Пожарные происшествия редко случаются в удобное время. Во многих реальных сценариях пожары возникают именно тогда, когда электрическая система объекта находится в состоянии стресса — ураганы, сбои в сети, неисправности оборудования или стихийные бедствия, которые вызывают отключения электроэнергии. В эти моменты надежность пожарного насоса становится последней линией защиты имущества и жизни людей. Однако даже в хорошо оборудованных зданиях зафиксированы случаи выхода из строя пожарных насосов при отключении электроэнергии. Последствия могут быть катастрофическими и привести к недостаточному давлению воды, задержке тушения пожара или полному отключению системы.
Как производитель пожарных насосов, мы часто сталкиваемся с одним и тем же вопросом от консультантов, подрядчиков и владельцев объектов:«Почему пожарный насос выходит из строя при отключении электроэнергии и как это предотвратить?»Ответ заключается в сочетании проблем с электрическим проектированием, механических уязвимостей, ошибок при установке и недосмотров при техническом обслуживании. Понимание этих коренных причин имеет решающее значение для всех, кто отвечает за противопожарную защиту.
В этой статье рассматриваются основные причины выхода из строя пожарных насосов во время перебоев в подаче электроэнергии, а также предлагаются практические инженерные и эксплуатационные стратегии для обеспечения надежности системы, когда это наиболее важно.
Одной из наиболее частых причин выхода из строя электрического пожарного насоса во время отключения электроэнергии является отсутствие вторичного или аварийного источника питания. Многие старые здания были спроектированы только с одним источником питания для контроллера пожарного насоса. Когда этот единственный источник питания теряет мощность, пожарный насос не может запуститься.
NFPA 20 излагает строгие требования к источникам питания пожарных насосов, однако многие установки не соблюдают их полностью, особенно в регионах, где стандарты не соблюдаются последовательно. Использование одной линии инженерных коммуникаций может показаться экономически выгодным во время строительства, но это подвергает здание огромному риску.
Типичные проблемы включают в себя:
К пожарному насосу не подключен резервный генератор.
Неисправность резервного переключателя
Ослабленные или корродированные силовые соединения
Нестабильность электроснабжения во время штормов
Решение простое: убедитесь, что каждый пожарный насос имеет хотя бы один надежный дополнительный источник питания — либо пожарный насос с дизельным двигателем, либо аварийный генератор подходящего размера.
Многие предприятия полагают, что они защищены просто потому, что существует генератор. К сожалению, сами генераторы часто выходят из строя во время перебоев в подаче электроэнергии. Во многих случаях насос полностью работоспособен, но генератор не может обеспечить необходимую электроэнергию.
Почему случаются поломки генератора:
Низкий уровень топлива или загрязненное дизельное топливо
Неисправность аккумулятора, препятствующая запуску
Плохая синхронизация с контроллером пожарного насоса.
Генератор занижен для тока запертого ротора пожарного насоса.
Отсутствие рутинного нагрузочного тестирования.
Пожарным насосам при запуске требуется очень высокий пусковой ток. Если размер генератора не соответствует требованиям NFPA 110 или если генератор не может справиться с кратковременным скачком напряжения, генератор может заглохнуть или отключиться, что приведет к полному отказу пожарного насоса.
Это одна из причин, по которой многие консультанты рекомендуют пожарные насосы с дизельными двигателями в качестве высоконадежного резервного решения. В отличие от генераторов, дизельные насосы запускаются самостоятельно и не зависят от внешней электроэнергии.
Даже при наличии резервного источника питания пожарные насосы могут выйти из строя из-за проблем с электрической конструкцией. Правильный размер кабелей, выключателей, безрезервных переключателей и контроллеров имеет важное значение для надежности пожарного насоса. Электрические части меньшего размера не могут выдержать высокий пусковой ток пожарных насосов, особенно при аварийном переключении.
К частым ошибкам относятся:
Использование неогнестойких кабелей для фидеров насосов.
Установка автоматических выключателей стандартного режима вместо компонентов, предназначенных для пожарных насосов.
Неправильный размер проводника, приводящий к падению напряжения.
Использование ЧРП общего назначения или устройств плавного пуска, не сертифицированных для пожарных насосов.
Падение напряжения – это особенно упускаемая из виду проблема. Если напряжение, подаваемое на контроллер пожарного насоса, упадет слишком низко во время перехода к отключению, двигатель может не запуститься или неоднократно отключаться. Это особенно распространено на крупных объектах с длинными кабелями.
Правильная электротехника, правильная прокладка кабеля и сертифицированное оборудование, соответствующее требованиям NFPA, устраняют большинство этих рисков.
Даже если электроэнергия подается правильно, механические проблемы могут помешать работе пожарного насоса во время чрезвычайной ситуации. Многие механические неисправности можно предотвратить, но они происходят из-за плохого обслуживания, нерегулярных испытаний или неправильных условий хранения.
К основным механическим причинам выхода из строя насоса относятся:
Заклинили подшипники из-за отсутствия смазки.
Корродированные валы насоса
Несоосность насоса и двигателя.
Повреждение муфты
Засорены всасывающие фильтры или заблокирована подача воды.
Утечки воздуха во всасывающем трубопроводе вертикальных турбинных пожарных насосов
Еженедельное и ежемесячное тестирование пожарного насоса не является обязательным — важно убедиться, что насос будет работать во время отключения электроэнергии. Пожарный насос, который не эксплуатировался в течение нескольких месяцев, с гораздо большей вероятностью выйдет из строя механически при внезапном вызове в чрезвычайной ситуации.
