? ? ? ? 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(xiàn)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。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高,大大超過了水泵實際使用高度(如建筑高度),令水泵工作在低揚程、大流量的狀態(tài),造成水泵過載運行、實際電流大大超過額定電流,水泵過熱不能正常運行,甚至一開始啟動電流過大造成水泵電源開關跳閘、水泵不能啟動。

? ? ? ? 如某油庫,實際工作揚程45m(消防泵安裝處與最高處儲油罐區(qū)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(jié)果該水泵啟動就因為運行電流過大令相應電源開關跳閘。后來,只能關閉消火栓水泵出水管上控制閥門后才啟動該水泵,該水泵正常啟動后才派專人手動開啟其出水管上控制閥門。這樣,當發(fā)生火災時,消火栓水泵就不能迅速可靠地啟動,萬一消火栓水泵出水管上控制閥門有故障不能開啟,后果更加嚴重(造成消火栓管網(wǎng)水壓不足甚至無水,不能迅速撲滅火災)

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? ? ? ? 二、理論分析

? ? ? ? 為什么會造成以上現(xiàn)象呢?實際使用中,因為離心泵有結(jié)構(gòu)相對簡單、性能可靠、流量范圍廣、價格相對便宣等優(yōu)點,消防泵大多選用離心泵下面就從離心泵的軸功率展開具體分析根據(jù)能量守恒定律,離心泵葉輪旋轉(zhuǎn)的動能等于其輸出到管網(wǎng)內(nèi)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(nèi)每秒所移動的液體質(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,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,水泵電動機的運行電流越大。而根據(jù)水泵特性曲線,隨著揚程的下降、流量加速上升(流量的上升曲率大大超過揚程的下降曲率)、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往往是關閉的,以使水泵啟動電流小、水泵能可靠啟動。但相關消防規(guī)范規(guī)定消防水泵的出水管上控制閥門應保持完全開啟狀態(tài),以保證發(fā)生火災時消防水泵能立刻啟動供水到消防管網(wǎng)且流量應達到設計要求(注:GA503-2004《建筑消防設施檢測技術規(guī)程》4.4.4.2條,消防水泵進出水閥門應保持常開);這就造成消防水泵往往是滿負載、大電流啟動。如果選型不對,水泵的額定揚程遠大于實際消防管網(wǎng)工況點(實際使用揚程),使就會使水泵實際工作在大流量、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、進而運行電流大大超過水泵電機額定電流,使水泵的主電路上的元器件跳閘,甚至燒壞,水泵被迫停機,更嚴重的會發(fā)生水泵電機過熱燒毀。

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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(shù)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(guī)范中對最不利點消防管網(wǎng)水壓的要求(建筑高度不超過100m時其最不利點消火栓靜水壓力不低于0.07MPa,建筑高度超過100m時其最不利點消火栓靜水壓力不低于0.15MPa:石油庫內(nèi)消火栓栓口給水壓力不低于0.15MPa:建筑中自動噴淋系統(tǒng)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場所的消防管網(wǎng)最高處低時,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場所的最高處消防管網(wǎng)的垂直高度差:

? ? ? ??Hp——消防水泵所服務場所的最不利點消防管網(wǎng)規(guī)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(shù),由消防水泵所服務場所的消防管網(wǎng)情況定,根據(jù)本人十年的消防檢測經(jīng)驗,該系數(shù)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(jié)構(gòu)簡單、管損小的場所,如一般的住宅樓、辦公樓,需用系數(shù)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(jié)構(gòu)復雜、管損大的場所,如石油庫、大型住宅小區(qū),需用系數(shù)為1.31-1.40倍。

? ? ? ??當消防水泵安裝位置比所服務場所的消防管網(wǎng)最高處高時,如安裝在建筑物屋面的穩(wěn)壓泵,其額定揚程可為25~35m。例如某廠房的消火栓水泵安裝在地上1層水泵房,該廠房地上4層高,最高處室內(nèi)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該廠房消火栓管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)簡單,不分區(qū),管損小,需用系數(shù)為1.20-1.30,取1.20:該樓最不利點(4層)消火栓管網(wǎng)規(guī)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(jù)水泵的規(guī)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(nèi)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(jié)構(gòu)簡單,不分區(qū),管損較小,需用系數(shù)為1.20~1.30,按照保守算法取1.25:該樓最不利點(12層)消火栓管網(wǎng)規(guī)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(jù)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(jié)的計算額定揚程方法。這些年在觀察一些建筑內(nèi)消防水泵,在額定負荷下啟動水泵、測量運行電流,發(fā)現(xiàn)凡是額定揚程與上述公式計算結(jié)果相近的消防水泵,均能正常啟動、其運行電流均小于額定電流。而且根據(jù)以上方法選擇的消防水泵,節(jié)約了成本(一般的設計過于保守,多選擇揚程、功率大大超過實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場所的最高處消防管網(wǎng)的垂直高度差H。是確定的,消防水泵所服務場所的最不利點消防管網(wǎng)規(guī)范要求的最低水壓的折算高度H也是確定的,而需用系數(shù)K則是變動的。所以要像計算建筑物用電功率的需用系數(shù)法一樣,針對不同的建筑、不同的場所,編制合理的額定揚程需用系數(shù)一欄表這也是今后的努力方向。