TECHO ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ И МЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Новости
Aug 12,2026
Руководство по проектированию насосных установок противопожарной защиты
Техническое руководство по насосам противопожарной защиты, охватывающее требования NFPA 20, гидравлическое проектирование, типы насосов, значение NPSH и характеристики работы системы.
Введение
Пожарные насосы являются жизненно важной опорой любой системы активного пожаротушения. Когда срабатывают автоматические спринклеры, подключаются шланговые соединения стояков или включаются системы водяного тумана, пожарный насос обеспечивает поступление воды к очагу возгорания с достаточным давлением и расходом, позволяя локализовать или ликвидировать пожар до наступления разрушения конструкций или гибели людей.
В отличие от обычных промышленных насосов, пожарные насосы подпадают под действие строгих международных нормативов — прежде всего NFPA 20 (Стандарт по установке стационарных насосов для противопожарной защиты) — и должна работать в условиях чрезвычайно высоких нагрузок с абсолютной надёжностью. Пожарный насос, вышедший из строя во время чрезвычайной ситуации, — это не просто неисправность оборудования; это катастрофический сбой всей системы. Настоящее руководство рассматривает гидравлические принципы, расчёты производительности и предусмотренные нормативами проектные параметры, определяющие современную инженерную практику проектирования пожарных насосов.
1. Основной принцип: обеспечение надлежащего водоснабжения при соответствующем давлении
По своей сути гидравлика систем противопожарной защиты регламентируется требованием обеспечивать заданный расход при минимальном остаточном давлении на наиболее удалённом по гидравлическому сопротивлению выходе. Это выражается через Уравнение энергии (Принцип Бернулли с потерей напора):
Уравнение энергии:
P₁/ρg + v₁²/2g + z₁ = P₂/ρg + v₂²/2g + z₂ + h Л
Для проектирования противопожарной защиты мы преобразуем это уравнение, чтобы выразить… Общая динамическая высота (ОДВ) что пожарный насос должен преодолеть:
Общая динамическая высота:
TDH = (P остаточный - П поставка ) + (z выделение - з насос ) + h L,всего
2. Уравнения производительности пожарных насосов
2.1 Необходимая расходная характеристика (нагрузка системы)
Пожарный насос должен соответствовать Системный спрос , что представляет собой сумму всех расходящихся выходов при проектном пожарном сценарии:
Требования к системе:
Вопрос спрос = Σ q я
Проектные плотности по NFPA 13
| Классификация опасности | Проектная плотность | Рабочая зона |
|---|---|---|
| Легкая опасность | 4,1 мм/мин (0,10 галлонов в минуту на квадратный фут) | 139 м² (1 500 фут²) |
| Обычная группа опасности 1 | 6,1 мм/мин (0,15 галлонов в минуту на квадратный фут) | 139 м² (1 500 фут²) |
| Обычная группа риска 2 | 8,1 мм/мин (0,20 галлонов в минуту на квадратный фут) | 139 м² (1 500 фут²) |
| Группа дополнительной опасности 1 | 12,2 мм/мин (0,30 галлонов в минуту на квадратный фут) | 232 м² (2 500 фут²) |
| Группа дополнительной опасности 2 | 16,3 мм/мин (0,40 галлонов в минуту на квадратный фут) | 372 м² (4 000 фут²) |
2.2 и 2.3 Требования к питанию
Гидравлическая мощность (метрическая):
П вода = (ρ · g · Q · TDH) / 1000 [кВт]
Тормозная мощность (имперская система):
BHP = (Q · TDH) / (3960 · η п )
2.4 Расчёт мощности двигателя в соответствии с NFPA 20
NFPA 20 требует, чтобы насосный агрегат был способен обеспечивать подачу Номинальная производительность насоса при 150% номинального расхода без перегрузки.
Требования к мощности двигателя:
П двигатель ≥ (Q 150% · ТДХ 150% ) / (3960 · η п,150% ) × SF
3. Чистый положительный всасывающий напор (NPSH) в применении пожарных насосов
Кавитация в пожарных насосах недопустима. Доступный NPSH должен превышать требуемый NPSH с учётом запаса прочности:
Доступный NPSH:
НПСН а = (P в данный момент - П в )/ρg + h с - h f,всасывание - h ускорение
Требование NFPA 20: НПСН а ≥ NPSH р + 0,5 м (или 1,5 фута) при любых условиях.
Коррекция высоты
Атмосферное давление на данной высоте:
П банкомат,лифт = P атм, море · (1 - 0,0065z/288,15) 5.256
4. Типы пожарных насосов: техническое сравнение
| Параметр | Горизонтальный разрез-кейс | Вертикальный встроенный | Вертикальная турбина | End-Suction |
|---|---|---|---|---|
| Диапазон расхода | 250–5 000+ галлонов в минуту | 50–1 500 галлонов в минуту | 100–5 000+ галлонов в минуту | 25–1 500 галлонов в минуту |
| Диапазон давления | До 300 psi | До 250 psi | До 1 000+ фунтов на квадратный дюйм | До 175 psi |
| Эффективность | 75–85% | 65–75% | 70–82% | 60–72% |
| Лучшее приложение | Высотное, промышленное | Коммерческие здания | Глубокая скважина, ограниченное пространство | Малый коммерческий |
5. Проектирование системы пожарных насосов: параметры, предписанные нормативными документами
5.1 Требования к характеристикам насосной установки по стандарту NFPA 20
| Условие потока | Минимальное давление | Максимальное давление |
|---|---|---|
| Отток (0% потока) | 140% от номинального давления | 120% от номинального давления* |
| 100% номинальный расход | 100% номинального давления | 105% от номинального давления |
| 150% номинального расхода | 65% от номинального давления | — |
*При отключении (перекачке) давление не должно превышать 140% номинального давления, чтобы предотвратить избыточное давление в системе.
