Выбор правильного расхода и давления пожарного насоса является одним из наиболее важных решений при проектировании или модернизации системы противопожарной защиты. Насос неправильного размера может не обеспечить подачу достаточного количества воды во время пожара, а насос слишком большого размера может увеличить затраты на оборудование, потребление энергии и проблемы с давлением в системе.
Для инженеров по пожарной безопасности, подрядчиков, консультантов и владельцев зданий выбор правильного размера пожарного насоса начинается с понимания двух фундаментальных параметров:расход и давление. Выбранный пожарный насос должен подавать требуемый расход воды под давлением, необходимым для наиболее требовательной части системы противопожарной защиты.
В этой статье объясняется, как правильно выбрать расход и давление пожарного насоса, какие факторы влияют на размер пожарного насоса и как избежать распространенных ошибок при выборе пожарного насоса.
Первым шагом при выборе пожарного насоса является определение его требований.дежурный пункт, также называемыйрасчетная точкаилиноминальный балл.
Рабочая точка состоит из двух ключевых значений:
Например, для системы противопожарной защиты может потребоваться насос, обеспечивающий подачу 1000 галлонов в минуту при давлении 120 фунтов на квадратный дюйм. Это означает, что насос должен быть способен подавать 1000 галлонов в минуту, сохраняя при этом необходимое давление в заданных рабочих условиях.
Правильный пожарный насос следует выбирать на основе гидравлических требований всей системы противопожарной защиты, а не просто выбирать насос с максимально возможным расходом или давлением.
Рабочая точка обычно определяется посредством гидравлических расчетов на основе проекта противопожарной защиты здания. В зависимости от применения в расчете могут учитываться автоматические спринклеры, стояки, шланговые станции, гидранты, водяные завесы, пенные системы или другое противопожарное оборудование.
Таким образом, понимание рабочей точки является основой правильного выбора размера пожарного насоса.
Расход пожарного насоса представляет собой объем воды, который насос должен подать в систему противопожарной защиты за определенный период.
Требуемый поток зависит от нескольких факторов, в том числе:
Для спринклерной системы требуемый расход обычно определяется гидравлическими потребностями наиболее требовательной проектной зоны, а также любым необходимым допуском на расход шланга.
Для систем с несколькими функциями противопожарной защиты требуемый расход может быть выше. Например, высотному зданию с спринклерами и колонками может потребоваться значительно больше воды, чем небольшому коммерческому зданию, защищенному только спринклерами.
Важно понимать, что наибольший размер трубы или наибольшая площадь здания не определяют автоматически требуемый расход пожарного насоса. Фактические требования к расходу должны быть установлены посредством правильно выполненного гидравлического расчета.
Распространенная ошибка – выбор насоса только по размеру трубы водоснабжения. Диаметр трубы может влиять на доступный расход и давление, но сам по себе он не определяет требуемую производительность пожарного насоса.
После определения требуемого расхода следующим шагом будет расчет давления, которое должен обеспечить пожарный насос.
Требуемое давление насоса обычно должно преодолевать несколько составляющих сопротивления системы.
Упрощенный подход:
Требуемое давление насоса = Требуемое давление в системе + Потеря высоты + Потери на трение + Другие потери – Доступное давление всасывания
Каждый компонент должен быть тщательно оценен.
Противопожарное оборудование, расположенное в наиболее требовательной к гидравлике точке, должно получать достаточное давление для правильной работы.
Например, спринклерным головкам требуется минимальное давление для обеспечения расчетного расхода. Шланговые соединения стояка также могут требовать определенного остаточного давления.
Пожарный насос должен обеспечивать достаточное давление, чтобы необходимый поток достигал самой удаленной или требовательной точки системы.
Давление воды уменьшается с увеличением высоты.
В многоэтажном здании пожарный насос может быть установлен в подвале или насосной на уровне земли, а самое высокое соединение спринклера или стояка расположено на много этажей выше.
Чем больше вертикальное расстояние, тем больше потеря давления, вызванная подъемом.
По этой причине высотным зданиям часто требуется значительно более высокое давление пожарных насосов, чем малоэтажным зданиям с аналогичными требованиями к потоку.
