Акведук Сеговии в Сеговии, Испания.

Акведуки заканчивались в Риме у распределительных резервуаров, из которых вода направлялась в общественные бани или фонтаны. У некоторых очень богатых или привилегированных граждан вода была подведена прямо в дома, но большинство людей приносили воду в контейнерах из общественного фонтана. Вода текла постоянно, излишки использовались для очистки улиц и смыва канализации.

Древние акведуки и трубопроводы не выдерживали большого давления. Каналы сооружали из тесаного камня, кирпича, щебня или грубого бетона. Трубы обычно делали из перфорированного камня или полых деревянных бревен, хотя также использовались глиняные и свинцовые трубы. В средние века не было заметного прогресса в методах или материалах, используемых для транспортировки и распределения воды.

Чугунные трубы с соединениями, способными выдерживать высокое давление, практически не использовались до начала 19 века.Примерно в то время паровой двигатель впервые был применен для перекачки воды, что позволило всем, кроме самых маленьких, получать питьевую воду непосредственно в отдельные дома. Асбестоцемент, высокопрочный чугун, железобетон и сталь стали использоваться в качестве материалов для трубопроводов водоснабжения в 20 веке.

Разработки в области водоподготовки

В дополнение к количеству водопроводной воды также вызывает озабоченность качество воды. Даже древние понимали важность чистоты воды.В санскритских письмах 2000 г. до н. Э. Рассказывается, как очищать грязную воду путем кипячения и фильтрации. Но только в середине XIX века была доказана прямая связь между загрязненной водой и болезнью (холерой), и только в конце того же века немецкий бактериолог Роберт Кох доказал микробную теорию болезни. создание научной основы для обработки и санитарии питьевой воды.

Очистка воды — это изменение источника воды для достижения качества, отвечающего установленным целям.В конце 19-го — начале 20-го века главной целью было устранение смертельных заболеваний, передающихся через воду. Примерно в то же время началась обработка общественной питьевой воды для удаления патогенных или болезнетворных микроорганизмов. Методы очистки включали фильтрацию через песок, а также использование хлора для дезинфекции. Практическое устранение таких заболеваний, как холера и брюшной тиф в развитых странах, доказало успех этой технологии очистки воды. В развивающихся странах болезни, передаваемые через воду, по-прежнему являются главной проблемой качества воды.

В промышленно развитых странах обеспокоенность сместилась в сторону хронических последствий для здоровья, связанных с химическим загрязнением. Например, предполагается, что следовые количества некоторых синтетических органических веществ в питьевой воде вызывают рак у людей. Свинец в питьевой воде, обычно выщелачиваемый из проржавевших свинцовых труб, может привести к постепенному отравлению свинцом и вызвать задержку развития у детей. Дополнительная цель снижения таких рисков для здоровья видится в постоянно увеличивающемся количестве факторов, включенных в стандарты питьевой воды.

КАК спроектировать насосную систему

Присоединиться к форуму

Пересмотрено в январе 2006 г.

Это руководство отвечает на следующие вопросы:

— Какие важные характеристики насосной системы.

— Что такое напор и как он используется в насосной системе для упрощения расчетов.

— Что такое статический напор и фрикционный напор и как они влияют на скорость потока в насосной системе.

— Как центробежный насос производит давление.

— Почему общий напор и расход являются двумя наиболее важными характеристиками центробежного насоса?

— Что подразумевается под мощностью насоса? А какова оптимальная рабочая точка центробежного насоса?

— Как выполнить подробные расчеты, которые позволят вам определить размер и выбрать центробежный насос.

— Как проверить, что ваш центробежный насос обеспечивает номинальное давление или напор.

— Что такое плотность и удельный вес и как они соотносятся с давлением и напором?

НАЧАЛО ОБУЧЕНИЯ

Различные типы насосных систем

Существует много типов центробежных насосных систем.На рисунке 1 показана типичная промышленная насосная система. Существует множество вариантов этого, включая все виды оборудования, которое может быть подключено к этим системам, но не показанным. В конце концов, насос — это только один компонент процесса, хотя и важный и жизненно важный. Роль насосов заключается в обеспечении достаточного давления для перемещения жидкости через систему с желаемой скоростью потока.

Рисунок 1

Бытовые системы водоснабжения берут воду из разных источников на разных уровнях в зависимости от уровня грунтовых вод и рельефа местности.

Рисунок 1a

Источник: Атлас подземных вод штата Колорадо

Система, показанная на Рисунке 2, представляет собой типичную систему бытового водоснабжения, которая забирает воду из неглубокого колодца (максимум 25 футов) с помощью центробежного насоса с торцевым всасыванием.

Рисунок 2

Рисунок 2а Типовой струйный насос.

Подробнее о конструкции струйных насосов см. В статье: специальные насосы.

Система на Рисунке 3 представляет собой еще одну типичную систему бытового водоснабжения, которая забирает воду из глубокого колодца (200–300 футов) и использует многоступенчатый погружной насос, часто называемый турбинным насосом.

Рисунок 3

Рисунок 3a

источник: Атлас подземных вод штата Колорадо

Рисунок 3b

Рисунок 3c Типовой погружной насос для глубоких скважин

Давление, трение и расход

Рисунок 4

Давление, трение и расход — три важные характеристики насосной системы.Давление — это движущая сила, ответственная за движение жидкости. Трение — это сила, замедляющая частицы жидкости. Скорость потока — это объем, который вытесняется за единицу времени. Единицей расхода в Северной Америке, по крайней мере, в насосной промышленности, является галлон США в минуту, галлоны США в минуту. С этого момента я буду использовать только галлоны в минуту или галлоны в минуту. В метрической системе расход выражается в литрах в секунду (л / с) или кубических метрах в час (м ³ / ч).

Давление часто выражается в фунтах на квадратный дюйм (psi) в британской системе мер и в килопаскалах (кПа) в метрической системе.В имперской системе измерения используются единицы фунта на квадратный дюйм или фунты на квадратный дюйм манометра, это означает, что давление измеряется относительно местного атмосферного давления, так что 5 фунтов на квадратный дюйм на 5 фунтов на квадратный дюйм выше местного атмосферного давления. В метрической системе шкала единиц кПа представляет собой шкалу измерения абсолютного давления, и кПа нет, но многие люди используют кПа как относительное измерение к местной атмосфере и не утруждают себя указанием этого. Это не ошибка метрической системы, а то, как люди ее используют.Часто используется термин потеря давления или падение давления, он относится к снижению давления в системе из-за трения. В трубе, которая находится на том же уровне, например, в вашем садовом шланге, давление высокое на кране и нулевое давление на выходе шланга, это снижение давления происходит из-за трения и является потерей давления.

В качестве примера использования единиц измерения давления и расхода, давление, доступное для бытовых систем водоснабжения, сильно варьируется в зависимости от вашего местоположения по отношению к водоочистной станции.Оно может варьироваться от 30 до 70 фунтов на квадратный дюйм и более. В следующей таблице приводится ожидаемая скорость потока, которую вы получите для труб разных размеров, если предположить, что труба или трубка находится на том же уровне, что и соединение с основным водопроводом, и имеет длину 100 футов.

Единица измерения трения …. Извините, я думаю, мне нужно подождать, пока мы подойдем к концу, чтобы объяснить причины, лежащие в основе этой единицы.

Рисунок 5

Давление обеспечивает движущую силу для преодоления трения и перепада высот.Он отвечает за пропускание жидкости через систему, насос обеспечивает давление. Давление увеличивается, когда частицы жидкости прижимаются друг к другу. Например, при работе с огнетушителем энергия была потрачена на сжатие жидкого химического вещества внутри, эта энергия может быть сохранена и использована позже. Можно ли создать давление жидкости в открытом контейнере? Да. Хорошим примером является шприц: когда вы нажимаете на поршень, давление увеличивается, и тем сильнее вам приходится нажимать.Когда жидкость движется через иглу, трения достаточно, чтобы создать большое давление в корпусе шприца.

Рисунок 6

Если мы применим эту идею к насосной системе на Рисунке 5, даже если конец нагнетательной трубы открыт, на выходе насоса может быть давление, потому что в системе имеется достаточное трение и перепад высот.

Что такое трение в насосной системе

Трение присутствует всегда, даже в жидкостях, это сила, которая сопротивляется движению объектов.

Рисунок 7

Когда вы перемещаете твердое тело по твердой поверхности, возникает трение между объектом и поверхностью. Если поставить на него колеса, будет меньше трения. В случае движущихся жидкостей, таких как вода, трение даже меньше, но оно может стать значительным для длинных труб. Трение также может быть высоким для коротких трубок, которые имеют высокую скорость потока и малый диаметр, как в примере шприца.

В жидкостях трение возникает между слоями жидкости, которые движутся с разными скоростями внутри трубы.Существует естественная тенденция к тому, что скорость жидкости в центре трубы выше, чем у стенки трубы. Трение также будет высоким для вязких жидкостей и жидкостей с взвешенными частицами.

Рисунок 8

Другой причиной трения является взаимодействие жидкости со стенкой трубы: чем грубее труба, тем выше трение.

Трение зависит от:

— средняя скорость жидкости в трубе см. В этом веб-приложении калькулятор скорости на основе расхода

— вязкость

— шероховатость поверхности трубы

Увеличение любого из этих параметров увеличивает трение.

Количество энергии, необходимое для преодоления общей энергии трения в системе. должен подаваться насосом, если вы хотите достичь требуемого расхода. В промышленных системах трение обычно не составляет значительную часть выходной энергии насоса. Для типичных систем это около 25% от общего количества. Если он станет намного выше, то вы следует осмотреть систему, чтобы убедиться, что трубы слишком малы. Однако все насосные системы различны, в некоторых системах энергия трения может составлять 100% энергии насоса. энергия.Это то, что делает насосные системы интересными, их миллион и один приложения для них. В бытовых системах трение может составлять большую долю выходная мощность насоса, возможно, до 50% от общей, потому что небольшие трубы производят более высокое трение, чем в больших трубах, при той же средней скорости жидкости в трубе (см. диаграмму трения далее в этом руководстве).

продолжить

Насосы для оросительной воды — Публикации

Сердце большинства оросительных систем — это насос.Чтобы сделать систему орошения максимально эффективной, насос необходимо выбирать в соответствии с требованиями источника воды, системы распределения воды и ирригационного оборудования.

Насосы, используемые для орошения, включают центробежные, глубинные турбинные, погружные и пропеллерные. На самом деле турбинные, погружные и гребные насосы — это особые формы центробежного насоса. Однако их имена распространены в отрасли. В этой публикации термин центробежный насос относится к любому насосу, который находится над поверхностью воды и использует всасывающую трубу.

Перед тем, как выбрать ирригационный насос, вы должны провести тщательную и полную инвентаризацию условий, в которых насос будет работать. Опись должна включать:

• Источник воды (колодец, река, пруд и др.)
• Требуемый расход перекачки
• Общая высота всасывания
• Общий динамический напор

Обычно у вас нет выбора относительно источника воды; это либо поверхностная вода, либо вода из колодца, и местные геологические и гидрологические условия будут определять ее доступность.Однако тип ирригационной системы, расстояние от источника воды и размер трубопроводной системы будут определять расход и общий динамический напор.

Основные рабочие характеристики насоса

«Напор» — это термин, обычно используемый для насосов. Напор относится к высоте вертикального столба воды. Давление и напор являются взаимозаменяемыми понятиями в орошении, потому что столб воды высотой 2,31 фута эквивалентен давлению в 1 фунт на квадратный дюйм (PSI). Общий напор насоса состоит из нескольких типов головок, которые помогают определить рабочие характеристики насоса.

