? ? ? ? 一、消防水泵選型額定揚程計算不對的危害

? ? ? ? 在多年的工作中,發(fā)現少量建筑中,因選型不對,令消防水泵不能正常運行、甚至不能啟動(dòng)。發(fā)生以上情況的原因,大多是由于消防水泵的額定揚程過(guò)高,大大超過(guò)了水泵實(shí)際使用高度(如建筑高度),令水泵工作在低揚程、大流量的狀態(tài),造成水泵過(guò)載運行、實(shí)際電流大大超過(guò)額定電流,水泵過(guò)熱不能正常運行,甚至一開(kāi)始啟動(dòng)電流過(guò)大造成水泵電源開(kāi)關(guān)跳閘、水泵不能啟動(dòng)。

? ? ? ? 如某油庫,實(shí)際工作揚程45m(消防泵安裝處與最高處儲油罐區山坡上消火栓處的高程差)但該油庫消火栓水泵的額定揚程125m,結果該水泵啟動(dòng)就因為運行電流過(guò)大令相應電源開(kāi)關(guān)跳閘。后來(lái),只能關(guān)閉消火栓水泵出水管上控制閥門(mén)后才啟動(dòng)該水泵,該水泵正常啟動(dòng)后才派專(zhuān)人手動(dòng)開(kāi)啟其出水管上控制閥門(mén)。這樣,當發(fā)生火災時(shí),消火栓水泵就不能迅速可靠地啟動(dòng),萬(wàn)一消火栓水泵出水管上控制閥門(mén)有故障不能開(kāi)啟,后果更加嚴重(造成消火栓管網(wǎng)水壓不足甚至無(wú)水,不能迅速撲滅火災)

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? ? ? ? 二、理論分析

? ? ? ? 為什么會(huì )造成以上現象呢?實(shí)際使用中,因為離心泵有結構相對簡(jiǎn)單、性能可靠、流量范圍廣、價(jià)格相對便宣等優(yōu)點(diǎn),消防泵大多選用離心泵下面就從離心泵的軸功率展開(kāi)具體分析根據能量守恒定律,離心泵葉輪旋轉的動(dòng)能等于其輸出到管網(wǎng)內的液體產(chǎn)生的勢能,即每秒離心泵葉輪的做功等于其輸出管網(wǎng)內每秒所移動(dòng)的液體質(zhì)量產(chǎn)生的勢能,就此可推導出離心泵軸功率公式：

? ? ? ??N= pOH/n

? ? ? ? N—軸功率；p一液體密度；Q—流量；H一揚程；n一泵效率

? ? ? ??由以上公式可見(jiàn),對于水泵由于液體密度(即水的密度)不變,水泵軸功率和流量及揚程成正比流量、揚程越大則水泵軸功率越大,水泵電動(dòng)機的運行電流越大。而根據水泵特性曲線(xiàn),隨著(zhù)揚程的下降、流量加速上升(流量的上升曲率大大超過(guò)揚程的下降曲率)、軸功率基本只與流量成正比。水泵軸功率與效率成反比,效率越小則水泵軸功率越大、水泵電動(dòng)機的運行電流越大

? ? ? ??而且一般情況下離心泵的出水管上控制閥門(mén)往往是關(guān)閉的,以使水泵啟動(dòng)電流小、水泵能可靠啟動(dòng)。但相關(guān)消防規范規定消防水泵的出水管上控制閥門(mén)應保持完全開(kāi)啟狀態(tài),以保證發(fā)生火災時(shí)消防水泵能立刻啟動(dòng)供水到消防管網(wǎng)且流量應達到設計要求(注:GA503-2004《建筑消防設施檢測技術(shù)規程》4.4.4.2條,消防水泵進(jìn)出水閥門(mén)應保持常開(kāi));這就造成消防水泵往往是滿(mǎn)負載、大電流啟動(dòng)。如果選型不對,水泵的額定揚程遠大于實(shí)際消防管網(wǎng)工況點(diǎn)(實(shí)際使用揚程),使就會(huì )使水泵實(shí)際工作在大流量、低揚程、低效率狀態(tài)下,造成水泵軸功率大大超出額定功率、進(jìn)而運行電流大大超過(guò)水泵電機額定電流,使水泵的主電路上的元器件跳閘,甚至燒壞,水泵被迫停機,更嚴重的會(huì )發(fā)生水泵電機過(guò)熱燒毀。

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? ? ? ??三、消防水泵合理的額定揚程計算方法一一需用系數法

? ? ? ??那么,如何選擇消防水泵呢?