Когда вода течет через трубы, клапаны, фитинги, колена, обратные клапаны, превенторы обратного потока и другие компоненты, давление теряется из-за трения.
Величина потерь на трение зависит от:
Более высокие скорости потока обычно приводят к большим потерям на трение. Трубы меньшего размера также могут создавать значительно более высокие потери давления, чем трубы большего размера при том же расходе.
Поэтому не следует выбирать пожарный насос, ориентируясь только на необходимое давление в спринклерном или шланговом соединении. Проектировщик должен учитывать весь гидравлический путь от насоса до самой требовательной точки.
Прежде чем выбрать пожарный насос, важно разобраться в существующем водоснабжении.
Доступное водоснабжение может осуществляться из:
Водоснабжение должно оцениваться посредством испытания на расход или другой соответствующей инженерной оценки.
Ключевые вопросы:
Наличие запаса воды влияет на необходимое давление пожарного насоса.
Например, если система водоснабжения уже может обеспечить часть необходимого давления, пожарному насосу может потребоваться только добавить разницу давления. Если имеющегося запаса воды недостаточно, пожарный насос должен обеспечить больший прирост давления.
Однако выбор насоса всегда должен основываться на фактической конструкции системы и применимых стандартах пожарной безопасности.
После определения необходимого расхода и давления следующим шагом будет оценка кривой производительности пожарного насоса.
Кривая производительности насоса показывает, как насос работает при различных скоростях потока и давлениях.
При выборе пожарного насоса необходимо сравнить требуемую рабочую точку с кривой насоса, чтобы убедиться, что насос может удовлетворить потребности системы.
Оценка не должна фокусироваться только на рейтинговом балле. Насос также следует проверить при других рабочих условиях, включая отключение и максимальный ожидаемый расход, чтобы убедиться, что насос работает в приемлемых пределах производительности.
Для правильно выбранного пожарного насоса кривая насоса должна обеспечивать подходящую производительность во всем ожидаемом рабочем диапазоне.
Это особенно важно для систем, где фактический спрос может значительно различаться. Насос, который хорошо работает в одной рабочей точке, может оказаться непригодным, если системе требуется гораздо более широкий рабочий диапазон.
По этой причине опытные производители пожарных насосов обычно рекомендуют просмотреть полную сертифицированную кривую производительности насоса, а не выбирать оборудование исключительно на основе каталожных характеристик.
Может показаться, что выбор насоса со значительно более высоким расходом и давлением, чем требуется, обеспечивает дополнительную безопасность, но слишком большой размер может создать свои собственные проблемы.
Использование пожарного насоса слишком большого размера может привести к:
Если насос создает избыточное давление, для контроля давления могут потребоваться устройства снижения давления или другие компоненты системы.
Цель определения размера пожарного насоса не состоит в том, чтобы выбрать насос максимально большого размера. Цель состоит в том, чтобы выбрать насос, который надежно отвечает требуемым требованиям противопожарной защиты, работая в рамках применимых требований к конструкции и производительности.
Правильно выбранный насос обеспечивает достаточный расход и давление, не создавая ненужных осложнений в системе.
Недостаточный размер пожарного насоса представляет собой еще более серьезную проблему.
Если насос не может обеспечить достаточный расход или давление, система противопожарной защиты может не соответствовать проектным требованиям во время чрезвычайной ситуации.
Потенциальные последствия включают в себя:
По этой причине выбор пожарного насоса всегда должен основываться на профессиональных гидравлических расчетах и проверенных системных требованиях.
Насос должен обеспечивать требуемый расход при требуемом давлении в заданных условиях водоснабжения.
Требуемый расход и давление также влияют на тип пожарного насоса, который следует выбрать.
К распространенным типам пожарных насосов относятся:
Горизонтальные насосы с разъемным корпусом широко используются в крупных коммерческих, промышленных и востребованных системах противопожарной защиты. Они подходят для применений, требующих высоких скоростей потока, и обычно используются в специальных помещениях с пожарными насосами.
Пожарные насосы с торцевым всасыванием часто используются в небольших системах противопожарной защиты, где пространство ограничено, а требуемый поток умеренный.
Вертикальные турбинные насосы обычно выбираются, когда источник воды расположен под насосом, например, подземный резервуар для воды, колодец, резервуар или другой источник всасывания, где традиционное горизонтальное расположение насоса не подходит.
