一、消防水泵
消防水泵是通过叶轮的旋转将能量传递给水,从而增加水的动能、压力能,并将其输送到灭火设备处,以满足各种灭火设备的水量、水压要求,它是消防给水系统的心脏。目前,消防给水系统中使用的水泵多为离心泵,因为该类水泵具有适应范围广、型号多、供水连续、可随意调节流量等优点。
这里的消防水泵主要是指水灭火系统中的消防给水泵,如消火栓泵、喷淋泵、消防转输泵等。
(一)设置要求
消防水泵是指在消防给水系统中(包括消火栓系统、喷淋系统和水幕系统等)用于保证系统给水压力和水量的给水泵。消防转输泵是指在串联消防泵给水系统和重力消防给水系统中,用于提升水源至中间水箱或消防高位水箱的给水泵。
在临时高压消防给水系统、稳高压消防给水系统中均需设置消防泵。在串联消防给水系统和重力消防给水系统中,除需设置消防泵外,还需设置消防转输泵。消火栓给水系统与自动喷水灭火系统宜分别设置消防泵。
设置消防水泵和消防转输泵时均应设置备用泵。备用泵的工作能力不应小于最大一台消防工作泵的工作能力。自动喷水灭火系统可按“用一备一”或“用二备一”的比例设置备用泵。
根据《建筑设计防火规范》(GB 50016—2006)的规定,下列情况下可不设备用泵。
1)工厂、仓库、堆场和储罐的室外消防用水量小于或等于25L/s时。
2)建筑的室内消防用水量小于或等于10L/s时。
(二)消防泵的选用
所选消防泵产品应符合国家标准《消防泵》(GB 6245—2006)的规定,并通过国家消防装备质量监督检验中心的检测。选择消防水泵的主要依据是流量、扬程及其变化规律,通常可按以下要求选定。
1)水泵的出水量应满足消防水量的要求。
2)水泵的扬程应在满足消防流量的条件下,保证最不利点消火栓的水压要求。
3)最好是选用Q-H特性曲线平缓的水泵。
4)消防水泵一般不应少于两台,一台工作,其余备用。单台泵的流量应按消防流量进行选择,同一建筑物尽量选用同型号水泵,以便于管理。
关于消防专用水泵的选用,可以参考国家建筑标准设计图集《消防专用水泵选用及安装》。
(三)消防泵的串联和并联
消防泵的串联是将一台泵的出水口与另一台泵的吸水管直接连接且两台泵同时运行。消防泵的串联在流量不变时可增加扬程。故当单台消防泵的扬程不能满足最不利点喷头的水压要求时,系统可采用串联消防给水系统。消防泵的串联宜采用相同型号、相同规格的消防泵。在控制上,应先开启前面的消防泵,后开启后面(按水流方向)的消防泵。在有条件的情况下,应尽量选用多级泵。
消防泵的并联是指由两台或两台以上的消防泵同时向消防给水系统供水。消防泵并联的作用主要在于增大流量,但在流量叠加时,系统的流量会有所下降,选泵时应考虑这种因素。也就是说,并联工作的总流量增加了,但单台消防泵的流量却有所下降,故应适当加大单台消防泵的流量。并联时也宜选用相同型号和规格的消防泵,以使消防泵的出水压力相等、工作状态稳定。
(四)消防水泵的吸水
根据离心泵的特性,水泵启动时其叶轮必须浸没在水中。为保证消防泵及时、可靠地启动,吸水管宜采用自灌式吸水,如图3-2-1所示。即泵轴的高程要低于水源的最低可用水位。在自灌式吸水时,吸水管上应装设阀门,以便于检修。自灌式吸水的常用设备有自灌水箱和真空泵。如果受条件限制,水池水位低于泵轴线,启动水泵时需要引水,则称为非自灌式吸水。非自灌式吸水消防泵的吸水管上除了设阀门外,还应设置底阀,如图3-2-2所示。
图3-2-1 消防水泵自灌式吸水安装示意图
图3-2-2 消防水泵非自灌式吸水安装示意图
(五)消防水泵管路的布置要求
1.消防水泵吸水管的布置要求
消防水泵吸水管应保证不漏气,且在布置时应注意以下几点。
1)水泵宜采用自灌式吸水。
①消防水泵直接从市政管网直接吸水时,应在消防水泵出水管上设置减压型倒流防止器。
②当吸水口处无吸水井时,吸水口处应设置旋流防止器。
2)每台消防水泵应设独立的吸水管。当消防水泵组采用共用吸水管时,机组的吸水管不应少于两条。设置两条或两条以上吸水管时,如其中一条吸水管损坏,其余吸水管应仍能通过全部消防用水量。
3)当消防主泵为两台或两台以上时,消防备用泵可与消防主泵共用一条吸水管。
4)吸水管应尽量简短,减少不必要的配件和附件,以避免吸水管的阻力超过水泵的吸上真空高度。
5)吸水管宜有向水泵的上升坡度,一般坡度为0.005。吸水管应采用管顶平接的方式,特别是吸水管的异径管应采用偏心异径管,以防止在吸水管内聚集空气而使水泵叶轮产生气蚀现象。
6)吸水管的直径小于DN250时,水流速度宜为1.0~1.2m/s;直径大于或等于DN250时,水流速度宜为1.2~1.6m/s。
2.消防水泵出水管的布置
消防水泵出水管路应能承受一定的压力,保证不漏水,布置上应注意以下几点。
1)每台消防水泵应设独立的出水管,且应设不少于两条出水管与供水管或室内环状管网相连接,当其中一条出水管关闭时,其余的出水管应能供应全部用水量。
2)在水泵的出水管上应设止回阀、闸阀或蝶阀和压力表,采用蝶阀时,必须带有自锁装置。出水管上还应设DN65的试水阀门,以供试验和检查之用。试水管应设置在水泵出水阀与止回阀之间(按水流方向),试水时关闭出水阀。
3)出水管上应设置闸阀和止回阀。当管径大于或等于DN300时,宜采用电动或水力闸阀。
4)消防水泵存在超压时,其出水管上应设防超压设施。
5)出水管内的水流速度宜控制在:D<250mm时,v=1.5~2.0m/s;D≥250mm时,v=2.0~2.5m/s。
(六)消防水泵的启动装置及动力装置
1.消防水泵的启动装置
消防水泵的启动有自动启动和手动启动两种方式。采用自动启动方式时,应同时设有手动启动方式。手动启动常用消防按钮;自动启动装置一般包括压力开关、稳压泵、变频调速水泵等。
2.消防水泵的动力装置
消防泵的供电应按现行国家标准《供配电系统设计规范》(GB 50052—2009)的规定进行设计。消防转输泵的供电应符合消防泵的供电要求。消防泵、消防稳压泵及消防转输泵应有不间断的动力供应,也可采用内燃机作为动力装置。
(七)通信报警设备
消防水泵房应设有直通本单位消防控制中心或消防队的联络通信设备,以便在发生火灾后及时与消防控制中心或消防队取得联络。