Пожарные насосы являются основой любой эффективной системы противопожарной защиты. Они обеспечивают необходимый расход воды и давление для тушения пожаров, когда обычные системы водоснабжения не могут удовлетворить потребность. Одна из наиболее важных, но часто неправильно понимаемых, концепций работы пожарных насосов — этодавление оттока.
Понимание давления оттока пожарного насоса имеет важное значение для проектировщиков, монтажников и инженеров по техническому обслуживанию систем, поскольку оно влияет на надежность, безопасность системы и соответствие таким стандартам, какНФПА 20. В этой статье мы объясним, что такое давление оттока, почему оно важно, как оно измеряется и на что следует обращать внимание при проектировании и эксплуатации.
Давление маслобойки пожарного насоса(также известный какдавление отключения) относится кмаксимальное давление, которое создает пожарный насос при работе с нулевым расходом. Другими словами, это давление, создаваемое, когда нагнетательный клапан закрыт и вода не выходит из насоса.
При сливе рабочее колесо продолжает вращаться, перемещая воду внутри корпуса насоса, создавая давление, но не нагнетая поток. Это максимальное давление, которое насос может создать в нормальном рабочем диапазоне.
В соответствии сNFPA 20 (Стандарт по установке стационарных насосов противопожарной защиты), максимальное давление сбивания не должно превышать140% номинального давлениянасоса при его номинальном расходе.
Работа пожарного насоса зависит от конкретнойкривая насоса, который показывает взаимосвязь между расходом (галлоны в минуту или л/мин) и давлением (фунты на квадратный дюйм или бар).
При расходе 0% (отток):Давление находится на самом высоком уровне.
При 100% номинальном расходе:Насос подает номинальное давление.
При 150 % номинального расхода:Давление обычно падает примерно до 65–70% от номинального давления.
Кривая насоса помогает инженерам убедиться, что насос будет соответствовать системным требованиям при всех условиях эксплуатации — от нулевого расхода до максимального расхода во время пожарной ситуации.
Давление оттока – это не просто теоретическая величина; это имеет практические последствия и последствия для безопасности.
Чрезмерное давление сбивки может привести к повреждению труб, клапанов, фитингов и других компонентов системы противопожарной защиты. Поддержание давления маслобойки в пределах предела NFPA 20 гарантирует безопасную работу системы даже при закрытых выпускных клапанах.
Работа при сливании не идеальна для насоса. Когда вода задерживается в корпусе, это может привести к перегреву, потенциальной кавитации и механическому напряжению. Понимание давления текучести помогает бригадам технического обслуживания избегать длительных периодов отсутствия потока, которые могут повредить насос.
NFPA 20 устанавливает строгие ограничения на производительность пожарных насосов, включая давление при сливе. Насосы, давление которых превышает допустимое при нулевом расходе, могут не пройти приемочные испытания или для их соответствия потребуются дополнительные предохранительные клапаны.
В некоторых сценариях пожарный насос может запуститься автоматически при падении давления в системе, даже если спринклеры или гидранты не открыты. В этих случаях насос временно работает при оттоке. Если давление слишком высокое, это может привести к утечкам в системе или повреждению оборудования.
NFPA 20 содержит четкие рекомендации по контролю давления при сливании и обеспечению безопасной эксплуатации.
Максимальное давление перемешивания:Не должно превышать140% номинального давленияпри номинальном расходе.
Клапан сброса давления (PRV):Если давление в маслобойке выше допустимого, необходимо установить предохранительный клапан для безопасного сброса избыточного давления.
Измерение давления:Давление сбивки должно регистрироваться во времязаводские испытанияиприемочное испытаниенасоса.
Например, если насос рассчитан на давление 100 фунтов на квадратный дюйм при расходе 1000 галлонов в минуту, максимально допустимое давление смешивания составляет140 фунтов на квадратный дюйм. Если фактическое давление смешивания составляет 150 фунтов на квадратный дюйм, необходимо использовать PRV, чтобы снизить его до допустимых пределов.
Измерение давления отбивки является стандартной частью обоихзаводские испытанияиполевые приемочные испытания.
На заводе каждый насос проходитгидростатические и эксплуатационные испытания. Давление в маслобойке измеряется при закрытом выпускном клапане и работе насоса на номинальной скорости. Результаты наносятся на кривую производительности и включаются в сертификационные документы.
