Пожарные насосы – разновидности и принципы работы

Название насоса само говорит о предназначении. Пожарные насосы являются основным элементом систем пожаротушения любых сооружений. Пожарными насосами оснащаются все виды современной техники, которую применяют для тушения пожаров: насосные станции, автомобили, трактора, мотопомпы, суда и прочие устройства.

Первые помпы для тушения пожаров стали применять в 19 веке. Ручной пожарный насос имел поршневой механизм возвратно-поступательного действия, который устанавливался на конную подводу. Современные пожарные насосы конструктивно отличаются и, в зависимости от того, где они устанавливаются, используют тот или иной тип оборудования.

Пожарные центробежные насосы

Центробежные консольные агрегаты с правым вращением получили наибольшее распространение. Классификация центробежных агрегатов происходит по давлению:

• помпы нормального давления имеют давление на выходе до 2,0 МПа или 20 кгс/см²;
• пожарные насосы высокого давления создают давление на выходе от 2,0 МПа (20 кгс/см²) до 5,0 МПа (50 кгс/см²);
• комбинированные помпы состоят из, имеющих общий привод, последовательно соединенных помп с высоким и нормальным давлением.

Основными рабочими характеристиками пожарных агрегатов являются:

• напор помпы H, метр;
• расход (подача) Q, л/сек;
• мощность агрегата N, кВт;
• максимальная геометрическая высота всасывания hвс, метр;
• номинальное количество оборотов вращения n, об/мин.

Самые распространенные марки пожарных центробежных насосов ПН 40 и более современные НЦПН 40 100, а также все их модификации обладают такими техническими показателями:

• напор – 100 м;
• расход – 40 л/с;
• максимальная высота всасывания – 7,5 м;
• количество оборотов – 2700 об/мин.

Управление насосной установкой, оснащенной пожарным насосом НЦПН-40/100 М-П3 (видео)

Конструкция центробежных пожарных насосов

Устройство агрегата центробежного типа представляет собой такой комплект:

• спиральный корпус с выходным дмффузором;
• корпус опор подшипников (иногда совмещен с корпусом помпы);
• крышка корпуса;
• рабочее колесо;
• коллектор напорный;
• пеносмеситель для смешивания и дозирования пенообразователя;
• вентили запорные, в том числе вентиль пневматический для подсоединения лафетного ствола;
• вал приводной с уплотняющими устройствами;
• устройство, определяющее частоту вращения помпы;
• панель управления с приборами и элементами управления (кнопки, рычаги, вакуумный манометр и др.);
• насос вакуумный (устанавливается не всегда).

Герметичность внутреннего рабочего пространства играет определяющую роль в стабильной работе агрегата. В процессе работы производится периодическая проверка герметичности вакуумом. Падение вакуума недолжно превышать за 1 минуту 0,1 кгс/см².

Оборудование пожарных насосных установок вакуумными насосами

Пожарные автомобили, в основном комплектуются центробежными агрегатами ПН 30, ПН 40, где 30 или 40 подача в л/с. Пожарный насос серии ПН разработан в середине прошлого века, благодаря своей надежности используется по сей день. В наше время пожарные помпы ПН 40У агрегатируются со всеми автоцистернами и автонасосами, выпускаемыми на шасси ГАЗ 66, ЗИЛ 130 и 131, Урал 375.

Современные пожарные установки на базе насосов ПН 40У (унифицированный) дополняют вакуумным насосом АВС 02 Э, заменяя струйные (газоструйные) насосы, которые работают от выхлопных газов пожарного автомобиля по принципу эжектора. Вакуумный аппарат АВС является автономной системой, разработанной для заполнения водой пожарных насосов.