Пожарные насосы с электроприводом широко используются там, где имеется надежное электроснабжение. Они могут обеспечить стабильную и эффективную работу и обычно интегрируются в автоматические пожарные насосные системы.
Пожарные насосы с дизельными двигателями часто используются, когда электроэнергия недоступна, ненадежна или когда проект требует независимого резервного водителя.
Во многих системах электрические и дизельные пожарные насосы комбинируются для обеспечения основной и резервной насосной мощности.
Жокей-насос не предназначен для удовлетворения основных потребностей пожаротушения. Вместо этого он поддерживает давление в системе в нормальных условиях и компенсирует незначительные потери давления.
Выбор правильного типа насоса так же важен, как выбор правильного расхода и давления.
Выбор пожарного насоса должен основываться на применимых стандартах пожарной безопасности и местных правилах.
Для многих международных проектовNFPA 20, Стандарт установки стационарных насосов для противопожарной защиты, является важным справочником по требованиям к установке и оборудованию пожарных насосов.
Однако требования могут различаться в зависимости от страны, местоположения проекта, юрисдикционного органа, требований к страхованию и конкретных строительных норм.
Для международных проектов инженеры должны проверить:
Для определенных проектов или рынков может потребоваться оборудование, внесенное в список UL и одобренное FM. Точные требования к сертификации должны быть подтверждены до выбора оборудования.
Один из наиболее эффективных способов избежать неправильного подбора пожарного насоса — привлечь производителя на ранней стадии проекта.
Профессиональный производитель пожарных насосов может помочь рассмотреть:
Производитель также может помочь подтвердить, подходит ли выбранный насос для требуемого рабочего диапазона.
Для крупных или сложных проектов предоставление производителю полной информации о проекте может значительно повысить точность выбора оборудования.
Важная информация может включать требуемый расход, требуемое давление, источник воды, давление всасывания, высоту над уровнем моря, тип системы, источник питания, местоположение проекта, применимые стандарты и требования сертификации.
Рассмотрим коммерческое здание, где гидравлические расчеты определяют, что для системы противопожарной защиты требуется расход 1000 галлонов в минуту.
Самая удаленная зона спринклера требует определенного остаточного давления. Система также учитывает потери на трение в трубах, потери на высоте и потери в других компонентах.
После завершения гидравлического расчета команда разработчиков определяет, что пожарный насос должен подавать 1000 галлонов в минуту при давлении 120 фунтов на квадратный дюйм.
В этом случае выбор насоса должен быть сосредоточен на пожарном насосе, сертифицированная кривая производительности которого может соответствовать этой рабочей точке, одновременно удовлетворяя применимым требованиям.
Затем проектировщик должен проверить:
Этот пример демонстрирует, почему пожарный насос нельзя выбрать только на основе расхода. Насос с производительностью 1000 галлонов в минуту может оказаться непригодным, если он не может обеспечить необходимое давление при таком расходе.
Аналогичным образом, насос, способный производить 120 фунтов на квадратный дюйм при отключении, может не обеспечивать давление 120 фунтов на квадратный дюйм при работе со скоростью 1000 галлонов в минуту.
Поэтому фактическая кривая производительности имеет решающее значение.
Прежде чем завершить выбор пожарного насоса, подтвердите следующее:
Выбор правильного расхода и давления пожарного насоса является важной частью проектирования надежной системы противопожарной защиты. Процесс следует начинать с профессионального гидравлического расчета, который определяет требуемый расход и давление в наиболее сложных условиях эксплуатации системы.
Правильный пожарный насос должен учитывать требования системы, высоту над уровнем моря, потери на трение, доступную подачу воды, производительность насоса и применимые стандарты. Выбор насоса только на основании номинального расхода или давления может привести к тому, что система окажется неподходящей.
Независимо от того, требуется ли для проекта электрический пожарный насос, пожарный насос с дизельным двигателем, горизонтальный насос с разъемным корпусом, насос с концевым всасыванием, вертикальный турбинный насос или полный комплект пожарных насосов, точный выбор оборудования имеет важное значение для надежной работы противопожарной защиты.
