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消防新技术之同步排吸消防水泵安装详解

  随着消防科技的迅速发展,新的消防产品也如雨后春笋般推广和普及起来,于2005年通过公安部型式认定中心型式认可的同步排吸式消防水泵以其特殊的自灌式安装方式可以作为传统设置地下消防水泵房式的安装方式的补充甚至替代,而独具推广前景。同步排(自)吸消防水泵是一种处于液位之上进行安装的自灌式取水消防泵,因该泵的泵轴平面在前置自灌装置的液面以下,启泵时,水靠重力势能自然倒灌进水泵中,故可以零秒出水。同时该泵在满足自灌的同时还附有自吸功能,自吸高度可达8.5m,进口管路水平距离可达千米。与此同时,该泵无需建造地下泵房,节省土建投资造价,缩短工期,避免淹没泵房事故的发生

  一、离心泵的工作原理及消防水泵的安装位置要求

  1、离心水泵的工作原理

  消防水泵为了保证扬程和流量变化的需要,应采用离心水泵,如图1-1。离心水泵在未工作之前,其泵壳和吸水管中必须充满水,此时叶轮周围的水是静止的。当水泵电机带动叶轮高速旋转时,使水获得了很大的离心力。当到达水泵出水口下方时便产生离心现象而冲出管口。由于泵壳做成螺旋线形状,水沿着螺旋上升时,其过水断面则由小变大,此时水的流速随着过水断面的增大而减小、减慢。根据能量守恒定律,动能转换成势能(压能)并逐渐地增加,当到达水泵出口处水的压能为最大,这种压能即为输水的动力。与此同时,叶轮中心的水被离心力甩向外部而形成真空状态,于是水池的水在大气压力作用下通过吸水管进入泵壳,水泵不停的运转即可保证连续供水。2、消防水泵安装的位置要求

  离心式消防泵启泵的前提是在水泵启动前液位比泵体要高,启泵时,水靠重力势能自然倒灌进水泵中,否则水是不会被抽吸上来。为了保证离心式消防泵可随时启泵运转,不会由于停泵而造成抽空现象,必须解决不论水泵停止或运转均能使泵腔处于充满水的状态,即泵腔始必须终处于淹没状态。(2014版新消规同样有此要求)

  离心水泵常见的引水方式有两种,自灌式和自吸式。

  自灌式安装如图2(上图),这是常见的传统的消防水泵安装方式,需设置地下消防水泵房,泵轴位于水池水面以下,即不管水泵运行与否,其吸水管在水面大气压及水池水面至吸水管中心高度 ΔH的静水压力作用下,吸水管总处于落水状态,启泵时水自然流入泵内,由泵打入管网中。

  自吸式安装如图3(下图),水泵泵轴在吸水水面之上,当水泵停止运转后,其吸水管内的水会靠位差自流回池内,使吸水管排空,如再启动水泵则需将吸水管的水灌满,但这样操作是不现实的,延误了灭火的时机。此时只需在吸水管的末端安装一个底阀(即起着止回阀的作用)即可阻止吸水管倒空的现象,该种安装方法可在水泵的出水管上接一水管进行灌水用,吸水管和泵体内的空气可由泵体上的放气阀排除。一般若底阀不出故障,水泵可正常工作。

  但一般情况下自吸式安装由于水质不洁腐蚀底阀的橡胶堑片,水中杂质如砂粒、水泥块、锈蚀片卡在底阀上,或底阀轴锈蚀等原因使底阀失去单向阀的作用而使整个系统出现故障不出水。而且启动时需向泵内注水和向泵外排气,不能作到启泵即出水,容易贻误灭火战机,故自吸式引水方式不提倡使用。二、消防规范中对消防水泵安装方式的描述

  在我们常用的规范中,对消防水泵的安装形式都有明确的要求,在《石油天然气工程设计防火规范》《人防工程防火规范》中都提到“消防水泵宜自灌式安装”;在《建规》《石油化工设计防火规范》中规定“消防水泵应经常充满水,以保证及时启动供水,因此,应采用自灌式引水方式。若采用自灌式引水有困难时,应有可靠迅速的充水设备,如同步排吸式消防水泵等”。在《石化库设计防火规范》第12.2.11条规定“消防冷却水泵、泡沫混合液泵应采用正压启动或自吸启动,当采用自吸启动时,自吸时间不宜大于45s”,同时在其条文解释说明中指出“本款要求的自吸启动,系指消防泵本身具有自吸液体进泵的功能。利用真空泵灌泵的方式,不属自吸启动,采用这种启动方式,很难在45s内启动消防泵”。可见虽然各个规范对自灌式引水要求的程度不一样,有的是“宜”有的是“应”,在各个规范的条文说明中,也有相应的解释,但几乎所有的消防规范均明确指出可以使用同步自吸形式水泵作为消防用泵。与此同时,同步排(自)吸消防水泵是一种处于液位之上进行安装的自灌式取水消防泵,因该泵的泵轴平面在前置自灌装置的液面以下,启泵时,水靠重力势能自然倒灌进水泵中,故可以零秒出水。所以,同样满足《消防给水及消火栓系统技术规范2014》中对于自灌式取水的要求。

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