После установки пожарный насос тестируется на месте под наблюдением подрядчика, владельца или компетентного органа (AHJ). Выпускной клапан закрыт, а манометр на нагнетательном коллекторе используется для измерения давления сбивки. Это подтверждает, что установленная система соответствует заводским характеристикам и требованиям NFPA 20.
Несколько факторов могут повлиять на давление смешивания насоса в полевых условиях, даже если оно соответствует заводским стандартам:
Давление всасывания:Более высокое давление поступающей воды увеличивает общее давление на выходе при сливе.
Скорость насоса:Если привод (электродвигатель или дизельный двигатель) работает на скорости, превышающей номинальную, давление в маслобойке увеличивается примерно пропорционально квадрату передаточного числа.
Высота системы:Статические перепады напора в системе трубопроводов влияют на общие показания давления.
Температура и вязкость:Более высокая температура воды может немного снизить образование давления, тогда как более холодная вода может его увеличить.
Модификации системы:Добавление таких компонентов, как обратные клапаны или обратные клапаны, может изменить общие гидравлические характеристики системы.
Если измеренное давление перемешивания превышает предел NFPA, разработчик системы или инженер по техническому обслуживанию должен изучить и устранить проблему. Общие решения включают в себя:
Установите предохранительный клапан на напорной стороне насоса. PRV автоматически открывается, когда давление превышает заданный предел, позволяя воде течь в дренажную или обратную линию до тех пор, пока давление не вернется к безопасному уровню.
Для электрических пожарных насосов с дизельным приводом или с регулируемой скоростью небольшая регулировка скорости может снизить давление сбивания. Однако это необходимо делать осторожно, чтобы гарантировать, что насос по-прежнему соответствует номинальным требованиям по расходу и давлению.
Если расположение системы или высота над уровнем моря вызывают избыточное статическое давление, инженерам может потребоваться изменить конструкцию трубопровода, уменьшить перепад высот или выбрать насос с более низким номинальным давлением.
PRV является важной защитой в системах, где давление оттока может превысить безопасные пределы. NFPA 20 требует этого, когда:
Давление сбивки при нулевом расходе превышает 140% номинального давления.
Общее давление нагнетания (включая давление всасывания) превышает номинальные значения компонентов системы.
Предохранительный клапан должен сливать достаточно воды, чтобы постоянно поддерживать безопасное давление, пока насос работает на подаче. Его необходимо регулярно проверять, чтобы гарантировать работоспособность.
Мониторинг давления оттока должен быть частью каждогопрограмма текущего обслуживания пожарных насосов.
Еженедельные испытания пожарных насосов:Во время еженедельных испытаний при отсутствии потока проверяйте и записывайте давление сбивания.
Сравните с базовым уровнем:Если давление повышается или падает значительно по сравнению с предыдущими записями, это может указывать на износ, повреждение рабочего колеса или проблемы со всасыванием.
Осмотрите предохранительные клапаны:Убедитесь, что PRV работает плавно и не имеет утечек или засоров.
Калибровка датчиков:Манометры должны быть точными и периодически калиброваться.
Последовательный мониторинг помогает предотвратить выход из строя насоса во время аварийных ситуаций и обеспечивает долгосрочную надежность.
Путаница давления отбивки с номинальным давлением
Номинальное давление относится к производительности насоса при номинальном расходе. Давление сбивки всегда выше и происходит при нулевом расходе.
Игнорирование влияния давления всасывания
При измерении общего давления сливания необходимо учитывать давление как нагнетания, так и давления всасывания.
Пренебрежение регулярным тестированием
Невыполнение еженедельных или ежемесячных испытаний может привести к незаметному отклонению давления, что потенциально может привести к небезопасным условиям.
Неправильные настройки сброса давления
Предохранительный клапан, установленный слишком высоко или слишком низко, может либо не защитить систему, либо привести к ненужным сливам воды.
Понимание и контрольдавление маслобойки пожарного насосаимеет жизненно важное значение для безопасной и эффективной работы систем противопожарной защиты. Оно представляет собой состояние самого высокого давления, с которым может столкнуться ваша система, и поддержание его в пределах ограничений NFPA 20 предотвращает повреждение оборудования и обеспечивает соответствие требованиям.