Общий динамический напор

Полный динамический напор насоса представляет собой сумму полного статического напора, напора, напора трения и скоростного напора. Объяснение этих терминов приведено ниже и показано графически на рис. 1 .

Рис. 1. Полный динамический напор (TDH) — это сумма полного статического напора, полного напора трения и напора. Показаны составляющие полного статического напора для системы откачки поверхностных и колодезных вод.

Общий статический напор

Общий статический напор — это расстояние по вертикали, на которое насос должен поднимать воду. При перекачке из колодца это будет расстояние от уровня откачиваемой воды в колодце до поверхности земли, плюс расстояние по вертикали, на которое вода поднимается от поверхности земли до точки сброса. При перекачке с открытой водной поверхности это будет полное вертикальное расстояние от поверхности воды до точки сброса.

Напорная головка

Для работы систем дождевания и капельного орошения требуется давление.Системы с центральным шарниром требуют определенного давления в точке поворота для правильного распределения воды. Напор в любой точке, где расположен манометр, можно преобразовать из PSI в футы напора, умножив на 2,31.

Например, 20 фунтов на квадратный дюйм равны 20 умноженным на 2,31 или 46,2 фута напора. Большинство городских систем водоснабжения работают под давлением от 50 до 60 фунтов на квадратный дюйм, что, как показано в таблице 1 , объясняет, почему центры большинства городских водонапорных башен находятся на высоте около 130 футов над землей.

Таблица 1.Фунтов на квадратный дюйм (PSI) и эквивалентный напор в футах водяного столба.

Фрикционная головка

Напор трения — это потеря энергии или снижение давления из-за трения при протекании воды по трубопроводной сети. Скорость воды существенно влияет на потери на трение.

Потеря напора из-за трения происходит, когда вода протекает через прямые участки труб, фитинги или клапаны; по углам; и где трубы увеличиваются или уменьшаются в размерах.Значения этих потерь можно рассчитать или получить из таблиц потерь на трение. Напор трения для системы трубопроводов представляет собой сумму всех потерь на трение.

Головка скорости

Напор скорости — это энергия воды, обусловленная ее скоростью. Это очень небольшое количество энергии, и обычно им можно пренебречь при расчете потерь в оросительной системе.

Всасывающая головка

Насос, работающий над поверхностью воды, работает с высотой всасывания. Высота всасывания включает не только высоту вертикального всасывания, но и потери на трение через трубу, колена, обратные клапаны и другие фитинги на всасывающей стороне насоса.Допустимый предел напора на всасывании насоса и положительный чистый напор на всасывании (NPSH) насоса устанавливает это ограничение.

Теоретическая максимальная высота, на которую вода может быть поднята с помощью всасывания, составляет около 33 футов. Путем контролируемых лабораторных испытаний производители определяют кривую NPSH для своих насосов. Кривая NPSH будет увеличиваться с увеличением расхода через насос.

При определенной скорости потока значение NPSH вычитается из 33 футов, чтобы определить максимальную высоту всасывания, при которой будет работать этот насос.Например, если насосу требуется минимальный NPSH 20 футов, насос будет иметь максимальную высоту всасывания 13 футов.

Однако из-за потерь на трение в трубопроводе всасывания насос, рассчитанный на максимальную высоту всасывания 13 футов, может эффективно поднимать воду только на 10 футов. Чтобы свести к минимуму потери на трение всасывающего трубопровода, всасывающий трубопровод должен иметь больший диаметр, чем напорный трубопровод.

Эксплуатация насоса с высотой всасывания больше, чем он был разработан, или в условиях с избыточным вакуумом в некоторой точке рабочего колеса, может вызвать кавитацию.Кавитация — это сжатие пузырьков воздуха и водяного пара, создающее очень отчетливый шум
, ​​такой как гравий в насосе. Взрыв множества пузырьков разъедает крыльчатку, и в конечном итоге она заполняется дырами.

Требования к мощности насоса

Мощность, добавляемая к воде при ее прохождении через насос, может быть рассчитана по следующей формуле:

В качестве примера того, как использовать характеристическую кривую насоса, давайте воспользуемся кривой насоса на рис. 2 , чтобы определить мощность и эффективность этого насоса при расходе 900 галлонов в минуту (галлонов в минуту) и 120 футах TDH.

Решение: Следуйте пунктирной вертикальной линии от 900 галлонов в минуту до пересечения пунктирной горизонтальной линией от 120 футов TDH.В этот момент насос работает с максимальной эффективностью чуть ниже 72 процентов при скорости 1600 об / мин. Если вы посмотрите на кривые BHP, этому насосу требуется чуть менее 40 BHP на входном валу. Более точную оценку BHP можно рассчитать с помощью уравнений 1 и 2. Используя уравнение 1, WHP будет [900 x 120] ÷ 3960, или 27,3, а из уравнения 2, BHP будет 27,3 ÷ 0,72, или 37,9, при условии, что КПД привода составляет 100 процентов. Кривая NPSH использовалась для расчета маркеров общей динамической высоты всасывания (TDSL) в нижней части диаграммы.Обратите внимание, что для
TDSL при 1400 галлонах в минуту составляет 10 футов, но при 900 галлонах в минуту TDSL составляет более 25 футов.

Изменение скорости насоса

Теперь предположим, что этот насос подключен к дизельному двигателю. Изменяя частоту вращения двигателя, мы можем изменять скорость потока, требования TDH и BHP этого насоса. В качестве примера изменим скорость двигателя с 1600 до 1700 об / мин. Как это влияет на GPM, TDH и BHP насоса?

Решение: Мы будем использовать уравнения 3, 4 и 5 для расчета изменения.Используя уравнение 3, изменение GPM будет (1,700 ÷ 1,600) x 900, что равно 956 GPM. Используя уравнение 4, изменение TDH будет (1700 ÷ 1600) 2 x 120, что равно 135,5 футам TDH. Используя уравнение 5, изменение BHP будет (1,700 ÷ 1,600) 3 x 37,9, что равно 45,5 BHP. Эта точка изображена на рисунке 2 в виде круга с точкой посередине. Обратите внимание, что новая рабочая точка находится вверху и справа от старой точки, а эффективность насоса осталась прежней.

При выборе насоса для оросительной установки установщик должен предоставить копию характеристики насоса.Кроме того, установщик должен предоставить информацию, если крыльчатка или крыльчатки были обрезаны. Эта информация будет полезна в будущем, особенно если вам придется делать ремонт.

Центробежные насосы

Центробежные насосы используются для откачки из водоемов, озер, ручьев и неглубоких скважин. Они также используются в качестве подкачивающих насосов в оросительных трубопроводах. Все центробежные насосы должны быть полностью заполнены водой или «заправлены», прежде чем они смогут работать.

Всасывающая линия, как и насос, должны быть заполнены водой и не содержать воздуха.На всасывающей трубе чрезвычайно важны герметичные соединения и соединения. Заполнение насоса может выполняться с помощью ручных вакуумных насосов, вакуумного двигателя внутреннего сгорания, вакуумных насосов с приводом от двигателя или небольших водяных насосов, которые заполняют насос и всасывающий трубопровод водой.

Центробежные насосы предназначены для горизонтальной или вертикальной работы. Горизонтальный центробежный двигатель имеет вертикальное рабочее колесо, соединенное с горизонтальным приводным валом, как показано на , рис. 3, .

Рисунок 3.Горизонтальный центробежный насос.

Горизонтальные центробежные насосы наиболее распространены в оросительных системах. Как правило, они менее дороги, требуют меньшего обслуживания, проще в установке и более доступны для осмотра и обслуживания, чем вертикальные центробежные. Доступны самовсасывающие горизонтальные центробежные насосы, но они являются насосами специального назначения и обычно не используются с системами орошения.

Вертикальные центробежные насосы можно монтировать так, чтобы рабочее колесо все время находилось под водой. (См. Плавающий насос на крышке.) Это делает ненужным заливку, что делает вертикальный центробежный насос желательным для плавающих приложений. Кроме того, функция самовсасывания очень желательна в районах с частыми отключениями электроэнергии или снижением цен на электроэнергию в непиковые периоды.

также подходит для новых панелей управления центральными шарнирами, где автоматический перезапуск является программируемой функцией.

Предупреждение:

Поскольку подшипники постоянно находятся под водой, эти насосы могут потребовать более высокого уровня обслуживания.

Насосы глубинные турбинные

Турбинные насосы для глубоких скважин адаптированы для использования в обсаженных скважинах или там, где водная поверхность ниже практических пределов центробежных насосов. Турбинные насосы также используются в системах поверхностного водоснабжения.

Поскольку всасывающий патрубок турбинного насоса постоянно находится под водой, заливка не вызывает беспокойства. КПД турбинных насосов сравним или выше, чем у большинства центробежных насосов. Обычно они дороже центробежных насосов и их сложнее проверять и ремонтировать.

Турбинный насос состоит из трех основных частей: узла головки, узла вала и колонны и узла стакана насоса, как показано на Рис. 4 . Головка обычно чугунная и предназначена для установки на фундамент. Он поддерживает узлы колонны, вала и чаши и обеспечивает слив воды. Он также поддерживает электродвигатель, угловую зубчатую передачу или ременную передачу.

Рис. 4. Глубинный турбинный насос.

Узел вала и колонны обеспечивает соединение между головкой и корпусами насоса.Линейный вал передает мощность от двигателя к крыльчаткам, а колонна переносит воду на поверхность. Линейный вал турбинного насоса может смазываться водой или маслом.

Насос с масляной смазкой имеет полый вал, в который капает масло, смазывая подшипники. Насос с водяной смазкой имеет открытый вал. Подшипники смазываются перекачиваемой водой. Если возможна перекачка мелкого песка, выберите насос с масляной смазкой, потому что он не допускает попадания песка в подшипники.

Если вода предназначена для домашнего использования или домашнего скота, в ней не должно быть масла, и должен использоваться насос с водяной смазкой. В некоторых штатах, например, в Миннесоте, у вас нет выбора; Насосы с водяной смазкой необходимы во всех новых ирригационных колодцах .

Подшипники линейного вала обычно размещаются на 10-футовых центрах для насосов с водяной смазкой, работающих на скоростях ниже 2200 об / мин, и на 5-футовых центрах для насосов, работающих на более высоких скоростях. Подшипники с масляной смазкой обычно размещаются на 5-футовых центрах.

Бачок насоса закрывает рабочее колесо. Из-за своего ограниченного диаметра каждое рабочее колесо имеет относительно низкий напор. В большинстве турбинных установок для глубоких скважин несколько стаканов устанавливаются последовательно друг над другом. Это называется постановкой. Сборка барабана с четырьмя ступенями содержит четыре рабочих колеса, все прикрепленные к общему валу, и будет работать с четырехкратным напором нагнетания одноступенчатого насоса.

Рабочие колеса, используемые в турбинных насосах, могут быть полуоткрытыми или закрытыми, как показано на рис. 5 .Лопатки полуоткрытых рабочих колес открыты снизу и вращаются с небольшим допуском по отношению к дну чаши насоса.

Рис. 5. Вид в разрезе двух закрытых рабочих колес в их корпусах насоса.

Допуск является критическим и должен быть отрегулирован на новом насосе. Во время начального периода обкатки муфты трансмиссионного вала будут затягиваться; поэтому примерно через 100 часов работы необходимо проверить регулировку крыльчатки.После обкатки допуск необходимо проверять и регулировать каждые три-пять лет или чаще при перекачивании песка.

