Выбор правильного дизельного пожарного насоса является одним из наиболее важных решений при проектировании системы противопожарной защиты. Слишком маленький насос может не обеспечить достаточный поток воды или давление при возникновении пожара, а насос слишком большого размера может увеличить затраты на оборудование, потребление энергии, требования к установке и сложность системы.
Поэтому выбор дизельного пожарного насоса должен основываться на фактических гидравлических требованиях системы противопожарной защиты, а не просто выбирать насос с максимально возможным расходом или давлением. Этот процесс требует понимания требований к спринклерам, требований к потоку шлангов, потерь давления в системе, высоты над уровнем моря, подачи воды, производительности насоса и применимых стандартов противопожарной защиты.
В этом руководстве объясняются ключевые факторы, которые следует учитывать при выборе дизельного пожарного насоса, и предлагается практический подход для инженеров, подрядчиков, дистрибьюторов и специалистов по пожарной безопасности.
Первым шагом при выборе дизельного пожарного насоса является определение требуемой рабочей точки.
Рабочая точка пожарного насоса обычно выражается двумя основными параметрами:
Например, для проекта может потребоваться пожарный насос, способный подавать 1000 галлонов в минуту при давлении 100 фунтов на квадратный дюйм. Это не означает, что насос следует просто выбирать на основе номинальной производительности 1000 галлонов в минуту. Вся система противопожарной защиты должна быть подвергнута гидравлическому анализу для определения фактической потребности.
Требуемый расход зависит от типа системы противопожарной защиты и защищаемой опасности. Различные приложения могут иметь существенно разные потребности в воде.
Промышленные объекты, склады, коммерческие здания, высотные здания, производственные предприятия и инфраструктурные проекты могут требовать различной мощности пожарных насосов.
Поэтому правильной отправной точкой является гидравлический расчет системы противопожарной защиты.
Расход является одним из наиболее важных параметров при выборе дизельного пожарного насоса.
Требуемый расход может быть определен на основе совокупной потребности противопожарного оборудования, которое должно работать во время проектного сценария пожара. В зависимости от проекта это могут быть автоматические спринклеры, системы стояков, шланговые станции, гидранты, системы распыления воды, пенные системы или другое стационарное оборудование для пожаротушения.
Например, если для спринклерной системы требуется 750 галлонов в минуту, а допустимый расход шланга составляет 250 галлонов в минуту, общий требуемый расход может составлять приблизительно:
750 галлонов в минуту + 250 галлонов в минуту = 1000 галлонов в минуту
Окончательный расчет всегда должен соответствовать конкретному гидравлическому расчету и применимым требованиям проекта.
Важно не оценивать расход просто по размеру здания. К двум зданиям с одинаковой площадью пола могут предъявляться совершенно разные требования к противопожарной защите из-за различий в заполняемости, расположении складов, классификации товаров, высоте потолков, конструкции спринклеров и уровне опасности.
После установления требуемого расхода следующим шагом является определение давления, которое должен обеспечить дизельный пожарный насос.
Требуемое давление насоса должно преодолевать требования к давлению системы противопожарной защиты и потери между источником воды и наиболее гидравлически удаленной точкой.
Упрощенный расчет можно выразить так:
Требуемое давление насоса = Требуемое давление в системе + потери на трение + потери при подъеме + другие необходимые потери
На конечное требуемое давление могут повлиять несколько факторов.
Для правильной работы спринклеров, стояков, гидрантов и другого противопожарного оборудования может потребоваться минимальное рабочее давление.
Вода теряет давление при прохождении через трубы, фитинги, клапаны, сетчатые фильтры и другие компоненты. Более длинные участки труб и меньшие диаметры труб обычно приводят к большим потерям на трение.
Высота над уровнем моря оказывает большое влияние на давление пожарного насоса. Давление воды уменьшается с увеличением высоты. Поэтому высотным зданиям может потребоваться значительно более высокое давление нагнетания насоса, чем малоэтажным объектам.
Дополнительные потери давления могут возникать в превенторах обратного потока, клапанах, счетчиках, фильтрах, устройствах сигнализации и других компонентах.
Все эти потери должны быть включены в гидравлический расчет перед выбором дизельного пожарного насоса.
Пожарный насос не работает независимо от источника воды. Прежде чем выбирать насос, инженеры должны понимать имеющийся запас воды.
Источником может быть муниципальная водопроводная сеть, специальный резервуар для пожарной воды, резервуар или другой утвержденный источник воды.