? ? ? ??以離心泵為例,首先,水泵額定流量應稍微大所在工程的設計流量。

? ? ? ??其次,為保證消防規范中對最不利點(diǎn)消防管網(wǎng)水壓的要求(建筑高度不超過(guò)100m時(shí)其最不利點(diǎn)消火栓靜水壓力不低于0.07MPa,建筑高度超過(guò)100m時(shí)其最不利點(diǎn)消火栓靜水壓力不低于0.15MPa:石油庫內消火栓栓口給水壓力不低于0.15MPa:建筑中自動(dòng)噴淋系統的噴頭工作壓力不低于0.05MPa),以及管網(wǎng)阻力造成的水壓損失,當消防水泵安裝位置比所服務(wù)場(chǎng)所的消防管網(wǎng)最高處低時(shí),水泵額定揚程可用以下公式計算得出：

? ? ? ??He= (Ho+ Hp) XK

? ? ? ??He——消防水泵額定揚程:

? ? ? ??Ho——消防水泵安裝位置與其所服務(wù)場(chǎng)所的最高處消防管網(wǎng)的垂直高度差:

? ? ? ??Hp——消防水泵所服務(wù)場(chǎng)所的最不利點(diǎn)消防管網(wǎng)規范要求的最低水壓的折算高度,如0.07Ma折算高度為7m

? ? ? ??K——需用系數,由消防水泵所服務(wù)場(chǎng)所的消防管網(wǎng)情況定,根據本人十年的消防檢測經(jīng)驗,該系數為1.20-1.40;具體而言,建筑高度低的(如小于100m),消防管網(wǎng)不大且結構簡(jiǎn)單、管損小的場(chǎng)所,如一般的住宅樓、辦公樓,需用系數為1.201.30:建筑高度高的(如大于100m),消防管網(wǎng)大消防管網(wǎng)不大且結構復雜、管損大的場(chǎng)所,如石油庫、大型住宅小區,需用系數為1.31-1.40倍。

? ? ? ??當消防水泵安裝位置比所服務(wù)場(chǎng)所的消防管網(wǎng)最高處高時(shí),如安裝在建筑物屋面的穩壓泵,其額定揚程可為25~35m。例如某廠(chǎng)房的消火栓水泵安裝在地上1層水泵房,該廠(chǎng)房地上4層高,最高處室內消火栓在地上1層,地上1層與地上4層的垂直高度差為15m該廠(chǎng)房消火栓管網(wǎng)的結構簡(jiǎn)單,不分區,管損小,需用系數為1.20-1.30,取1.20:該樓最不利點(diǎn)(4層)消火栓管網(wǎng)規范要求的最低水壓為0.07MPa折算高度為7m:故消火栓泵的額定揚程可為(15+7)×1.20=26.4m,據水泵的規格可選額定揚程30m的水泵。

? ? ? ??又如某高層住宅樓的消火栓水泵安裝在地下1層水泵房,該樓地上12層高,最高處室內消火栓在地上12層,地下1層與地上20層的垂直高度差為10m。該樓消火栓管網(wǎng)的結構簡(jiǎn)單,不分區,管損較小,需用系數為1.20~1.30,按照保守算法取1.25:該樓最不利點(diǎn)(12層)消火栓管網(wǎng)規范要求的最低水壓為0.07Ma折算高度為7m:故消火栓泵的額定揚程可(40+7)×1.25=58.75m,據水泵的格可選額定揚程60m的水泵。

? ? ? ??以上是中聯(lián)泵業(yè)研究總結的計算額定揚程方法。這些年在觀(guān)察一些建筑內消防水泵,在額定負荷下啟動(dòng)水泵、測量運行電流,發(fā)現凡是額定揚程與上述公式計算結果相近的消防水泵,均能正常啟動(dòng)、其運行電流均小于額定電流。而且根據以上方法選擇的消防水泵,節約了成本(一般的設計過(guò)于保守,多選擇揚程、功率大大超過(guò)實(shí)際需求的水泵對于上述額定揚程計算公式,消防水泵安裝位置與其所服務(wù)場(chǎng)所的最高處消防管網(wǎng)的垂直高度差H。是確定的,消防水泵所服務(wù)場(chǎng)所的最不利點(diǎn)消防管網(wǎng)規范要求的最低水壓的折算高度H也是確定的,而需用系數K則是變動(dòng)的。所以要像計算建筑物用電功率的需用系數法一樣,針對不同的建筑、不同的場(chǎng)所,編制合理的額定揚程需用系數一欄表這也是今后的努力方向。