Оба типа рабочих колес могут вызвать неэффективную работу насоса, если они не отрегулированы должным образом. Если полуоткрытые рабочие колеса установлены слишком низко, а лопатки трутся о дно чаш, это может привести к механическому повреждению. Регулировка закрытых крыльчаток не столь критична; однако их все же необходимо проверять и настраивать.

Регулировка рабочего колеса выполняется путем затягивания или ослабления гайки в верхней части узла головки.Регулировка крыльчатки обычно осуществляется путем опускания крыльчатки на дно чаши и перемещения ее вверх. Величина регулировки вверх определяется тем, насколько вал линии растягивается во время перекачивания. Регулировку необходимо производить исходя из минимально возможного уровня откачки в скважине.

Изготовитель насоса часто обеспечивает надлежащую процедуру регулировки. Процедура регулировки для многих распространенных марок глубинных турбин описана в публикации Nebraska Cooperative Extension Service EC 81-760, озаглавленной «Как отрегулировать вертикальные турбинные насосы для достижения максимальной эффективности».”

Эксплуатационные характеристики

Испытания определяют рабочие характеристики глубинных турбинных насосов. Характеристики во многом зависят от конструкции барабана, типа рабочего колеса и частоты вращения вала рабочего колеса. Расход, TDH, BHP, КПД и частота вращения аналогичны указанным для центробежных насосов. Вертикальные турбинные насосы обычно рассчитаны на определенную настройку числа оборотов.

Вертикальная кривая турбинного насоса показана на рис. 6 . Эта кривая насоса похожа на кривую центробежного насоса, за исключением того, что вместо кривых для различных оборотов, кривые приведены для рабочих колес разного диаметра.

Рис. 6. Кривая скважинного турбинного насоса. Тормозная мощность и общий напор указаны для одной ступени. Если насос имел пять ступеней, умножьте мощность тормоза и общий напор на пять. Количество галлонов в минуту останется прежним, независимо от того, сколько ступеней добавлено.

Уменьшение диаметра рабочих колес называется «обрезкой». Производители подгонят рабочие колеса до нужного размера, чтобы они соответствовали требованиям TDH и скорости потока для конкретной оросительной установки.

Кривые насоса для турбинных насосов обычно показаны для одноступенчатого насоса, поэтому полученная TDH будет определена путем умножения указанного напора на кривой насоса на количество ступеней. Требуемую тормозную мощность также необходимо умножить на количество ступеней. Обратите внимание, что скорость потока не изменится, независимо от того, сколько ступеней добавлено.

Использование кривой насоса

В качестве примера предположим, что кривая насоса на рис. 6 предназначена для пятиступенчатого насоса с 7.Рабочее колесо 13 дюймов, обеспечивающее скорость 800 галлонов в минуту. Какими будут значения TDH и BHP?

Решение: Следуйте пунктирной вертикальной линии от 800 галлонов в минуту до точки пересечения с кривой рабочего колеса 7,13 дюйма в верхней части диаграммы
. Следуйте горизонтальной пунктирной линией влево до отметки 26 футов TDH. Умножение 26 на 5 дает 130 футов TDH. Затем проследуйте по вертикальной пунктирной линии от 800 галлонов в минуту до кривой BHP с рабочим колесом 7,13 дюйма в нижней части диаграммы, а затем по горизонтальной пунктирной линии влево до отметки 6.5 л.с. Если умножить 6,5 л.с. на 5 (пять ступеней), получаем, что для этого насоса требуется 32,5 л.с. Также обратите внимание, что насос работает с максимальной эффективностью 80 процентов. При такой эффективности расчетное забойное давление (уравнения 1 и 2) составляет 32,8.

Установка вертикальных турбинных насосов

Глубинные турбинные насосы должны иметь правильную центровку между насосом и силовой установкой. Использование узла головки, подходящего для двигателя и узла колонки / насоса, упрощает выполнение правильной центровки.

Очень важно следить за тем, чтобы колодец был прямым и вертикальным. Узел колонны насоса должен быть выровнен вертикально так, чтобы никакая часть не касалась обсадной трубы скважины. К колонне насоса обычно прикрепляются распорки, чтобы насос в сборе не касался обсадной трубы скважины.

Если колонна насоса касается обсадной трубы скважины, вибрация приведет к износу отверстий в обсадной колонне. Смещение колонны насоса по вертикали также может вызвать чрезмерный износ подшипников.

Головка в сборе должна быть установлена ​​на хорошем основании на высоте не менее 12 дюймов над поверхностью земли.Бетонный фундамент ( Рисунок 7 ) обеспечивает постоянный и беспроблемный монтаж. Фундамент должен быть достаточно большим, чтобы можно было надежно закрепить головку в сборе.

Рис. 7. Рекомендуемое бетонное основание с водоотводной трубой для измерения уровня воды и хлорирования.

Фундамент должен иметь не менее 12 дюймов опорной поверхности со всех сторон колодца. В случае колодца с гравийной набивкой зазор в 12 дюймов измеряется от внешнего края гравийной набивки.

Труба для доступа к скважине диаметром не менее 1,5 дюймов должна проходить через фундамент в обсадную трубу скважины. Труба доступа служит двум целям. Первый предназначен для измерения статического уровня и уровня воды в скважине, а второй — для хлорирования скважины.

Полиэтиленовая трубка диаметром ¾ дюйма с закрытым нижним концом, вставленная в патрубок доступа и доходящая до уровня насоса, значительно упростит измерение уровня воды. В трубке необходимо просверлить небольшие отверстия, чтобы вода могла легко входить и выходить из трубки.

Более подробную информацию о техническом обслуживании скважин можно найти в публикации NDSU «Уход и техническое обслуживание ирригационных колодцев».

Погружные насосы

Погружной насос — это турбинный насос, тесно связанный с погружным электродвигателем, как показано на рис. 8 . И насос, и двигатель подвешены в воде, что исключает необходимость в длинном приводном валу и держателях подшипников, необходимых для глубинного турбинного насоса. Поскольку насос находится над двигателем, вода поступает в насос через экран между насосом и двигателем.

Рисунок 8. Погружной насос, установленный в скважине.

В погружном насосе используются закрытые рабочие колеса, потому что вал электродвигателя расширяется, когда он становится горячим, и давит на рабочие колеса вверх. Если бы использовались полуоткрытые рабочие колеса, насос терял бы эффективность. Кривая для погружного насоса очень похожа на кривую для глубинного турбинного насоса.

Погружные двигатели меньше в диаметре и намного длиннее обычных двигателей.Из-за своего меньшего диаметра они имеют меньший КПД, чем те, которые используются для центробежных или глубинных турбинных насосов.

Погружные двигатели обычно называют сухими или мокрыми. Сухие двигатели герметично закрыты маслом с высокой диэлектрической проницаемостью для предотвращения попадания воды в двигатель. Мокрые двигатели открыты для колодезной воды, при этом ротор и подшипники работают в воде.

Если циркуляция воды мимо двигателя ограничена или недостаточна, двигатель может перегреться и сгореть.Следовательно, длина стояка должна быть достаточной для того, чтобы узел чаши и двигатель всегда были полностью погружены в воду. Кроме того, обсадная труба колодца должна быть достаточно большой, чтобы вода могла легко проходить мимо двигателя.

Малые погружные насосы (до 5 лошадиных сил) используют однофазное питание. Однако большинству погружных насосов, используемых для орошения, требуется трехфазное электрическое питание. Электропроводка от насоса к поверхности должна быть водонепроницаемой, а все соединения герметичными. Электрическая линия должна быть прикреплена к трубе колонны через каждые 20 футов, чтобы предотвратить ее наматывание на трубу колонны.

Напряжение на выводах двигателя должно быть в пределах плюс-минус 10 процентов от напряжения двигателя, указанного на паспортной табличке. Если в кабеле погружного насоса происходит падение напряжения на 5 процентов, напряжение на поверхности не должно быть менее 95 процентов номинального напряжения.

Поскольку насос находится в скважине, молниезащита должна быть подключена к блоку управления. Удары молнии в скважины с помощью погружных насосов — основная причина отказов насосов.

Вы можете выбрать погружные насосы, чтобы обеспечить широкий диапазон комбинаций расхода и TDH.Погружные насосы диаметром более 10 дюймов обычно стоят дороже, чем глубинные турбины сопоставимого размера, потому что двигатели более дорогие.

Погружные бустерные насосы выпускают многие производители. Эти насосы обычно устанавливаются в трубопроводе горизонтально. Преимущество использования погружного в качестве подкачивающего насоса вместо центробежного — снижение шума. Это желанный атрибут в жилых помещениях и рядом с полями для гольфа.

Погружные устройства также использовались в качестве подкачивающих насосов во всасывающих линиях центробежных насосов.Это приложение используется в ситуациях, когда уровень воды будет значительно колебаться в течение сезона. Наличие погружного устройства во всасывающей линии изменит напор на входе центробежного насоса с всасывающего на положительный.

Пропеллерные насосы

Пропеллерные насосы используются в условиях низкого подъема и высокого расхода. Они бывают двух типов: осевые и смешанные. Разница между ними заключается в типе крыльчатки. В насосе с осевым потоком используется крыльчатка, которая выглядит как обычный винт лодочного мотора и, по сути, представляет собой насос с очень низким напором.

Одноступенчатый гребной насос обычно поднимает воду не более чем на 20 футов. Добавив еще одну ступень, можно получить напор от 30 до 40 футов. В насосе смешанного потока используются полуоткрытые или закрытые рабочие колеса, аналогичные турбинным насосам.

В стационарных установках пропеллерные насосы устанавливаются вертикально, как показано на Рисунок 9 . Для переносных насосных платформ они устанавливаются на прицепах или понтонах для использования в качестве плавучих водозаборов.

Рисунок 9а.Пропеллерный насос с приводом от вала отбора мощности (ВОМ), используемый для перемещения больших объемов воды в условиях низкой подъемной силы.

Рисунок 9б. Пропеллерный насос.

Переносные пропеллерные насосы обычно устанавливаются почти в горизонтальном положении (под малыми углами), чтобы их можно было легко перекачивать в трубопроводы, а также поддерживать в источнике воды. Переносные пропеллерные насосы обычно приводятся в действие от вала отбора мощности (ВОМ) тракторов. На многих фермах пропеллерные насосы используются для откачки лагун для хранения отходов.

Требования к мощности пропеллерного насоса возрастают непосредственно с TDH, поэтому необходимо обеспечить достаточную мощность для приведения насоса в действие с максимальной подъемной силой. Пропеллерные насосы не подходят в условиях, когда необходимо дросселировать нагнетание для уменьшения расхода. Очень важно точно определить максимальную TDH, при которой будет работать этот тип насоса.

Пропеллерные насосы не подходят для работы на высоте всасывания. Рабочее колесо должно быть погружено в воду, а насос должен работать на соответствующей глубине погружения.Глубина погружения будет варьироваться в зависимости от рекомендаций различных производителей, но, как правило, чем больше диаметр насоса, тем глубже погружение.

Соблюдение рекомендованной глубины погружения гарантирует, что скорость потока не будет снижена из-за завихрений. Кроме того, несоблюдение необходимой глубины погружения может вызвать сильные механические вибрации и быстрое повреждение лопастей гребного винта.

Критерии выбора насоса

Выбор насоса для поливной воды почти полностью основан на соотношении между эффективностью насоса и TDH, который насос будет обеспечивать при определенной скорости потока.Как было показано ранее, эти параметры также являются основой характеристической кривой насоса. Используйте Таблица 2 , чтобы сузить выбор типа насоса для широкого диапазона расходов и общих динамических напоров.

