水泵,消防水泵为什么要装止回阀

2020-12-30

 消防水泵,形象地说是消火栓系统、自动喷水灭火系统以及其他水灭火系统的“心脏”,倘若在火灾扑救中消防水泵不能启动,就无法救火。因此,要求在整个火灾扑救过程中水泵必须连续工作,保证火场供水。
        虽说消防水泵的作用无可替代,但笔者和其他消防监督人员在建筑工程验收和监督检查中发现,一些业主及施工、维护管理人员并不十分重视,常疏于消防水泵的选型与设置,导致建筑的水灭火系统得了“先天性心脏病”。
      
消防水泵的选型:
        选择消防水泵主要考虑在火灾状态下该灭火系统所需的水流量和扬程等因素。消防水泵不象生活给水泵需要考虑用水的变化规律,需选择不同流量的泵来调节水量以达到最大的经济效益。
        选择消防水泵时,在满足流量和扬程的前提下,还需考虑以下几点:
        1、尽量选择离心泵,因为对于一般建筑的消防用水而言,扬程和流量范围都较宽,而离心泵工作区问最广,在市场上产品的品种、系列和规格也最多,便于选择和维修:同时离心泵可以短时问(2~3min)闭闸运行,运行也比较稳定,这对于维护管理有一定的意义。
        2、应选用效率较高的水泵,如尽量选用一台水泵即可满足保护建筑整个灭火系统的流量及扬程。
        3、为保证消防供水的可靠性,需要配置一定数量的备用泵。备用泵与工作泵一样应处于随时可以启动的状态,且其工作能力不应小于其中最大一台消防工作泵,以保证在扑救火灾时,消防水泵能坚持工作不问断供水。
        4、选型时考虑水泵的设置,比如选择立式泵可节省空间。
        此外,为保证消防水泵能快速启动,应采用自灌式引水,若采用自灌式引水有困难时,必须有可靠迅速的的引水设备。
     
 消防水泵的设置应符合以下几个条件:
        1、水泵房是灭火战斗的最后堡垒,因此,消防水泵房尽量设置在耐火等级为一、二级的独立建筑内,以减少火灾状态下受火灾的威胁,而若必须附设在保护建筑内时要有较好的防火分隔,如附设在高层建筑内时应用耐火极限不低于3h的隔墙和2h楼板与其他部位隔开,并采用甲级防火门。同时为保证人员进出安全和消防水泵房免受火灾威胁,消防水泵房应该有直通室外的安全出口。
        此外,尽量保证光线和通风良好,并有防结冻的措施和良好的排水设施。
        2、水泵机组的布置要以水泵运行安全和管理方便为原则:
        1)相邻机组的基础之间应有一定宽度的过道,以便工作人员通行。电动机容量不大于55kW,净距应不小于Q8m,但当电机容量小于20kW时,过道宽度可适当减小。当然必须保证设备的突出部位之问或突出部件与墙之间应不小于0.7m。
        2)对于非水平接缝的水泵,在检修时,往往要将泵轴和叶轮沿轴线方向取出,因此在设计泵房时要考虑这个方向留有一定的余地,即水泵离开墙壁或其他机组的距离应大于泵轴长度加上0.25m,为了从电机中取出转子,同样应留出适当的距离。
        3)泵房内主要过道宽度应不小于1.2m,以利于安全操作。


水泵不装止回阀的后果:
        水泵出水管道内的水流因开阀、关阀和停泵等突然变化,引起管内流速的突然变化,由此而引起单位时间内动量的变化,必然产生相应的惯性力,从而引起管道内压力的急升和突降的交替变化现象。这种水流流速和压力随时间和位置而变化的现象,称为水锤(或称水击)。
        水泵泵站水锤有启动水锤、关阀水锤和停泵水锤(由于突然停电等原因形成的)。前两种水锤在正常操作程序下,不会引起危及机组安全的问题。后者形成的水锤压力值往往很大,从而酿成事故。
      
研究水锤和计算水锤的目的:
        1)拟定最高水锤压力对管道和机组造成破坏时的防护措施;
        2)拟定最低水锤压力在管道内引起不允许的负压,以及导致对管道破坏时的防护措施;
        3)防止机组逆转所产生的破坏现象。
        在抽水装置系统中,泵的特性即作为管道起始一端的边界条件,现在我们分析一下水泵出口不装止回阀,管道出口也不设拍门,当事故停泵,泵失去驱动力,泵出水侧闸阀无法及时关闭,管道内水倒流时的水锤过程(或称水力过渡过程)

水泵不装止回阀的后果:
        1、水泵工况
        水泵失去动力后,水泵的转速急剧下降,泵和出水管道内的水流由于惯性而继续沿原有方向运动,但其流速迅速减小,压力下降,直至水流停止正向流动,流量为零。在这一瞬间,水泵仍为正转,水流为正流(由水泵向出水池方向的水流运动称为正流),称为水泵工况。
        2、制动工况
       在出水管内流量为零的瞬态静止水体,因受到出水池静水头的作用,出水管内产生了由出水池向水泵流动的逆向水流,逆向水流对仍在正转的水泵叶轮起着制动的作用,迫使机组转子的转速加速下降,直至转速为零。在这一瞬间,由于正转的叶轮对逆流的抵阻,泵出口压力逐渐升高,这一瞬间的水泵瞬态工况称为制动工况。
        3、水轮机工况
        随着逆向水流流量的增加,水泵的转速由零而开始逆转,并迅速上升,同时,转动着的叶轮对水流的离心力也随着增大,对逆向水流起阻碍作用。这种阻力随着叶轮逆转的加速而增大,使泵后压力迅速上升,在某一时刻达到最大值,其相应的逆向转速也达到最大造。在阻力增大的同时,也抵阻了逆向水流流量的继续增加,在达到某一最大值后,逐渐减小。作用于叶轮的能量亦相应减小,使逆向转速逐渐下降,直到在稳定的静水头作用下,水流作用于叶轮上的转矩与机组转动部分的阻力矩平衡,机组以恒定的逆向流量与转速在无任何负载的情况下像水轮机那样工作,水锤压力随之消失。这一瞬态工况称为水轮机工况。
        以上为水泵不装止回阀的后果,同时,泵后的压力变化将以水锤波的形式沿着出水管道向出水池正射,再由出水池反射回来,在出水管道中形成复杂的水锤现象,防水锤现象的止回阀产品可以选用防水锤止回阀。