5.3 Расчёт размеров всасывающего трубопровода
| Участок трубы | Максимальная скорость | Цель |
|---|---|---|
| Сосущая труба | 15 футов в секунду (4,6 м/с) | Предотвращение кавитации и захвата воздуха |
| Сливная труба | 20 футов в секунду (6,1 м/с) | Ограничивать потери на трение, гидравлический удар |
6. Поддержание давления: насос-компенсатор
Пожарные насосы не предназначены для непрерывной работы. А Жокейский насос (Насос поддержания давления) компенсирует нормальные утечки из системы и термическое расширение, предотвращая частые включения‑выключения пожарного насоса.
6.1 Расчёт размеров джокей‑насоса
Расход насоса-жокея:
Вопрос жокей ≥ 1% × Q пожарный насос (Минимум 5 галлонов в минуту)
6.2 Настройки давления
| Параметр | Типичная обстановка | Отношения |
|---|---|---|
| Запуск жокей‑насоса | На 5–10 psi ниже нормы системы | Поддерживает резервное давление |
| Запуск пожарного насоса | На 10 psi ниже начального давления джокея | Обеспечивает устранение мелких утечек со стороны жокея |
7. Выбор двигателя: электрический или дизельный
NFPA 20 требует обеспечения избыточности для критически важных объектов. Основным источником питания обычно является электрический, а дизельный двигатель служит предусмотренным законом резервным источником.
| Параметр | Электродвигатель | Дизельный двигатель |
|---|---|---|
| Время запуска | ≤ 10 seconds | ≤ 10 секунд (с предварительным нагревателем) |
| Продолжительность выполнения | Неограниченный (зависит от сетки) | Минимальный запас топлива — 8 часов |
| Надёжность | Grid-dependent | Независимо от электрического сбоя |
7.1 Уменьшение мощности дизельного двигателя
Доступная мощность в условиях площадки:
П доступный = P оценённый × (P в данный момент, сайт /P в настоящее время,ссылка ) × √(T ссылка /T сайт )
8. Приёмочные испытания и проверка производительности
После установки пожарные насосы должны пройти приёмочное тестирование в соответствии с NFPA 20:
| Условие теста | Критерии приемки | Измерение |
|---|---|---|
| 0% оттока ( churn ) | Давление ≥ 140% номинального, без перегрева | Манометры всасывания/нагнетания |
| 100% номинальный расход | Давление ≥ 100% номинального, с отклонением не более ±5% от заводской характеристики. | Расходомер + давление |
| 150% номинального расхода | Давление ≥ 65% номинального, признаков кавитации нет | Визуальный и вибрационный анализ |
9. Пример проектирования системы
Дано: Офисное здание высотой 10 этажей (класс пожарной опасности — «Лёгкая»), требующее системы спринклерного водяного пожаротушения.
Шаг 1: Расчёт системной нагрузки
Потребность в спринклерах:
Q = 0,10 галлонов в минуту на квадратный фут × 1 500 квадратных футов = 150 галлонов в минуту
Вопрос всего = 150 + 250 (шланг) = 400 галлонов в минуту
Шаг 2: Рассчитать TDH
Общая динамическая высота:
TDH = 45 + 69 + 25 + 18 = 157 футов
Шаг 3 и 4: Выберите насос и мощность
Выберите Насос с горизонтальным разрезом корпуса оценённый на 400 галлонов в минуту при 175 футах .
Тормозная мощность:
BHP = (400 × 175) / (3960 × 0,80) = 22,1 л.с.
Выбрать 30-сильный двигатель (следующий стандартный размер).
10. Заключение
Пожарные насосы представляют собой точку пересечения гидравлического проектирования, механической надёжности и соблюдения норм пожарной безопасности. Каждый параметр — от расчётов НДР и НПСН до предельных значений давления при завихрении и резервирования привода — служит одной единственной цели: обеспечить подачу воды с достаточным напором в ситуациях, когда на кону стоят человеческие жизни и имущество.
Ключевой вывод: Рассчитайте мощность вашего пожарного насоса на 150% номинального расхода без перегрузки , проверить Запасы NPSH при самых неблагоприятных условиях всасывания , и никогда не идти на компромисс в вопросе необходимая избыточность для классификации вашего здания. В инженерии противопожарной защиты не допускаются никакие недопустимые отказы.
Связанные новости
ПОСЛЕДНЕЕ
ИНФОРМАЦИЯ
Получите последнюю информацию о продуктах компании
СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ
Телефон: +86 13305761511
Электронная почта:sales@cntecho.com
Добавить:6-й этаж, здание B, W Center, № 1551, улица Шуаншуй, район Луцяо, город Тайчжоу, провинция Чжэцзян, КНР)
