Как выбрать пожарный насос?

Выбор пожарного насоса имеет большое значение для полного обеспечения стандартов противопожарной защиты. Необходимость установки пожарного насоса должна определяться на раннем этапе — в идеале сначала должен быть разработан комплексный проект. В сегодняшней статье мы объясним процесс определения необходимости пожарного насоса и способы выбора пожарного насоса, соответствующего требуемому давлению и расходу.

Когда требуется пожарный насос?

Пожарный насос необходим для обеспечения требуемого расхода и давления для систем пожаротушения, когда источник водоснабжения является недостаточным. Чтобы определить, требуется ли пожарный насос, необходимо сравнить требования системы пожаротушения с доступным источником воды. Если источник воды не может обеспечить требуемые параметры, требуется пожарный насос. В противном случае, если источник воды может обеспечить необходимые давление и расход, пожарный насос не требуется.

Вода может поступать из различных источников, включая городские водопроводные сети, специальные системы противопожарного водоснабжения, водонапорные башни и т.д. Каждый сценарий требует несколько иного подхода, однако в первую очередь необходимо определить, может ли источник воды обеспечить требуемый расход.

При подключении к пожарному водопроводу для анализа источника могут использоваться гидрантные испытания. Статическое и остаточное давление, а также данные о расходе позволяют определить, может ли система водоснабжения обеспечить требуемую подачу воды. Для минимизации погрешностей расчетов гидравлики рекомендуется проводить данные испытания как можно ближе к стояку системы пожаротушения.

При определении наихудшего сценария следует учитывать расход от всех систем пожаротушения. В данном примере наихудшим случаем по расходу является автоматическая спринклерная система в офисном здании.

Требования к спринклерным системам рассчитываются в соответствии с NFPA 13 на основе таких факторов, как расчетная площадь, плотность орошения, расход на пожарные рукава, запас, уклон кровли / система предварительного действия.

Пример: 5-этажное офисное здание с низкой пожарной опасностью Спринклерная система: 0,1 галл./мин/фут² × 1500 фут² = 150 галл./мин

Спринклерная система + 30% запас: 150 × 1,3 = 195 галл./мин

Пожарный рукав: 100 галл./мин

Итого: 295 галл./мин

Расчет показывает требуемый расход 295 галл./мин. Если подключенный пожарный водопровод не может обеспечить данный расход, необходимо предусмотреть резервуар с водой и насос для питания спринклерной системы.

При известных требованиях по расходу следующим шагом является расчет давления, необходимого для работы спринклерной системы. Сначала следует учитывать давление, необходимое для удовлетворения требований системы и для наиболее удаленного спринклера; затем необходимо добавить все потери давления на пути к источнику. Минимальное давление определяется стандартом NFPA 13 и обычно составляет 7 фунтов на квадратный дюйм (psi).

Давление в спринклерной системе может быть ориентировочно принято равным ~20 psi. Это является хорошим ориентиром при питании простых спринклерных систем. По мере усложнения трубопроводной сети из-за нестандартных планировок этажей, препятствий и разной высоты потолков данное значение соответственно увеличивается.

Роль спринклерного стояка

Потери на трение в трубопроводе от спринклерного стояка до источника воды могут быть рассчитаны с использованием формулы Хазена — Уильямса, определенной в NFPA 13. Формула Хазена — Уильямса рассчитывает потери на трение на погонный фут; это значение может быть умножено на общую длину трубопровода для определения потерянного давления.

Высота является важным фактором потерь давления, так как преодоление силы тяжести требует значительного давления: для требуемой высоты можно принять 0,433 psi на фут. Также необходимо учитывать такие элементы, как устройства предотвращения обратного потока и фильтры, поскольку при прохождении воды через данные устройства происходит потеря давления.

Выбор пожарного насоса

Пожарные насосы должны выбираться на основе номинальных значений расхода и давления. В нашем примере требуемый расход составляет 295 галл./мин. Пожарные насосы должны работать при 150% от номинального расхода. Поэтому нет необходимости выбирать насос, номинально рассчитанный точно на требуемый расход, так как это приведет к избыточному размеру насоса. Например, при требуемом расходе 295 галл./мин пожарный насос с номинальным расходом 200 галл./мин технически способен обеспечить данный расход.

Многие производители пожарных насосов предоставляют на своих веб-сайтах инструменты подбора, в которые можно ввести требуемые значения расхода и давления, после чего отображаются насосы, соответствующие данным требованиям. NFPA устанавливает ограничения на характеристики насосов, гарантируя, что насосные кривые не являются слишком крутыми и что давление снижается постепенно.

По мере работы насосов за пределами их номинального расхода давление, которое они могут обеспечить, снижается. Некоторые насосы имеют пологие характеристики, при которых давление уменьшается медленно по мере увеличения расхода; другие теряют давление быстрее. Важно учитывать, где точка требуемого расхода располагается на насосной характеристике. В точке требуемого расхода повышение давления, обеспечиваемое насосом, должно быть выше требуемого давления.

Для окончательной проверки необходимо нанести точку требуемого расхода и давления на характеристическую кривую насоса производителя. Эта точка должна находиться ниже кривой насоса, чтобы насос соответствовал требованиям системы. Вероятно, существует множество насосов, удовлетворяющих требованиям по характеристикам, однако наличие требований по давлению и расходу гарантирует, что необходимая рабочая точка будет обеспечена.

Как определить, требуется ли пожарный насос:

Собрать информацию об источнике противопожарного водоснабжения.
Рассчитать требуемый расход.
Рассчитать требуемое давление
.Если источник не может удовлетворить потребность, предусмотреть резервуар противопожарной воды и пожарный насос.
Если давление не может быть обеспечено, установить пожарный насос.
Если источник может обеспечить требуемые давление и расход, резервуар противопожарной воды и насос не требуются.