Важная информация о водоснабжении может включать:
Взаимосвязь между подачей воды и потребностью в насосах имеет решающее значение.
Например, если поступающая вода уже обеспечивает значительное давление, пожарному насосу, возможно, потребуется добавить меньшее давление. Если в водопроводе мало или вообще нет полезного давления, насос должен обеспечивать большую часть необходимого давления.
Когда насос всасывает воду из резервуара для хранения воды, необходимо также учитывать емкость резервуара и высоту над уровнем моря.
Одной из распространенных ошибок является выбор дизельного пожарного насоса только на основе его номинального расхода.
При правильном выборе следует учитывать всю сертифицированную или утвержденную кривую производительности насоса.
Например, насос может иметь производительность 1000 галлонов в минуту, но его производительность при требуемом давлении также должна удовлетворять требованиям проекта. Насос должен быть способен подавать требуемый расход при требуемом давлении, сохраняя при этом применимые требования к производительности.
Особенно важны следующие моменты:
Насос не должен просто соответствовать одной точке на бумаге. Его характеристики должны соответствовать ожидаемому рабочему диапазону системы противопожарной защиты.
Система дизельного пожарного насоса состоит не только из самого насоса. Дизельный двигатель должен обеспечивать достаточную мощность для привода выбранного насоса в требуемом рабочем диапазоне.
Поэтому выбор двигателя должен основываться на мощности, необходимой насосу, и применимых требованиях пожарной безопасности.
Если выбранному насосу в определенной рабочей точке требуется больше мощности, чем может надежно обеспечить двигатель, система может работать не так, как предполагалось.
При выборе дизельного пожарного насосного агрегата насос, дизельный двигатель, контроллер, топливную систему, систему охлаждения и другие компоненты следует рассматривать как единую систему.
Это особенно важно для проектов, требующих сертифицированного или внесенного в список пожарного насосного оборудования.
Системы противопожарной защиты могут работать в условиях, требующих расхода, превышающего номинальный номинальный.
По этой причине инженерам следует оценивать производительность насоса в условиях более высокого расхода, а не проверять только номинальную рабочую точку.
Насос, который хорошо работает при номинальном расходе, но не может обеспечить подходящее давление при более высоких нагрузках, может оказаться неподходящим выбором.
Гидравлический расчет должен определить ожидаемую максимальную потребность, а выбранный насос должен иметь соответствующую кривую производительности для этих условий.
Это особенно важно для крупных промышленных объектов, складов, технологических предприятий и систем с множеством компонентов противопожарной защиты.
Условия всасывания являются еще одним важным фактором при выборе дизельного пожарного насоса.
Насос должен получать достаточное количество воды через всасывающее соединение. Плохие условия всасывания могут привести к кавитации, нестабильной работе, снижению производительности или повреждению насоса.
Факторы, подлежащие оценке, включают в себя:
Насос правильного размера все равно может испытывать проблемы в работе, если всасывающее устройство плохо спроектировано.
Поэтому всасывающую трубу следует оценивать вместе с выбором насоса, а не рассматривать как отдельный вопрос.
Высота над уровнем моря становится особенно важной в высотных зданиях и крупных промышленных объектах.
Поскольку воду необходимо доставлять на более высокую отметку, для преодоления перепада высот требуется дополнительное давление.
Для систем пожаротушения на больших расстояниях потери на трение в сети трубопроводов также могут стать значительными.
Поэтому насос, подходящий для небольшого малоэтажного здания, может быть совершенно непригоден для высотной или крупной промышленной установки, даже если требуемая скорость потока кажется аналогичной.
Гидравлические расчеты должны учитывать весь маршрут от источника воды до наиболее гидравлически требовательной точки.
Может показаться, что увеличение размера обеспечивает дополнительную безопасность, но выбор насоса значительно большего размера не всегда является лучшим решением.
Негабаритный пожарный насос может создать несколько проблем, в том числе:
Целью должен быть выбор насоса, который соответствующим образом удовлетворяет расчетным требованиям противопожарной защиты и при этом соответствует применимым требованиям.
Насос большего размера не означает автоматически лучший насос.
Для многих международных проектов противопожарной защиты выбор насоса должен соответствовать конкретным стандартам и требованиям сертификации.
NFPA 20 — один из ключевых стандартов, на которые обычно ссылаются при выборе и установке стационарных насосов для противопожарной защиты.
