержденные методы.

Большинство инженеров по противопожарной защите используют правило 1% для определения расхода, принимая за расчет 1% номинального расхода основного пожарного насоса. Эмпирическое правило давления состоит в том, чтобы добавить 10 фунтов на квадратный дюйм к давлению в системе. Эти правила подходят не для всех приложений. Системы с более высокой скоростью утечки, такие как подземные трубопроводы, могут быть меньшего размера и не будут справляться с утечкой. Чтобы увидеть влияние на скорость утечки, обратитесь к NFPA 24: Стандарт для установки частных сетей пожарной службы и их принадлежностей, глава 10.

Один из способов определить, недостаточно ли мощности насоса, это включить пожарный насос, когда система не используется. Это означает, что жокей-насос не справляется со скоростью утечки. Слишком большие жокей-насосы создают эффект гидравлического удара. Это связано с тем, что насос быстро включается и хлопает. Насос также будет работать с короткими циклами, что может привести к повреждению насоса.

При проектировании пожарных насосов необходимо понимать два важных термина: кавитация и NPSH. Кавитация возникает, когда в потоке жидкости в насосе образуются небольшие паровые карманы. Когда карманы сталкиваются с поверхностью крыльчатки или достигают области высокого давления в насосе, они взрываются, вызывая повреждение окружающих компонентов, в первую очередь крыльчатки. Это вызвано тем, что давление жидкости падает ниже давления паров перекачиваемой жидкости. Это видно в местах, где насос расположен намного выше источника воды, это называется статическими потерями. В последнее время в некоторых частях страны предпринимаются попытки поднять насосы выше уровня поймы, что увеличивает риск кавитации. Другая причина – слишком низкое давление подачи. Это может быть связано со слишком большими потерями на трение в трубопроводе, вероятными причинами являются слишком маленький размер подающего трубопровода, фитинги с высокими потерями на трение, такие как превенторы обратного потока, клапаны и другие фитинги. Кавитацию легко обнаружить, начиная от проблем с насосами, удерживающими давление, и заканчивая изменением производительности системы, но один из самых быстрых способов определить ее — это звук, издаваемый насосом при работе. Для обычного насоса вы услышите гул двигателя и вращение крыльчатки. В кавитационном насосе это будет звучать так, как будто в насосе шлепает гравий или шарики. Как правило, это громкий звук, который можно услышать при работающем насосе, поэтому в идеале вы должны слышать его во время ежегодной проверки, а не при реальном пожаре, чтобы у вас было время пойти и устранить проблему.

Размер пожарного насоса

Пожарный насос предназначен для работы с самыми требовательными системами пожаротушения. В типичном здании, таком как высотный офис, на каждом этаже есть потребность в разбрызгивателе, а также в стояке. Другие типы зданий могут иметь пенопластовую систему для хранения мазута или пенопластовые системы для вертолетных площадок на крыше — или любое количество различных систем.

Первым шагом при выборе размера пожарного насоса является определение наиболее требовательной системы. В большинстве коммерческих зданий стояк является наиболее требовательной системой. Требования к конструкции напорной системы содержатся в NFPA 14: Стандарт по установке напорных и шланговых систем. Ниже приведен пример определения потребности в стояке. В этом примере для всех ссылок на разделы использовался NFPA 14-2016. Обязательно всегда проверяйте редакции применимого кода и эталонные стандарты, необходимые для проекта. Это можно найти в большинстве строительных норм и правил США в упомянутой главе стандартов.

Здание представляет собой новое высотное офисное здание высотой 280 футов до крыши, имеет четыре лестничные клетки и снабжено системой стояков класса I, с одним шланговым клапаном на каждом уровне каждой лестницы и без горизонтальных стояков снаружи лестницы. Здание полностью оросено и имеет полный аварийный генератор для систем безопасности жизнедеятельности, включая нагрузку для пожарного насоса.

В этом случае наиболее требовательной системой будет система стояка. Это можно подтвердить, выполнив гидравлический расчет наиболее требовательной спринклерной системы и сравнив его с расчетами системы стояков.

Чтобы определить расход пожарного насоса, мы используем NFPA 14-2016 Глава 7.

• Первый стояк имеет потребность в 500 галлонов в минуту, каждый дополнительный стояк добавляет 250 галлонов в минуту. Расчетная потребность составит 1250 галлонов в минуту (NFPA 14-2016 7.10.1.1.1 и 7.10.1.1.3).
• Однако существует ограничение в 1000 галлонов в минуту для полностью оросительных зданий, поэтому потребность падает до 1000 галлонов в минуту (NFPA 14 2016 7.10.1.1.5).

Чтобы найти требуемое давление, его следует рассматривать как:

• Потребность наверху + статические потери + потери на трение в трубе – давление исходной воды
• Потребность наверху здания составляет 100 фунтов на квадратный дюйм для системы класса I (NFPA 14-2016-7. 8.1).
• Статические потери и потери на трение в трубах можно определить, используя высоту здания и расположение трубопроводов, а также гидравлический расчет. Подробную информацию о гидравлических расчетах см. в NFPA 14-2016, глава 8.
  • Потери из-за подъема будут составлять 280 футов/2,31 (psi на фут) = 121 psi.
  • Потери в трубопроводе составляют еще 20 фунтов на квадратный дюйм, исходя из гидравлических расчетов.
• Было обнаружено, что давление подаваемой воды составляет 30 фунтов на квадратный дюйм при требуемом расчетном расходе.
• 100 psi + 121 psi + 20 psi – 30 psi = 211 psi – это давление, которое нам нужно добавить в систему с помощью насоса.

Потребность и давление падают в соответствии с площадью для центробежного насоса. В этом случае, поскольку нет подробной информации о размере помещения или других требованиях к пространству, мы можем выбрать горизонтальную турбину с разъемным корпусом или вертикальную турбину в зависимости от типов насосов и диапазонов производительности, указанных в Справочнике по противопожарной защите NFPA. 20-е издание.

Если определено, что спринклерная нагрузка является наиболее требовательной, например, на складе или в длинном многоквартирном доме, то размер насоса определяется исходя из гидравлической потребности спринклерной системы.

Компоненты пожарного насоса

Другими компонентами, которые необходимо учитывать, являются контроллеры для насосов. Именно они включают насосы и, в случае жокей-насоса, снова выключают. Это делается с помощью тонких сенсорных линий. У каждого насоса есть собственная линия, и она связана между контроллерами и нагнетательной или системной стороной насоса. Когда давление в трубопроводе падает, он дает сигнал контроллеру включить насосы. В случае жокей-насоса контроллер выключит его при достижении заданного давления.

Тестовые заголовки используются для проверки пожарного насоса, обеспечивая маршрут для протекания воды через насос, не направляя ее через остальную часть системы. Там, где используется соединение испытательного коллектора, оно находится на стороне нагнетания пожарного насоса и имеет размер в соответствии с номинальным размером пожарных насосов.