Один элемент, не включенный в значения TDH в таблице 2 , — это высота всасывания. Если ваше приложение должно подавать воду к насосу, вам придется использовать центробежный насос.

Таблица 2. Диаграмма, показывающая наиболее подходящие типы насосов для использования в заданном диапазоне расходов и общих динамических напоров.

Дополнительные источники информации

«Уход и техническое обслуживание ирригационных колодцев», доступная публикация NDSU Extension.

«Center Pivot Design», Ассоциация орошения, Фоллс-Черч, Вирджиния.

MWPS-30, Спринклерные оросительные системы, MWPS, Университет штата Айова, Эймс.

Фото Томаса Шерера

Типы водяных насосов для строительства

Водяные насосы обычно используются на строительных площадках для осушения или удаления излишков воды.Вода может накапливаться из-за проливных дождей или из-за высокого уровня грунтовых вод, а насосы позволяют быстро перекачивать воду, чтобы минимизировать время простоя. Водяные насосы, подходящие для этого применения, бывают двух основных типов: электрические, газовые, гидравлические или ручные.

Типы водяных насосов

Есть два основных типа водяных насосов: центробежные и поршневые. Оба типа предназначены для непрерывного перемещения воды из одного места в другое.

Центробежный водяной насос использует вращающееся рабочее колесо для подачи воды в насос и повышения давления в нагнетаемом потоке.Центробежные водяные насосы бывают нескольких различных типов, включая стандартные, мусорные и погружные модели. С помощью центробежных водяных насосов можно перекачивать все жидкости, даже с низкой вязкостью. Эти насосы хорошо работают с жидкими жидкостями и обеспечивают высокий расход.

Водяные насосы прямого вытеснения обеспечивают постоянный поток за счет механического сжатия и расширения гибкой диафрагмы. Поршневые насосы используются во многих отраслях промышленности, где перекачивают жидкости с высокой вязкостью и могут присутствовать чувствительные твердые частицы.Они рекомендуются для применений, требующих сочетания низкого расхода и высокого давления.

Рекомендации для центробежных водяных насосов

Центробежные насосы используются во многих сферах строительства и водоснабжения, помимо водоотведения. Они используются для перекачки воды в зданиях, совместимы с пневматическими системами и там, где не требуется высота всасывания. Они также используются для откачки воды из бытовых колодцев и для повышения давления в водозаборных трубопроводах.Центробежные насосы могут служить источником постоянного давления для систем противопожарной защиты, и они могут служить в качестве отстойных насосов в вертикальной или горизонтальной конфигурации.

Центробежные насосы подвержены нескольким распространенным проблемам. Некоторым насосам может потребоваться рециркуляция жидкости для предотвращения перегрева, вызванного малым расходом. Для правильной работы центробежные насосы должны быть залиты или заполнены перекачиваемой жидкостью. Когда положительный напор всасывания системы слишком низкий для выбранного насоса, это может привести к кавитации, состоянию, при котором пузырьки воздуха образуются возле рабочего колеса, что приводит к возникновению ударных волн внутри насоса.Наконец, износ крыльчатки насоса может усугубляться наличием взвешенных в жидкости твердых частиц.

Соображения по поводу поршневых водяных насосов

Водяные насосы прямого вытеснения, иногда называемые ротационными насосами, очень эффективны благодаря тому, что они удаляют воздух из трубопроводов и тем самым устраняют необходимость стравливания воздуха. Эти насосы также эффективны для перекачивания жидкостей с высокой вязкостью.

Основным недостатком поршневых насосов прямого вытеснения является то, что они требуют очень небольшого зазора между вращающимся насосом и внешним краем агрегата.В результате вращение должно происходить с очень низкой скоростью. Если насос работает на более высоких скоростях, жидкости могут разрушиться и в конечном итоге снизить эффективность водяного насоса.

Характеристики и технические характеристики водяного насоса

При выборе водяного насоса для строительства следует учитывать несколько важных факторов:

• Мощность, включая расход и мощность
• Материал — атмосферостойкие материалы, необходимые для открытых областей применения
• Тип двигателя / тип топлива: электрический, газовый, дизельный, гидравлический или ручной
• Напор — общий напор или максимальная мощность насоса, подходящая для предполагаемого применения

— обзор

1.2 Типы водонасосных систем

Водонасосные системы классифицируются в зависимости от типа используемого насоса (переменного или постоянного тока) и конфигурации систем. Существуют две конфигурации водонасосных систем: автономные системы и гибридные системы. В гибридных системах обычно используются два источника энергии, такие как ветряная турбина, дизельный генератор или фотоэлектрическая система. Автономные водонасосные системы переменного тока обычно состоят из фотоэлектрической батареи, инвертора с централизованным устройством отслеживания точки максимальной мощности и насоса.Такая система может иметь блок батарей в качестве резервного источника питания, но поскольку стоимость системы является очень важным фактором, системы спроектированы таким образом, чтобы удовлетворять потребности деревни в течение солнечного дня без каких-либо батарей.

Есть две широкие категории насосов, используемых в автономных фотоэлектрических системах по всему миру: вращающиеся и поршневые. Существует множество вариантов конструкции этих двух основных типов. Примерами насосов вращающегося типа являются центробежный, лопастной или винтовой привод.Эти насосы непрерывно перемещают воду, когда на насос подается питание. Мощность этих насосов зависит от напора, солнечного излучения (производимого тока) и рабочего напряжения. Они хорошо подходят для откачки из неглубоких водоемов или цистерн. Их можно напрямую связать с выходом фотоэлектрической матрицы, но их производительность будет улучшена за счет использования электронного контроллера, такого как линейный усилитель тока, для улучшения согласования между насосом и фотоэлектрической решеткой. Насосы прямого вытеснения перемещают «пакеты с водой».Примерами являются диафрагменные насосы и поршневые насосы (домкратные насосы). Эти насосы обычно используются для откачки воды из глубоких колодцев. Их мощность практически не зависит от напора насоса и пропорциональна солнечному излучению. Домкратные насосы не следует подключать напрямую к выходу фотоэлектрической батареи из-за значительных изменений тока нагрузки во время каждого цикла работы насоса.

Обычно рекомендуется использовать контроллеры пиковой мощности. Контроллеры регулируют рабочую точку фотоэлектрической матрицы, чтобы обеспечить максимальный ток для запуска двигателя, а затем поддерживать работу массива в условиях максимальной мощности.В некоторых случаях конструкторы используют батареи между домкратным насосом и массивом, чтобы обеспечить стабильный источник напряжения для запуска и работы насоса.

Обычно они рассчитаны не на работу в ночное время, а только на стабильную работу системы. Насосы также делятся на наземные и погружные. Поверхностные насосы имеют очевидное преимущество — они более доступны для обслуживания. При выборе поверхностного насоса необходимо различать всасывание и подъем. Насос может быть установлен на несколько футов выше уровня воды с трубкой, ведущей от насоса к воде.Максимальная длина трубы определяется всасывающей способностью насоса. Затем насос может «поднять» воду в резервуар для хранения над насосом. Высота резервуара для хранения определяется грузоподъемностью насоса. Большинство погружных насосов обладают высокой грузоподъемностью. Они чувствительны к грязи и песку в воде, и их нельзя запускать, если уровень воды опускается ниже уровня насоса. Тип насоса зависит от требуемой воды, общего динамического напора и мощности источника воды.

Между тем, как ротационные, так и поршневые насосы могут приводиться в действие двигателями переменного и постоянного тока. Выбор двигателя зависит от необходимого объема воды, эффективности, цены, надежности и доступности поддержки. Двигатели постоянного тока являются привлекательным вариантом из-за их совместимости с источником питания и потому, что их эффективность обычно выше, чем у двигателей переменного тока. Однако их первоначальная стоимость выше, выбор может быть ограничен в некоторых странах, а щеточный двигатель требует периодического обслуживания.Доступны некоторые бесщеточные двигатели постоянного тока, которые обещают повышенную надежность и меньшие затраты на техническое обслуживание. Двигатели переменного тока требуют преобразователя постоянного тока в переменный, но их более низкая цена и более широкая доступность являются преимуществами.

В водонасосных системах накопление может быть достигнуто за счет использования батарей или хранения воды в резервуарах. Добавление батарей в систему увеличивает стоимость и снижает надежность. Хранение воды лучше для большинства приложений. Однако могут возникнуть значительные потери при испарении, если вода хранится в открытых резервуарах или резервуарах.Между тем, закрытые резервуары, достаточно большие, чтобы хранить запас воды в течение нескольких дней, могут быть дорогими. В некоторых странах эти резервуары недоступны или оборудование, необходимое для обработки, перемещения и установки резервуаров, может отсутствовать. Также любое хранилище воды подвержено вандализму и загрязнению.

Насосные станции в системе водоснабжения — водоснабжение

🕑 Время чтения: 1 минута

Насосная станция используется в системе распределения воды для эффективной и надежной транспортировки и распределения воды с одного участка на другой.На станции вода закачивается в систему, а давление регулируется в зависимости от уклона. Такое расположение сделано для компенсации разницы в уровнях воды под действием силы тяжести.

Устройства насосной станции способны подавать воду в каналы, обеспечивать оборотную воду в очистных сооружениях и отводить воду из низин. Капитальные затраты на эксплуатацию насосной станции высоки, а для работы насосов требуется огромное количество электроэнергии.Таким образом, становится очень важным обеспечить окончательную разработку наиболее осуществимого проекта на этапе планирования, уделяя должное внимание эффективности насосов и техническому обслуживанию.

1. Площадка насосной станции

Местоположение насосной станции в первую очередь зависит от расположения источника воды и места ее подачи. В дополнение к этому следует учитывать следующие факторы:

1. Место расположения насосной станции должно быть удалено от любых источников загрязнения и засорения.
2. Высота участка должна быть выше, чем самый высокий уровень паводка реки или источника воды.
3. Если источником является река, место расположения насосной станции должно быть таким, чтобы оборудование могло забирать воду, достаточную для удовлетворения пикового спроса в самое загруженное время дня. Это требует исчерпывающего исследования таких параметров, как изменение русла реки, сток в засушливую погоду и т. Д.
4. Участок должен допускать расширение и рост в будущем.
5. Возможности и риски возникновения пожара на объекте должны быть минимальными.
6. Следует учитывать близость объекта к ближайшей электростанции, железнодорожной станции и т. Д.

Помещения насосной станции должны быть чистыми и ухоженными. Установка должна быть спроектирована так, чтобы обеспечивать надлежащую вентиляцию и освещение. Двигатель и насосные агрегаты необходимо разложить так, чтобы было достаточно места для работы, технического обслуживания, ремонта и очистки.

2. Настройка насосов

Уровень насосов в насосной станции может быть как выше колодца отстойника, так и ниже него.В последнем случае при заливке не возникнет никаких трудностей, но насосы следует разместить в соседней сухой яме. Затем его можно подключить к общему всасывающему трубопроводу с помощью шлюзовых клапанов.

Этот тип установки легко обеспечивает положительную высоту всасывания и служит дополнительным преимуществом для центробежных насосов (если они используются). Электродвигатели и машины следует размещать в сухом месте на возвышенности.

В случае, если насосы должны быть размещены над колодцем отстойника, высота зависит от высоты всасывания насоса и таких факторов, как атмосферное давление, скорость воды во всасывающих трубах, потери и т. Д.Высота обычно ограничена 5 метрами.