Для проектов также может потребоваться пожарное насосное оборудование, внесенное в список UL или одобренное FM, в зависимости от юрисдикции органа, спецификации проекта, страховых требований или местных правил.
Если требуется сертификация, весь насосный агрегат следует оценить на соответствие применимым сертификационным требованиям.
Сюда могут входить насос, дизельный двигатель, контроллер, аксессуары и другие компоненты узла пожарного насоса.
Всегда уточняйте последние применимые требования у инженера проекта, у уполномоченного органа и требований по сертификации.
Дизельные пожарные насосы зависят от надежного наличия топлива во время чрезвычайной ситуации.
После определения размера насоса в проекте также следует оценить расход топлива дизельного двигателя и необходимую продолжительность работы.
Топливный бак должен иметь соответствующий размер в соответствии с применимыми требованиями проекта и местными правилами.
Установка также должна обеспечивать подходящую вентиляцию, вытяжные устройства, охлаждение, аккумуляторные системы и доступ для обслуживания.
Цель состоит не просто в том, чтобы сделать дизельный двигатель достаточно мощным для привода насоса. Полная система дизельных пожарных насосов должна быть способна надежно запускаться и работать при возникновении аварийной потребности в воде.
Рассмотрим гипотетический промышленный объект со следующими гидравлическими требованиями:
Требования к спринклерам:800 галлонов в минуту
Допуск на поток шланга:200 галлонов в минуту
Общий требуемый расход:1000 галлонов в минуту
Предположим, что гидравлический расчет определяет, что системе требуется давление 110 фунтов на квадратный дюйм на выходе насоса после учета требуемого давления в системе, потерь на трение, высоты и других потерь.
Таким образом, предварительная рабочая точка пожарного насоса будет следующей:
1000 галлонов в минуту при давлении 110 фунтов на квадратный дюйм
Следующим шагом будет рассмотрение доступных моделей пожарных насосов и кривых их производительности.
Выбранный насос должен быть в состоянии подавать требуемые 1000 галлонов в минуту при давлении примерно 110 фунтов на квадратный дюйм, отвечая при этом применимым требованиям к производительности. Затем следует выбрать дизельный двигатель, обеспечивающий достаточную мощность насоса в требуемом рабочем диапазоне.
При окончательном выборе также следует учитывать источник воды, условия всасывания, максимальный расход, требования сертификации, контроллер, топливную систему и условия установки.
Этот пример показывает, почему подбор насоса следует начинать с гидравлических расчетов, а не с каталога насосов.
Некоторые ошибки могут привести к неправильному выбору насоса.
Насос, рассчитанный на необходимое давление в галлонах в минуту, может не обеспечить необходимое давление. Расход и давление всегда следует оценивать вместе.
Высотные системы требуют дополнительного давления. Неучет высоты может привести к недостаточному давлению на удаленном оборудовании пожаротушения.
Длина трубы, диаметр трубы, фитинги, клапаны и другие компоненты влияют на давление в системе.
Чрезмерная емкость может привести к ненужным затратам и проблемам при проектировании системы.
Дизельный двигатель должен иметь достаточную мощность для выбранного насоса и необходимых условий его эксплуатации.
Насос, соответствующий гидравлическим требованиям, может не соответствовать требованиям UL, FM или другим сертификационным требованиям проекта.
Прежде чем завершить выбор дизельного пожарного насоса, ознакомьтесь со следующей информацией:
Правильный выбор дизельного пожарного насоса требует большего, чем просто выбор насоса с подходящей номинальной производительностью. Необходимо оценить всю систему противопожарной защиты, чтобы определить требуемый расход, давление, высоту, потери на трение, подачу воды, условия всасывания и эксплуатационные требования.
Выбранный дизельный двигатель также должен обеспечивать достаточную мощность насоса, а весь комплект должен соответствовать применимым стандартам проекта и требованиям сертификации.
Для производителей пожарных насосов, инженеров, подрядчиков и специалистов по пожарной безопасности точные гидравлические расчеты и тщательный анализ характеристик насоса имеют важное значение для достижения надежной работы в аварийных ситуациях.
Дизельный пожарный насос правильного размера обеспечивает основу для надежной системы противопожарной защиты. Оценивая всю систему, а не сосредотачиваясь на одном параметре насоса, проектные группы могут выбрать оборудование, которое обеспечивает требуемые характеристики пожаротушения, избегая при этом ненужных затрат на установку и превышение габаритов.