Такой насос имеет ряд преимуществ перед струйными аппаратами:

1. Вакуумный насос АВС 02 Э способен работать автономно без привода пожарного насоса.
2. Проверка на герметичность проводится без пуска двигателя, что упрощает проверки, экономит топливо и увеличивает ресурс двигателя. Вакуумирование насосной установки при проверке длится не более 7 секунд.
3. Имеет высокую производительность. Водозаполнение происходит даже при не 100%-ой герметичности всасывающих рукавов и насосной установки с высоты всасывания 7,5 м за 20-35 секунд.
4. Аппарат легко устанавливается в любом пожарном автомобиле без привлечения сторонних специалистов.
5. АВС 02 Э прост в управлении (одной кнопкой) и обслуживании. 1раз в месяц следует проверить/долить масло.
6. АВС 02 Э рассчитан на присоединение не только к агрегатам типа ПН 40У, но и с обычными вакуумными затворами.
7. Аппарат обладает повышенной надежностью и устойчивостью к всевозможным нестандартным ситуациям в работе.

Логическим продолжением идей, лежащих в линейке агрегатов ПН 40, являются помпы марки НЦПН 40 100. В сравнении с предшественниками агрегаты имеют некоторые преимущества:

• лучшие гидравлические показатели: запас по напору, подача с высоты всасывания 3,5 м до 50 м/с, от гидрантов до 60 м;
• увеличенный КПД обеспечивает экономию топлива и снижает нагрузки на двигатель;
• применен более мощный пеносмеситель, позволяющий пенным установкам работать с производительностью до 50 л/с;
• модернизированный дозатор за счет точной, плавной регулировки экономит пенообразователь;
• обладает вакуумной системой АВС;
• сальник уплотнительный новой конструкции износоустойчив, не требует текущего обслуживания.

Погружные пожарные насосы

Помпы этого вида применяют в системах пожаротушения:

• в качестве резервных и основных агрегатов в системах гидратного и спринклерного пожаротушения;
• для забора воды из открытого водоема (река, озеро) или из резервуара путем погружения помпы;

Многие модели современных пожарных насосов этого вида способны работать с морской водой.

Насосы повысители для пожарного водопровода

Для обеспечения водоснабжения и систем пожарного водопровода высотных зданий, а также при недостаточном давлении в централизованной сети применяют насосы повысители. Как повысители используются одноступенчатые или многоступенчатые консольные центробежные агрегаты.

Такие одноступенчатые помпы рассчитаны на производительность 6 – 200 м3/час и выдают напор 14- 98 м. Многоступенчатые конструкции, в зависимости от количества секций, рассчитаны на производительность 34 – 290 м3/час при величине напора до 600 м.

Пожарная насосная станция

Тушение пожаров водой является традиционным и эффективным. До 90% возгораний тушатся водой. Насосные пожарные станции применяются в системах спринклерного и гидратного водяного пожаротушения. Стандартная станция пожаротушения представляет собой установку, состоящую из:

• группы центробежных насосов смонтированных на опоре;
• комплекта запорной арматуры;
• всасывающего и напорного коллекторов;
• КИП (контрольно измерительных приборов);
• шкафа управления (ШУ).

На рынке пожарного оборудования в пределах стран СНГ пользуются спросом насосные станции Иртыш, выпускаемые в России. Насосы для пожаротушения Иртыш серии ЦНК способны работать с морской водой. Электрические шкафы управления насосными станциями серии Иртыш имеют компактные размеры и оснащены надежными контрольно измерительными приборами и автоматикой. Источником воды для станций могут быть открытые водоемы, пожарные емкости и водопроводы различного назначения.

Водопенные коммуникации

Пожарные автоцистерны составляют 90% парка пожарных автомобилей. Для более эффективной борьбы с огнем посредством пены автоцистерны оборудуются баком для пенообразователя.

Водопенные коммуникации – это стационарные и переносные технические средства для подачи воздушно-механической пены, выработка которой менее затратна и трудоемка, чем выработка химической пены. Воздушно-механическая пена вырабатывается механическим смешиванием воды, воздуха и пенообразователя в специальных воздушно-пенных стволах. Дозирование пеннобразователя происходит в смесителях.

Так как водопенные коммуникации более компактны, а хранение пенообразователя и его доставка к смесителям и воздушно-пенным стволам удобнее, чем пеногенераторных порошков, большее распространение получила воздушно-механическая пена.