Дизельные пожарные насосы специально разработаны для работы во время перебоев в подаче электроэнергии, однако они все равно могут выйти из строя, если их не обслуживать должным образом. Более 60% отказов дизельных пожарных насосов связаны с пусковыми механизмами.
Общие проблемы с запуском дизеля включают в себя:
Слабые или разряженные батареи
Неисправность зарядного устройства
Воздух в топливной системе
Засоренные фильтры
Неисправность системы охлаждения
Некачественное топливо или микробное загрязнение
Дизельным двигателям также требуется правильная вентиляция для сгорания. В закрытых насосных помещениях недостаточный поток воздуха может снизить выходную мощность двигателя, что приведет к снижению производительности насоса в критические моменты.
Для обеспечения надежности дизельные насосы должны проходить еженедельные испытания автоматического запуска и ежемесячные испытания под нагрузкой в соответствии со стандартом NFPA 25.
Контроллер является «мозгом» пожарной насосной системы. При отключении электроэнергии он должен автоматически обнаружить падение давления и мгновенно запустить насос. Однако неисправности контроллера являются распространенной причиной выхода из строя пожарного насоса.
К частым проблемам контроллера относятся:
Неисправные линии измерения давления
Неправильные настройки давления.
Ослабленная внутренняя проводка
Коррозия внутри панели
Неисправные реле или контакторы
Неправильная установка несертифицированными специалистами.
Контроллер может выглядеть работоспособным во время ручных испытаний, но выйти из строя во время реальной чрезвычайной ситуации из-за ошибок автоматизации. По этой причине контроллеры необходимо тестировать в реальных условиях перепада давления, а не только вручную.
Отключения электроэнергии часто сопровождают ураганы, землетрясения, наводнения или сбои в системах, которые могут поставить под угрозу водоснабжение. Пожарный насос может запуститься правильно, но не обеспечить необходимое давление, если доступность воды ограничена.
Возможные неисправности, связанные с водой, включают в себя:
Всасывающий бак заканчивается
Заблокированы всасывающие линии
Скопление осадка на выпускных отверстиях резервуара
В муниципальных сетях теряется давление из-за отключений электроэнергии
Воздушные карманы во всасывающих патрубках вертикальных турбин
Задвижки частично закрыты или заржавели
Надежность водоснабжения так же важна, как и надежность электроснабжения. Даже идеально работающий насос не может компенсировать засорение или недостаточность источника воды.
Экстремальные погодные условия, сопровождающие перебои в подаче электроэнергии, могут повлиять на работу пожарного насоса. Сильные штормы могут вызвать затопление насосных станций, а лесные пожары могут привести к повышению температуры окружающей среды.
Экологические проблемы включают в себя:
Затопление насосной станции привело к короткому замыканию
Замерзли трубы во время зимних отключений
Перегрев моторов или дизельных двигателей
Высокая влажность, вызывающая коррозию
Попадание пыли в дизельные двигатели
Расположение насосного отделения выше уровня паводка и обеспечение надлежащей защиты окружающей среды значительно снижают эти риски.
Человеческая ошибка является одним из наиболее игнорируемых факторов. Во время отключения электроэнергии люди могут непреднамеренно отключить функции пожарного насоса или принять неправильные решения в условиях стресса.
Примеры включают в себя:
Переключение контроллеров в ручной режим и забывание их возврата
Сброс сигналов тревоги без выявления основной причины
Отключение дизельных насосов из-за шума или вибрации при предположении неисправности
Не удалось переключить нагрузку генератора на правильную силовую шину.
Обучение и четкие процедуры действий в чрезвычайных ситуациях значительно сокращают количество сбоев, связанных с человеческим фактором.
Основная причина всех неудач — недостаточное тестирование. Многие системы пожарных насосов проходят только базовые испытания на расход или отчеты о давлении. Однако реальный сценарий отключения электроэнергии моделируется редко.
Полная проверка надежности должна включать:
Моделирование полной потери мощности
Тестирование запуска и переключения генератора
Автоматический ответ контроллера
Тест холодного запуска дизельного двигателя
Проверка водоснабжения
Мониторинг электрической нагрузки
NFPA 25 подчеркивает, что пожарные насосы должны испытываться в реальных условиях, а не в предположениях.
Чтобы поддерживать надежную систему противопожарной защиты, владельцы объектов и инженеры должны применять комплексный подход, уделяя особое внимание качеству оборудования и эксплуатационной дисциплине.
Ключевые стратегии:
Установите резервные источники питания в соответствии с NFPA 20.
Проводить ежемесячные испытания генератора под нагрузкой.
Используйте контроллеры и компоненты пожарных насосов, одобренные UL/FM.
Выполняйте еженедельные тесты автоматического запуска дизельных насосов.
Поддерживайте чистоту топлива и регулярно заменяйте фильтры.
Осмотрите и очистите линии всасывания.
Обеспечьте защиту насосных помещений от затопления или экстремальных температур.
Обучите персонал действиям в чрезвычайных ситуациях и работе системы.
Проводить ежегодное моделирование полнопоточного и полного отключения электроэнергии.
Работайте с сертифицированными производителями и установщиками пожарных насосов.
Следование этим передовым практикам гарантирует надежную работу систем пожарных насосов даже в самых худших сценариях отключения электроэнергии.