Всасывающая труба должна быть как можно короче, чтобы избежать потерь, а участок от нижнего клапана до насоса должен иметь наклон вверх, чтобы избежать образования воздушных карманов. Электродвигатели (приводные машины) могут быть размещены на той же высоте, что и насосы.

3. Трубопроводы и клапаны

Компоновку обычной насосной станции можно увидеть на Рисунке 1. Обычно поставляются чугунные трубы с фланцевыми соединениями.Скорость воды в трубе варьируется примерно от 0,6 до 1,2 м / с.

В системе используется несколько клапанов:

3.1 Задвижки или шлюзовые клапаны

Шлюзовые клапаны предусмотрены на стороне всасывания и на стороне нагнетания.

3.2 Обратный клапан

Обратный клапан устанавливается между насосом и задвижкой на стороне нагнетания.

3.3 Воздушный клапан и предохранительный клапан

Воздушный клапан и предохранительный клапан должны быть расположены на стороне нагнетания.

4. Определение размеров блоков и резервная мощность

Практически не всегда насосная станция работает на максимальной мощности. Эффективность варьируется в зависимости от нагрузки на насосный агрегат, и, таким образом, обычной практикой является проектирование станции таким образом, чтобы некоторые агрегаты насоса могли работать на полную мощность все время. По этой причине два или более насоса устанавливаются как резервные. Такие атрибуты, как доступное хранилище, спрос и т. Д., Способствуют окончательному определению размера насоса.

Некоторые насосы могут соответствовать максимальным требованиям, в то время как другие могут удовлетворять минимальным требованиям. Резервная мощность всегда будет предоставлена ​​для обработки поломок, ремонта и т. Д. Обычно от 33% до 50% резервной мощности предоставляется против пикового спроса, а 100% резервная мощность предоставляется против средней потребности на любой водонасосной станции.

Часто задаваемые вопросы

Насосная станция используется для эффективной и надежной транспортировки и распределения воды с одного объекта на другой.

Шлюзовые клапаны, обратные клапаны, воздушные клапаны и клапаны давления — это типы клапанов, используемых на насосной станции.

Местоположение насосной станции в первую очередь зависит от местоположения источника воды и места его подачи.

Подробнее

СРАВНЕНИЕ МЕЖДУ ЦЕНТРОБЕЖНЫМИ И РЕЦИПРОКТНЫМИ НАСОСАМИ

Какие важные типы принадлежностей для труб?

— компоненты, работа и применение

Консультации — Специалист по спецификациям | NFPA 20: Изменения в стандарте пожарных насосов

Милош Пуховский, ЧП, FSFPE, Вустерский политехнический институт, Вустер, Массачусетс 15 ноября 2012 г.

служат критически важными и важными компонентами многих систем противопожарной защиты на водной основе, таких как спринклерные системы, напорные трубы, водяная пена, водяная струя и водяной туман для широкого спектра коммерческих и промышленных применений.Если это необходимо с помощью гидравлического анализа или других целей, установка пожарного насоса обеспечивает требуемый расход воды и давление для системы противопожарной защиты. Без правильно спроектированного и установленного пожарного насоса нельзя ожидать, что система противопожарной защиты будет соответствовать своим целям.

В этой статье сообщается об определенных ключевых изменениях в редакции NFPA 20 (Стандарт на установку стационарных насосов для противопожарной защиты) 2013 г., выпущенной летом 2012 г.Предполагается, что читатель имеет базовое представление об использовании пожарных насосов, требованиях к установке пожарных насосов и роли NFPA в установлении этих требований.

В целом, NFPA 20 получил 264 предложения на доработку, 135 официальных последующих комментариев и 2 успешных решения на сессии технической отчетности NFPA 2012 в Лас-Вегасе.

Пожарные насосы, центробежные или поршневые, специально указаны как таковые, и в стандарт были внесены поправки, чтобы уточнить, что только пожарные насосы могут использоваться для защиты от пожара.В предыдущем издании рассматривались «другие насосы» с конструктивными особенностями, отличными от тех, которые указаны в стандарте, и разрешалось устанавливать такие другие насосы, если они указаны в испытательной лаборатории. Однако, поскольку все насосы с приводом от электродвигателя перечислены как электрические устройства, некоторые истолковали это положение как разрешающее использование любого насоса с приводом от электродвигателя в качестве пожарного насоса. Это не было намерением, и формулировка была изменена, чтобы лучше прояснить это.

Для облегчения рассмотрения и утверждения компетентным органом (AHJ) и другими заинтересованными сторонами, участвующими в установке пожарного насоса, были добавлены новые положения, касающиеся деталей конструкции и чертежей.Стандарт теперь требует, чтобы связанные планы были нарисованы в указанном масштабе на листах одинакового размера. Кроме того, теперь в планы включены конкретные подробности о различных характеристиках всей установки, например, о марке, модели и размере насоса, водоснабжении, всасывающем трубопроводе, приводе насоса, контроллере и насосе для поддержания давления.

Если для определения адекватности подачи воды, подключенной к пожарному насосу, используется испытание на поток воды, NFPA 20 теперь требует, чтобы испытание было завершено не более чем за 12 месяцев до подачи рабочих планов, если иное не разрешено AHJ. .Вызывало беспокойство то, что в некоторых случаях старые данные испытаний, которые не отражали должным образом текущее состояние водоснабжения, использовались в качестве проектной основы для выбора пожарного насоса. В таких ситуациях, когда подача воды на самом деле меньше, чем указано в более ранних данных испытаний, приемочные испытания, вероятно, укажут, что давления нагнетания насоса меньше расчетного и недостаточны для общей потребности системы. Оценка и тестирование системы водоснабжения сложны и требуют понимания устройства и работы системы водоснабжения и должны выполняться только компетентным персоналом.

Пожарные насосные

Насосные отделения и отдельные насосные отделения, содержащие пожарное насосное оборудование, требуют специальной защиты, как указано в табличной форме в NFPA 20. Одна из записей в соответствующей таблице относится к насосным отделениям без орошения и насосным отделениям. Некоторые читатели NFPA 20 неверно истолковали этот заголовок, подразумевая, что NFPA 20 разрешает не устанавливать спринклеры в таких помещениях в тех зданиях, где требуется или рассматривается спринклерная система. Был добавлен консультативный язык, чтобы четко указать, что цель заголовка «Без орошения» в таблице состоит в том, чтобы определить тип противопожарной защиты для пожарного насоса в зданиях без орошения, то есть насосное отделение необходимо отделить от остальной части здание рассчитано на 2 часа строительства, или насосная станция должна располагаться на расстоянии не менее 50 футов от здания, обслуживаемого насосной станцией.Цель заголовка не состоит в том, чтобы сделать исключение для исключения спринклеров в помещении пожарных насосов в полностью обрызганных зданиях.

NFPA 20 обеспечивает защиту пожарного насосного оборудования, а также персонала, которому необходим доступ к пожарному насосному оборудованию во время пожара. В то время как NFPA 20 требует, чтобы доступ к пожарному насосному отделению был заранее спланирован с пожарной службой, теперь он требует, чтобы местоположение пожарного насосного отделения также было заранее спланировано. Кроме того, NFPA 20 требует, чтобы закрытый проход от закрытой лестницы или внешнего выходного дверного проема в насосное отделение был предусмотрен для тех насосных отделений, к которым нет прямого доступа с внешней стороны здания.Предыдущее издание NFPA 20 требовало, чтобы проход имел минимальный 2-часовой рейтинг огнестойкости.

Издание 2013 г. было пересмотрено, чтобы требовать, чтобы проход имел такой же рейтинг огнестойкости, как и для насосного отделения; то есть, в полностью обрызганных зданиях, включая бювет, для прохода требуется только 1-часовой рейтинг огнестойкости. Класс огнестойкости прохода в насосное отделение не должно превышать требуемых для пожарного насосного отделения.Если бы пожарное насосное отделение и проход были построены как единая, напрямую соединенная зона, тогда проход по существу стал бы частью пожарного насосного отделения, и требовалось бы только его разделение с таким же уровнем огнестойкости, как и для пожарного насоса номер. Обратите внимание, что дополнительные положения по этому вопросу относятся к высотным зданиям.

Всасывающие трубы

Чтобы минимизировать турбулентность на всасывающем фланце, NFPA 20 предписывает номинальный размер всасывающей трубы в зависимости от производительности пожарного насоса.Эти предписанные размеры труб основаны на максимальной скорости потока 15 футов / сек при 150% номинальной производительности насоса. Пользователи NFPA 20 заметят, что это положение было удалено из основной части стандарта и добавлено в виде сноски в таблицу. Некоторые пользователи стандарта неверно истолковали эту информацию о скорости как условие проверки во время приемочных испытаний насоса. Скорее, цель включения этой информации состояла в том, чтобы предоставить некоторую справочную информацию о происхождении и развитии предписанных размеров всасывающих труб.

Если не выполняются особые условия, NFPA 20 требует, чтобы всасывающий трубопровод был устроен так, чтобы на всасывающем фланце насоса не возникало отрицательного давления. Центробежные пожарные насосы не предназначены для подъема или втягивания воды к всасывающему фланцу. Положение о том, что давление всасывания не должно опускаться ниже 0 фунтов на кв. Дюйм на всасывающем фланце, применяется к установкам, состоящим из одного насосного агрегата, и к установкам, состоящим из нескольких пожарных насосных агрегатов, предназначенных для совместной работы. Пересмотр этого положения пояснил, что для установки с несколькими насосами при оценке условий давления всасывания следует учитывать только те насосы, которые предназначены для одновременной работы.Некоторые пользователи NFPA 20 неверно истолковали это требование, включив в него резервные насосы или те насосы, которые будут работать только тогда, когда основной насос не работает. Это не было целью данного положения.

Существующее исключение из требования о положительном давлении на всасывающем фланце, в частности, допускает давление всасывания -3 фунта на квадратный дюйм. Это исключение относится к сценарию, в котором пожарный насос работает при 150% номинального расхода при всасывании воды из резервуара для хранения воды на уровне земли.Текст приложения, касающийся этого исключения, был изменен, чтобы охватить все типы центробежных пожарных насосов, а не только насосы горизонтального типа. Дополнительные изменения в тексте приложения указывают на то, что допуск для показания давления всасывания -3 фунт / кв.дюйм должен быть разрешен, если высота всасывающего помещения насоса равна или ниже уровня воды в резервуаре для хранения воды в конце требуемой продолжительности потока воды. В предыдущем выпуске речь шла о возвышении пола бювета и дна резервуара.Измененный текст лучше гарантирует отсутствие подъема или тяги между резервуаром и всасывающим фланцем пожарного насоса. Как в настоящее время указано в приложении, поправка на давление всасывания -3 фунта на квадратный дюйм учитывает потери на трение во всасывающем трубопроводе, когда насос работает на 150% производительности, а вода в баке находится на самом низком уровне.

