? ? ? ? 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。發生以上情況的原因,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,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象呢?實際使用中,因為離心泵有結構相對簡單、性能可靠、流量范圍廣、價格相對便宣等優點,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能量守恒定律,離心泵葉輪旋轉的動能等于其輸出到管網內的液體產生的勢能,即每秒離心泵葉輪的做功等于其輸出管網內每秒所移動的液體質量產生的勢能,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。但相關消防規范規定消防水泵的出水管上控制閥門應保持完全開啟狀態,以保證發生火災時消防水泵能立刻啟動供水到消防管網且流量應達到設計要求(注:GA503-2004《建筑消防設施檢測技術規程》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消防管網水壓的要求(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:石油庫內消火栓栓口給水壓力不低于0.15MPa:建筑中自動噴淋系統的噴頭工作壓力不低于0.05MPa),以及管網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,由消防水泵所服務場所的消防管網情況定,根據本人十年的消防檢測經驗,該系數為1.20-1.40;具體而言,建筑高度低的(如小于100m),消防管網不大且結構簡單、管損小的場所,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),消防管網大消防管網不大且結構復雜、管損大的場所,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場所的消防管網最高處高時,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該廠房消火栓管網的結構簡單,不分區,管損小,需用系數為1.20-1.30,取1.20:該樓最不利點(4層)消火栓管網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。該樓消火栓管網的結構簡單,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(12層)消火栓管網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。

? ? ? ??以上是中聯泵業研究總結的計算額定揚程方法。這些年在觀察一些建筑內消防水泵,在額定負荷下啟動水泵、測量運行電流,發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、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。