Некоторые устройства во всасывающем трубопроводе могут вызывать нежелательную степень неравномерности потока и турбулентности, а также снижать работу и производительность насоса. В настоящее время NFPA 20 утверждает, что в пределах 50 футов от всасывающего фланца насоса во всасывающий трубопровод нельзя устанавливать никакой клапан, кроме указанного в списке клапанов с внешним штоком и бугелем (OS&Y).Это положение было изменено, чтобы уточнить, что никакой «регулирующий» клапан, кроме указанного в списке OS&Y, не должен устанавливаться в пределах 50 футов. Положение было дополнительно пересмотрено, чтобы конкретно адресовать устройства обратного потока. Эти изменения обеспечивают лучшую согласованность с другими положениями стандарта и разъясняют цель требования, которое состоит в том, чтобы ограничить использование только дисковых затворов и разрешить установку задвижек OS&Y, обратных клапанов и устройств обратного потока на всасывающем трубопроводе. . Однако обратите внимание, что установка обратных клапанов и устройств обратного потока во всасывающем трубопроводе разрешена только в тех случаях, когда такие устройства требуются другими стандартами или AHJ.Если перед всасывающим патрубком пожарного насоса требуется обратный клапан или устройство предотвращения обратного потока, NFPA требует, чтобы устройство располагалось на расстоянии не менее 10 диаметров трубы перед всасывающим фланцем насоса.

Фитинги, такие как колена, тройники и крестовины во всасывающем трубопроводе, могут вызвать несбалансированный поток воды, поступающей в насос. Дисбаланс возникает, когда фитинг изменяет плоскость потока относительно плоскости потока через пожарный насос. Этот несбалансированный поток снизит производительность и срок службы насоса.NFPA 20 накладывает ограничения на расположение и расположение таких фитингов во всасывающем трубопроводе. Такие фитинги нельзя устанавливать ближе 10 диаметров трубы от всасывающего фланца. Текущее исключение из этого положения позволяет изгибам с их средней плоскостью, перпендикулярной валу насоса с горизонтальным разъемным корпусом, допускаться в любом месте всасывающего патрубка насоса. Такое расположение колена не создает неблагоприятных условий потока. В следующем выпуске это исключение было расширено и теперь включает тройники.

Вихревой или антивихревой

Если пожарный насос всасывает воду со дна резервуара для хранения воды, NFPA 20 требует определенного устройства для слива из резервуара. Когда вода течет из выпускного отверстия резервуара, имеет тенденцию образовываться вихрь, который вводит воздух во всасывающий трубопровод и увеличивает возникновение турбулентного потока. Подобное явление возникает, когда вода стекает из раковины или ванны. Как отмечалось ранее, следует избегать турбулентного и несбалансированного потока на всасывании насоса.

Чтобы предотвратить это явление, NFPA 20 требует использования устройства, предотвращающего образование вихря. Это устройство часто ошибочно называют вихревой пластиной, но терминология в NFPA 20 была пересмотрена, чтобы лучше соответствовать NFPA 22, Стандарту для резервуаров с водой для частной противопожарной защиты, и уточнить, что устройство на самом деле является «антивихревым устройством». Пластина, используемая для предотвращения образования вихря. Кроме того, в текст приложения была добавлена ​​ссылка на «Стандарты на центробежные, роторные и поршневые насосы» Института гидравлики для получения дополнительной информации по этому вопросу.

Дросселирующие устройства низкого всасывания

Начиная с издания 2003 г., NFPA 20 разрешает использование дроссельных клапанов с низким уровнем всасывания, когда AHJ требует поддержания положительного давления на всасывающем трубопроводе. Назначение таких клапанов — гарантировать, что давление во всасывающем трубопроводе не упадет до заданного критического уровня из-за состояния доступной воды. Например, если муниципальная водопроводная сеть служит источником воды для системы противопожарной защиты, магистраль может быть не в состоянии подавать столько воды, сколько может забрать пожарный насос, особенно когда насос работает в условиях перегрузки.Результирующее падение давления в городской магистрали может вызвать нежелательные условия, такие как загрязнение грунтовых вод или обратного потока, или, в крайних случаях, обрушение магистрали.

Там, где AHJ требует дроссельный клапан низкого всасывания, NFPA 20 требует, чтобы такие дроссельные клапаны были установлены в нагнетательном трубопроводе между насосом и нагнетательным обратным клапаном. Сенсорная линия, подключенная к всасывающему трубопроводу, контролирует положение дроссельного клапана. Когда давление всасывания падает до заданного давления дросселирования (обычно 20 фунтов на кв. Дюйм), клапан начинает закрываться, тем самым ограничивая поток и поддерживая давление всасывания на заданном уровне.

Когда вода протекает через дроссельный клапан, возникают потери на трение, которые необходимо учитывать при проектировании системы. Потери на трение, связанные с этими устройствами, могут быть значительными. Например, поток через 8-дюйм. Устройство может вызвать падение давления до 7 фунтов на квадратный дюйм. Хотя текущая редакция включает рекомендательный текст, касающийся этой ситуации, издание 2013 года требует, чтобы потери на трение через дроссельный клапан с низким уровнем всасывания в полностью открытом положении были приняты во внимание при проектировании системы противопожарной защиты.

Наблюдение за испытательными клапанами коллектора

NFPA 20 требует, чтобы контрольные клапаны контрольного выхода находились в закрытом положении. Как было сформулировано ранее, это положение могло быть ошибочно истолковано как означающее, что клапаны на отдельных выходных отверстиях шлангов, прикрепленных к коллектору испытательного коллектора, подлежат контролю. Это не было целью стандарта. Положение было уточнено, чтобы указать, что регулирующие клапаны, расположенные в трубопроводе между нагнетательным трубопроводом и коллектором испытательного коллектора шлангового клапана, должны находиться под наблюдением в закрытом положении; внешний клапан на каждом выходе испытательного коллектора не требуется.

Защита трубопроводов от повреждений при движении

Предыдущее положение, требующее обеспечения зазора не менее 1 дюйма вокруг труб, проходящих через стены или полы, претерпело значительные изменения. Объем положения был сужен и теперь включает только стены, потолки и полы ограждения пожарного насосного отделения. Было рассмотрено использование других зазоров, трубных гильз и гибких муфт, а также предоставлено лучшее соответствие с требованиями NFPA 13, Стандарта на установку спринклерных систем, по этому вопросу.

Предохранительные клапаны

Термин «предохранительный клапан » обычно применяется к большому клапану, размер которого позволяет отводить большой поток воды из выпускного патрубка пожарного насоса. Использование этого клапана ограничено конкретными приложениями. Термин «циркуляционный предохранительный клапан » относится к небольшому предохранительному клапану, который предназначен для выпуска небольшого потока воды для охлаждения, когда вода не выходит после пожарного насоса. Предохранительный клапан циркуляции необходим между выпускным патрубком пожарного насоса и обратным клапаном нагнетания на электродвигателе и центробежных пожарных насосах дизельного двигателя с радиаторным охлаждением.Дополнительный предохранительный клапан циркуляции требуется после предохранительного клапана, который снова подсоединяется к линии всасывания. Дополнительный предохранительный клапан циркуляции также необходим, когда контрольный контур расходомера подсоединяется к всасывающему патрубку пожарного насоса.

Положения, касающиеся клапанов сброса давления, были изменены, чтобы более четко указать, что клапаны сброса давления разрешены только в том случае, если следующие «ненормальные» условия эксплуатации насоса приводят к тому, что компоненты системы подвергаются давлению, превышающему их номинальное давление: (1) насос дизельного двигателя привод, работающий на 110% номинальной скорости, и (2) электрический регулятор давления с регулируемой скоростью, работающий в поперечном режиме (при номинальной скорости).

NFPA 20 позволяет направлять нагнетание из предохранительного клапана обратно во всасывающий трубопровод. Новое положение для издания 2013 года относится к насосам, приводимым в действие дизельным двигателем, который включает охлаждение теплообменника для двигателя. Для таких устройств сигнал высокой температуры охлаждающей воды при 104 F от входа в двигатель источника воды теплообменника должен быть отправлен на контроллер пожарного насоса. При получении этого сигнала контроллер должен остановить двигатель при отсутствии активных аварийных сигналов, требующих работы пожарного насоса.

Рециркуляция воды из нагнетательного патрубка насоса обратно во всасывающий трубопровод насоса может вызвать проблемы, поскольку рециркулирующая вода используется не только для охлаждения двигателя, но и для охлаждения всасываемого воздуха. Понижение температуры на впуске двигателя имеет решающее значение для удовлетворения требований к выбросам двигателя Агентства по охране окружающей среды США. Наблюдались температуры в диапазоне 150 F. Хотя при этих повышенных температурах может быть достаточный поток воды для достаточного охлаждения двигателя, температура воздуха на впуске не может быть достаточно охлаждена и может привести к тому, что двигатель будет работать за пределами диапазона, необходимого для соответствия EPA.Хотя предохранительный клапан должен быть настроен на открытие только в условиях избыточного давления, а предохранительный клапан циркуляции также должен быть установлен для поддержания температуры воды, эта дополнительная мера предосторожности была разработана для обеспечения соответствия более широким требованиям, касающимся пожарного насоса. инсталляции.

Устройство пожарного насоса серии : изменение, которое не было

В выпуске 2010 года была представлена ​​концепция серийных пожарных насосных агрегатов, в которой описывается компоновка пожарных насосных агрегатов, предназначенных для работы в унисон, так что первый насос принимает всасывание непосредственно из водопровода, а каждый последующий насос принимает всасывание из водопровода. предшествующий насос.Агрегаты такой серии наиболее распространены в многоэтажных домах и других крупномасштабных зданиях и сооружениях. В течение последних двух циклов пересмотра, включая цикл редакции 2013 года, Технический комитет по пожарным насосам приложил значительные усилия для обсуждения положений по размещению серийных пожарных насосных агрегатов.

Центральный вопрос касается расположения насосных агрегатов пожаротушения. В течение последних двух циклов предлагалось, чтобы все насосы, входящие в состав последовательного пожарного насосного агрегата, располагались в одном помещении для пожарных насосов.Для издания 2013 года было разработано исключение, позволяющее размещать агрегаты пожарных насосов в отдельных помещениях при определенных условиях. Хотя эта формулировка прошла через обсуждения в Комитете по пожарным насосам, она была возвращена в пол на техническом собрании ассоциации NFPA в июне этого года. Хотя предлагаемое изменение не вступит в силу, эта тема, вероятно, будет снова поднята в ходе следующего цикла пересмотра. Дебаты по поводу сложности надзора за работой нескольких пожарных насосных агрегатов в аварийных условиях, облегчения соответствующих функций тестирования и обеспечения общей надежности систем будут продолжаться.Кроме того, стоит отметить, что, хотя NFPA 20 и дальше будет разрешать вертикальное размещение пожарных насосных агрегатов, в некоторых юрисдикциях такое расположение не допускается.

Тестовые коллекторы и счетчики

Если установлен испытательный коллектор пожарного насоса, NFPA 20 требует, чтобы он был установлен на внешней стене или в другом месте за пределами насосного отделения, которое допускает сброс воды во время испытания. Расположение на открытом воздухе облегчает отвод воды в безопасное место и сводит к минимуму воздействие непреднамеренного слива воды на пожарный насос, контроллеры, двигатель, дизельный двигатель и т. Д.Новый текст приложения был добавлен к условиям, при которых заголовок теста мог быть рассмотрен для размещения внутри здания. В ситуациях, когда повреждение в результате кражи или вандализма вызывает беспокойство, клапаны шлангов испытательного коллектора могут быть расположены внутри здания, но за пределами помещения пожарных насосов, если, по мнению AHJ, испытательные потоки могут быть безопасно направлены за пределы здания без чрезмерный риск разбрызгивания воды на оборудование пожарного насоса.

NFPA 20 уже довольно давно разрешает использование расходомера в качестве устройства для проверки расхода воды.Если установлен стандарт NFPA 25, «Стандарт проверки, тестирования и обслуживания систем противопожарной защиты на водной основе», расходомер должен проверяться и откалибровываться каждые три года. Однако NFPA 20 не содержал положений, облегчающих калибровку или повторную калибровку расходомера. В редакции 2013 г. теперь требуется, чтобы там, где измерительное устройство установлено в виде петли для проверки расхода пожарного насоса, также были предусмотрены альтернативные средства измерения расхода. Альтернативное средство должно быть расположено после расходомера и последовательно с ним, и оно должно работать в диапазоне потоков, необходимых для проведения полнопоточных испытаний пожарного насоса.Кроме того, теперь в стандарте будет указано, что приемлемым альтернативным средством измерения расхода является испытательный коллектор подходящего размера. Если не была предусмотрена компоновка, описанная вышеизложенными новыми положениями, калибровка расходомера требовала физического снятия устройства и проведения испытаний в компоновке, которая могла не отражать фактическую установку насоса и трубопроводов. Эта практика может быть обременительной и дорогостоящей в долгосрочной перспективе. Кроме того, схемы трубопроводов и варианты схемы испытаний могут не совпадать с параметрами реальной насосной установки и могут поставить под сомнение результаты повторной калибровки.

Предыдущее издание NFPA 20 требовало, чтобы в тех случаях, когда испытательный коллектор расположен снаружи или на расстоянии от насоса и существует опасность замерзания, в трубе располагались указательная дроссельная заслонка или задвижка, а также сливной клапан или шаровой слив. строку в заголовок теста. Это положение было изменено и теперь требует наличия дроссельной заслонки или задвижки, а также сливного клапана или шарового отвода во всех случаях. Без клапана вода была бы под давлением до точки испытательного коллектора, что является поводом для беспокойства.Вода может быть достаточно легко выпущена из системы противопожарной защиты через испытательный коллектор для использования без противопожарной защиты. Еще одна проблема — безопасность персонала, проводящего испытание насоса. Подсоединение шлангов к испытательной головке выполняется более безопасно, поскольку давление воды на испытательной головке отсутствует. Шариковый дренажный клапан сбрасывает давление и воду из трубопровода после завершения испытания.

Потеря давления

NFPA 20 в настоящее время заявляет, что там, где требуется устройство предотвращения обратного потока в сочетании с насосом, следует уделять особое внимание увеличению потерь давления в результате установки устройства предотвращения обратного потока.Таким образом, NFPA 20 требует, чтобы для установки было зарегистрировано давление всасывания не менее 0 фунтов на квадратный дюйм, когда пожарный насос работает на 150% своей номинальной мощности. Это требование могло быть истолковано как означающее, что давление всасывания должно регистрироваться на устройстве обратного потока, а не на всасывающем фланце насоса. В следующем издании уточняется, что давление снимается на всасывании пожарного насоса.

Защита от землетрясений

Требования к защите от землетрясений были уточнены, чтобы указать, что они применяются только в тех случаях, когда местные нормы специально требуют, чтобы системы противопожарной защиты были защищены от повреждений при землетрясениях.Кроме того, предыдущие положения, касающиеся установки компонентов насоса таким образом, чтобы они могли противостоять боковому перемещению от горизонтальных сил, равных половине веса оборудования, были удалены. NFPA 20 теперь требует, чтобы горизонтальные сейсмические нагрузки основывались на NFPA 13; SEI / ASCE7; или из местных, государственных или международных источников, приемлемых для AHJ.

Эти изменения обеспечивают большую согласованность с текущими подходами, используемыми для защиты зданий и связанных с ними механических систем от сил, вызванных сейсмическими событиями.Не во всех случаях целесообразно использовать половину веса оборудования. Пользователь NFPA 20 должен знать, что результирующие горизонтальные нагрузки будут варьироваться в зависимости от местоположения площадки проекта. В то время как NFPA 13 предлагает упрощенный подход к определению нагрузок, а SEI / ASCE7 содержит более полный метод, NFPA 20 не требует использования этих эталонных стандартов и позволяет AHJ сделать окончательное определение.

Комплектные пожарные насосы в сборе

Сборные агрегаты пожарных насосов определяются NFPA 20 как компоненты агрегатов пожарных насосов, собранные на упаковочном предприятии и отправленные как единое целое на место установки.Компоненты, которые должны быть перечислены в предварительно собранном пакете, включают насос, привод, контроллер и другие аксессуары, указанные упаковщиком, которые собираются на основании с корпусом или без него. Расширены условия для сборных сборок. Компоненты насосного агрегата должны быть собраны и закреплены на стальном каркасе. Сварщики, выполняющие сборку агрегата, должны быть аттестованы в соответствии с Разделом 9 Кодекса ASME по котлам и сосудам под давлением или Американским обществом сварщиков AWS D1.1. Вся сборка должна быть указана для обслуживания пожарных насосов и спроектирована и спроектирована проектировщиком системы, как описано в NFPA 20. Наконец, все планы и спецификации должны быть представлены и рассмотрены AHJ с сохранением копий утвержденных документов с печатью. для ведения учета.

Эти изменения были внесены, чтобы обеспечить больший контроль над тем, кто несет ответственность за изготовление, установку и работу блочного насосного агрегата по назначению. В то время как производитель пожарных насосов обычно являлся организацией, призванной устранять любые проблемы с установкой, производитель насоса не обязательно был стороной, которая собирала комплектный сборочный узел пожарного насоса.

Отбойные баки

В некоторых юрисдикциях прямое соединение между пожарным насосом и источником воды, например, из городской водопроводной сети, не допускается. В других случаях муниципальный или другой источник воды не может обеспечить максимальный расход, необходимый для системы противопожарной защиты, или имеет большие колебания в условиях потока. В обеих ситуациях использование разделительного бака, который прерывает или прерывает соединение с источником воды, представляет собой потенциальный вариант дизайна.Разрывной бак — это бак для воды, обеспечивающий всасывание пожарного насоса, но емкость или размер бака меньше, чем требуется для обслуживаемых систем противопожарной защиты; то есть бак не может вместить количество воды, необходимое для общей продолжительности работы системы противопожарной защиты.

Разрывные баки чаще всего используются (1) как средство предотвращения обратного потока между источником водоснабжения и всасывающей трубой пожарного насоса, (2) для устранения колебаний давления источника водоснабжения, (3) для обеспечения стабильного и относительно постоянное давление всасывания в пожарном насосе и / или (4) для обеспечения накопления воды для увеличения источника воды, который не может обеспечить максимальный расход, требуемый системой противопожарной защиты.

NFPA 20 требует, чтобы размеры разделительных резервуаров были такими, чтобы вода, хранящаяся в разделительном резервуаре, добавленная к возможности автоматического пополнения, обеспечивала максимальный расход и продолжительность потребности системы. Резервуар также должен быть рассчитан на минимальную продолжительность 15 минут с пожарным насосом, работающим на 150% от его номинальной мощности. Кроме того, NFPA 20 включает положения, касающиеся заправки бака, и требует, чтобы механизм заправки был указан и приспособлен для автоматической работы. Особые условия заправки, например, касающиеся линий заправки, байпасных линий, сигналов уровня жидкости и т. Д., основаны на общем размере резервуара. Если размер резервуара такой, что его вместимость меньше максимальной потребности системы в течение 30 минут, применяется один набор положений. Если размер резервуара такой, что его емкость обеспечивает не менее 30 минут максимальной потребности системы, применяется другой набор положений. Пункты, посвященные отрывным резервуарам, были пересмотрены и изменены, чтобы уточнить применимые положения в зависимости от размера резервуара.

Высотные дома

NFPA предоставляет дополнительные инструкции для облегчения предварительного планирования действий с пожарной службой по размещению и обеспечению доступа к пожарному насосному оборудованию в высотных зданиях.Как отмечается в тексте нового приложения, расположение бювета в многоэтажном здании требует соответствующего рассмотрения. Во время пожара в насосное отделение обычно направляют персонал для контроля или управления работой насоса.

Самый эффективный способ защиты такого персонала — это сделать доступ к насосному отделению снаружи здания. Однако такое расположение не всегда возможно или практично для многоэтажных домов.Во многих случаях бюветы в многоэтажных зданиях должны располагаться на несколько этажей выше уровня земли или ниже уровня земли.

Когда насосное отделение находится не на уровне класса, NFPA 20 требует защищенных проходов между лестницей и пожарным насосным отделением. Проход должен иметь такой же рейтинг огнестойкости, как и у выходных лестничных клеток, обеспечивающих доступ в насосное отделение. Многие правила техники безопасности при строительстве и безопасности жизни не допускают, чтобы насосное отделение открывалось непосредственно на закрытую выходную лестницу, поскольку насосное отделение не является обычно занятым помещением.Однако проход между лестничным пролетом, обеспечивающим доступ к бювету и бювету на верхних или нижних этажах, должен быть как можно короче с как можно меньшим количеством отверстий в другие зоны здания. Это обеспечивает улучшенную защиту реагирующего персонала, перемещающегося в насосное отделение и обратно во время пожара.

Насосные отделения также должны быть расположены и устроены таким образом, чтобы слив воды из насосного оборудования, например, из сальников, а также выпускных и предохранительных клапанов, безопасно утилизировался.

Очень высокие здания

Концепция очень высоких зданий была введена в издание 2013 года как часть главы 5. Под высотными зданиями понимаются здания, пол жилого этажа которых находится на высоте более 75 футов над нижним уровнем доступа пожарных машин. Предыдущие положения NFPA 20 в значительной степени относили такие здания к одной и той же категории независимо от того, имело ли здание высоту 200 футов или 2000 футов. Однако некоторые здания настолько высоки, что насосный аппарат ответственной пожарной службы не может преодолеть связанные с этим потери на высоту и трение, необходимые для удовлетворения требований системы противопожарной защиты к потоку и давлению на верхних этажах.В то время как предыдущие издания NFPA 20 в некоторых случаях относились к конструкциям или зонам, которые в некоторых случаях не могут откачивать оборудование пожарной части, в редакции 2013 г. требования к таким «очень высоким зданиям» более четко сформулированы. Тем не менее, читатель должен знать, что некоторые положения для таких ситуаций также находятся в главе 9, в которой рассматриваются источники питания для пожарных насосных агрегатов с приводом от электродвигателя.

Для «очень высоких зданий» установка пожарного насоса должна быть снабжена дополнительными функциями защиты и резервированием, как указано ниже.Вместо того, чтобы связывать новые положения для очень высоких зданий с определенной высотой здания, было выдвинуто требование, основанное на характеристиках, связанное с откачивающей способностью реагирующей пожарной части. Пожарные закупают разные аппараты с разными насосными характеристиками, поэтому критерий, основанный исключительно на максимальной высоте здания, будет довольно ограниченным. Теперь проектной группе необходимо будет специально подтверждать насосные возможности ответственной пожарной части для каждого отдельного проекта.Дополнительные положения, касающиеся резервных резервуаров для воды и пожарных насосов, также были добавлены для очень высоких зданий.

Резервные резервуары для воды для очень высоких зданий

Если основным источником водоснабжения является резервуар, требуются два или более резервуара. Один резервуар для воды, который можно разделить на два отсека, будет разрешен при условии, что каждый отсек может функционировать как отдельный резервуар. Общий объем всех резервуаров или отсеков должен быть достаточным для полной противопожарной защиты связанных систем.Размер каждого отдельного резервуара или отсека должен быть таким, чтобы по крайней мере 50% требований противопожарной защиты сохранялось при отключении любого отдельного отсека или резервуара. Обратите внимание, что это положение не требует, чтобы каждый отдельный резервуар или отсек был способен удовлетворить всю потребность системы. Однако каждый резервуар и / или резервуарный отсек должны иметь автоматическое наполнение, которое может обеспечить полную потребность системы. Хотя положение о резервных резервуарах или отсеках было введено в выпуске 2010 года, оно было формализовано для очень высоких зданий в выпуске 2013 года.

Резервирование пожарных насосов для очень высоких зданий

Пожарные насосы, обслуживающие зоны, которые частично или полностью выходят за пределы насосной способности аппарата пожарной части, должны быть снабжены либо полностью независимым и автоматическим резервным пожарным насосным агрегатом, либо агрегатами, расположенными так, чтобы все зоны могли поддерживаться в полном объеме с помощью любого одного насоса. не обслуживается. Другой вариант — предусмотреть вспомогательные средства для обеспечения полной противопожарной защиты, приемлемой для AHJ.Этот второй вариант позволяет вести переговоры с AHJ о предоставлении резервных возможностей пожарного насоса. Правильно спроектированные системы напорных труб с гравитационной подачей могут быть вариантом для удовлетворения этого требования. Имейте в виду, что в одном дизайн-проекте может быть более одного AHJ.

Приемочные испытания: промывка

Всасывающий трубопровод, питающий пожарный насос, необходимо тщательно промыть, чтобы предотвратить попадание камней, ила и другого мусора в насос или систему противопожарной защиты и их повреждение.Предыдущее издание стандарта включало две таблицы, в которых указывались скорости промывки для стационарных и объемных насосов. Для издания 2013 года таблицы были объединены, применимы ко всем всасывающим трубопроводам и основаны на номинальном размере всасывающего трубопровода. Скорости промывки труб меньшего диаметра также были пересмотрены, чтобы отразить скорость потока воды около 15 футов / сек.

Если указанные максимальные скорости потока промывки не могут быть достигнуты, стандарт разрешает скорость потока промывки, превышающую 100% номинального потока подключенного пожарного насоса или максимального требуемого потока систем противопожарной защиты, в зависимости от того, что больше.Новый язык указывает, что эта уменьшенная пропускная способность промывки является приемлемым испытанием при условии, что скорость потока превышает расчетную скорость потока системы противопожарной защиты.

Кроме того, был добавлен язык приложения, указывающий, что если скорость потока, указанная в стандарте, не может быть достигнута с доступным водоснабжением, может потребоваться дополнительный источник, такой как насос пожарной части. Стандарт теперь также будет включать формулировку, указывающую, что процедура промывки должна быть выполнена, засвидетельствована и подписана до того, как будет выполнено подключение к пожарному насосу.

Приемочные испытания: график полевых испытаний

Теперь конкретно требуется согласование с AHJ даты, времени и места проведения полевых приемочных испытаний. Предыдущее издание стандарта требовало только уведомления AHJ о времени и месте проведения теста. Язык приложения также добавляет представителя страховой компании в список приглашенных, которые должны пройти приемочные испытания. Также были добавлены новые положения, касающиеся требований к системе и кривых производительности насосов, продолжительности испытаний и сохранения записей в рамках приемочных испытаний.Также было введено соответствующее положение о приемочных испытаниях замененных компонентов.

Приемочные испытания: кривые требований к системе и производительности

Было добавлено новое положение, требующее, чтобы во время приемочных испытаний фактические нескорректированные потоки и давление на выходе пожарного насоса соответствовали требованиям системы противопожарной защиты или превышали их. Это требование было добавлено, чтобы гарантировать, что установка пожарного насоса соответствует как сертифицированной производителем характеристической кривой испытания насоса, часто называемой производственной кривой, так и общим требованиям системы противопожарной защиты.Могут возникнуть ситуации, когда установленный насос соответствует заводской характеристике, но не может обеспечить необходимый расход и давление противопожарной защиты во время приемочных испытаний. Это может быть следствием неправильного учета (1) подъемной силы на вертикальной установке турбинного пожарного насоса, (2) потерь на трение и высоту между подачей воды и всасывающим фланцем пожарного насоса, (3) потерь на трение, связанных с расходомерами, обратным потоком превенторы и другие устройства, (4) колебания рабочих условий в системе водоснабжения и / или (5) полностью или частично закрытые клапаны или другие препятствия в трубопроводе подачи воды.Другие причины включают в себя неправильно проведенные или проанализированные испытания расхода воды, а также отсутствие проверки размеров труб в системе водоснабжения.

Было также добавлено аналогичное требование, поясняющее, что установленный пожарный насос должен соответствовать заводской характеристике или превышать ее при работе на номинальной скорости при требуемых расходах при испытаниях, которые обычно являются минимальными (отсутствие потока или отток), номинальными и пиковыми ( перегрузка) условия. Другая редакция, касающаяся заводской кривой, указывает, что все результаты полевых испытаний, касающиеся приемки установки, должны сравниваться с заводской кривой, разработанной производителем пожарного насоса.

Если используется регулирование ограничения давления с переменной скоростью, в дополнение к трем условиям при номинальной рабочей скорости насоса, как указано выше, пожарный насос также необходимо испытать при отсутствии потока, 25%, 50%, 75%, 100 %, 125% и 150% от номинальной производительности насоса в режиме переменной скорости. Эти дополнительные точки тестирования подтверждают отсутствие проблем со стабильностью для диапазона потоков и гарантируют, что насос работает в диапазоне давления и условий потока, предусмотренных для установки.Был добавлен дополнительный язык, требующий, чтобы система была изолирована и клапан сброса давления был закрыт во время испытания номинальной скорости пожарного насоса, чтобы можно было правильно установить кривую пожарного насоса. Испытания с регулируемой скоростью должны проводиться при открытой системе и при установке предохранительного клапана на заданное значение, чтобы убедиться в отсутствии взаимодействия с системой противопожарной защиты во всем диапазоне условий потока.

Приемочные испытания: Продолжительность испытаний

В настоящее время стандарт требует, чтобы пожарный насос работал не менее 1 часа во время приемочных испытаний.Хотя это положение не было изменено для издания 2013 г., были добавлены пояснительные формулировки, облегчающие толкование требования. Назначение NFPA 20 состоит в том, чтобы пожарное насосное оборудование работало не менее 1 часа. Это не означает, что вода должна сливаться для полного 1-часового испытания при условии, что все испытания потока можно провести за меньшее время и будут приняты меры для предотвращения перегрева насосного оборудования. Слив воды после насоса помогает поддерживать надлежащую рабочую температуру оборудования.В разделе «Предохранительные клапаны» обсуждаются предохранительные клапаны, которые должны работать во время перекачки насоса и при возврате воды на всасывающий патрубок насоса. Консультативный текст служит для уменьшения количества воды, которая без нужды сбрасывается, и лучше согласуется с усилиями по проектированию экологически чистых зданий.

Сохранение записей

Добавлены новые положения, касающиеся протоколов чертежей и отчетов об испытаниях. Термин «чертеж чертежа» теперь определяется в главе 3 как чертеж проекта, рабочий или строительный чертеж, который представляется в качестве окончательной записи документации по проекту.Новые положения требуют, чтобы один комплект регистрационных чертежей и одна копия заполненного протокола испытаний были предоставлены владельцу здания. Этот язык дополняет существующее положение, которое требует предоставления одного комплекта руководств по эксплуатации для всех основных компонентов установки пожарного насоса. Что касается инструкции по эксплуатации оборудования, то к списку необходимого содержания добавлен список рекомендуемых запасных частей и смазочных материалов. Была также разработана формулировка рекомендаций, указывающая на то, что NFPA 20 намерено сохранить чертеж, инструкции по эксплуатации оборудования и заполненный отчет об испытаниях у владельца здания в течение всего срока службы пожарной насосной системы.

Замена компонентов

NFPA 20 требует, чтобы всякий раз, когда замена, изменение или модификация компонентов критического пути выполняется на пожарном насосе, приводе или контроллере, новое приемочное испытание должно проводиться производителем насоса, официальным представителем завода или квалифицированным лицом, приемлемым AHJ. NFPA 20 ранее включал таблицу, в которой указывались критерии приемочных повторных испытаний на основе рассматриваемого компонента, а также от того, был ли компонент отрегулирован, отремонтирован, перестроен или заменен.Эта таблица была удалена из NFPA 20, и теперь для этих положений сделана ссылка на NFPA 25, Стандарт для проверки, тестирования и обслуживания систем противопожарной защиты на водной основе.

Контроллеры ограниченного обслуживания

Термомагнитные выключатели больше не допускаются в контроллерах с ограниченным сервисом. Это действие решило основную проблему, связанную с такими устройствами, и предотвратило попытку удалить контроллеры ограниченного обслуживания из NFPA 20. Термомагнитные выключатели могли не защитить двигатель от состояния блокировки ротора, и были предоставлены ограниченные данные, показывающие значительно более высокую частоту отказов в двигателях меньшей мощности. которые обслуживаются контроллерами ограниченного обслуживания.

Поршневые насосы

Значительные изменения для поршневых насосов прямого вытеснения включают следующее:

1. Добавление этого определения «Насосная установка прямого вытеснения водяного тумана»: несколько поршневых насосов прямого вытеснения, предназначенных для параллельной работы, которые нагнетаются в единую общую систему распределения водяного тумана.
2. Насосная установка прямого вытеснения с водяным туманом должна быть указана в качестве единицы.
3. Один контроллер может управлять насосной установкой прямого вытеснения с водяным туманом.
4. Насосная установка прямого вытеснения с водяным туманом может использоваться в качестве насоса для поддержания давления.
5. Сертифицированные данные заводских испытаний требуются для каждого отдельного насоса. Сертифицированные данные заводских испытаний требуются для насосной установки прямого вытеснения водяного тумана, работающей в режиме переменной скорости, а также для насосной установки прямого вытеснения водяного тумана с деактивированным режимом переменной скорости. Примечание. Насосы прямого вытеснения не имеют плавной кривой производительности, поэтому «сертифицированные данные заводских испытаний» — более подходящий термин, чем «сертифицированная заводская кривая испытаний».”
6. Добавлены требования к испытаниям, относящиеся к насосной установке прямого вытеснения с водяным туманом.

Прочие изменения

Хотя это специально не рассматривается как часть этой статьи, был добавлен ряд изменений, касающихся других аспектов установок пожарных насосов. Ключевые изменения в источниках электропитания для агрегатов пожарных насосов с приводом от двигателя включают разъяснение, что средства прерывания замыкания на землю и прерывания дуги не должны устанавливаться ни в одной цепи управления пожарным насосом или в силовой цепи.Другие изменения касаются размеров устройств защиты от сверхтоков и требований выборочной координации. Также произошел ряд ключевых изменений, связанных с требованиями к контроллерам и приводам дизельных двигателей.

Применение соответствующих положений

В этой статье освещаются некоторые ключевые изменения для следующего издания NFPA 20. Читателю следует ознакомиться с информационными страницами документа, относящимися к NFPA 20 на веб-сайте NFPA, и перейти на вкладку «Следующее издание» для получения более подробной информации об изменениях в 2013 году. редакция NFPA 20.

Независимо от того, применима ли версия NFPA 20 2013 года к вашему следующему проекту, вы должны знать об этих изменениях и о том, как они могут повлиять на принятие решения. Не менее важно, чтобы вы правильно указали правильную редакцию NFPA 20, применимую к вашему проекту, и любые местные поправки, которые могут иметь силу. Хотя пожар не будет вести себя по-разному в зависимости от географического местоположения, средства, с помощью которых заинтересованные стороны решают соответствующие проблемы и опасения, часто действуют.