В систему водопенной коммуникации при тушении пожаров в замкнутых пространствах включен генератор обильной пены вентиляторного типа. Генератор состоит из осевого вентилятора, распределителя, корпуса с сеткой, которые формируют пену. Привод генератора работает от двигателя шасси через КОМ.

За рубежом водопенные коммуникации автомобилей для пенного тушения пожаров выполняются в виде переносных генераторов высокократной пены. Привод у них производится водяной турбиной под напором, который создает пожарный насос.

Проверочные испытания пожарных насосов

Помпы пожарных автомобилей, мотопомпы, судовые пожарные насосы проходят проверочные испытания на работоспособность не реже чем один раз в год. Обычно их проводят при плановом ТО после прохождения 5000 км. Выработку ресурса осуществляют посредством тахометра ТС 1.

В ходе испытаний проверяются:

• исправность системы смазки насосных уплотнителей насосов;
• отсутствие течи в местах соединений и органах управления;
• частота вращения вала должна соответствовать номинальным показателям;
• подпор и напор помпы;
• герметичность под гидравлическим давлением;
• работоспособность вакуумной системы.

При обнаружении неполадок во время проведения проверочных испытаний насос немедленно выключается. Последующие испытания проводят только после устранения неисправностей.

Как должна работать насосная станция противопожарного водопровода.

Если насосная станция предназначена для питания спринклерной или дренчерной системы пожаротушения, то с алгоритмом запуска насосов все ясно.

Противопожарный водопровод и его насосная станция, казалось бы, намного меньше и проще, но все почему-то очень запутанно. Как же осуществлять запуск насосной станции, предназначенной для питания противопожарного водопровода?

Если спринклерная или дренчерная система пожаротушения применяется редко, то на небольших объектах необходима всего лишь установка нескольких пожарных шкафов, для питания которых требуется противопожарный водопровод.

А следовательно устанавливается повысительная насосная противопожарного водопровода.

Так получается, что монтаж насосной станции пожаротушения осуществляют те же слесаря, что и варят трубы противопожарного водопровода: насосная станция есть, а ее запуска нет.

Как она должна работать — неведомо, поскольку имеется только проект трубопроводов и нет никакого намека на автоматизацию. Считается, что насосная станция работает сама по себе.

Одни заказчики утверждают, что достаточно осуществлять запуск по манометру на выходе и предлагают это реализовать. Другие просят подключить насосную станцию к уже существующей пожарной сигнализации (в которой даже не реализован алгоритм выдачи сигнала Пожар2 по сработке 2-х датчиков).

Предлагаю раз и навсегда определится с приоритетами в запуске насосной станции противопожарного водопровода.

Что такое насосная станция противопожарного водопровода?

Это два насоса (основной и резервный), обвязка насосов и специализированный пожарный прибор управления насосами. Прибор управления и интересует нас в данном контексте. Насосная станция может быть хоть моноблочная, хоть сборная — в ней применен специализированный прибор управления.

Настройка параметров работы прибора управления и подаваемые на него сигналы запуска и определяют работу насосной станции пожаротушения.

Какие сигналы мы можем подать на вход прибора управления?

Нормальный прибор управления насосной станцией пожаротушения должен уметь принять сигналы:

1. Давление на выходе насосной станции в напорном коллекторе.
2. Давления на выходе 1-го и 2-го насосов.
3. Сигнал безусловного пуска от кнопки «Безусловный пуск».
4. Сигнал «Пожар» извне.

Я практик, и прежде всего изучать вопрос начинаю со схем соединения.

Выдержка из паспорта Прибора управления для систем пожаротушения SK-FFS.

Дискретные входные сигналы IN0 .. IN5.
Функции входных дискретных сигналов IN0 .. IN5 задаются при помощи
параметров PL0 .. PL5 (см. Таблицу 1) и могут иметь следующее назначение:

РПС— сигнал безусловного ручного пуска системы (РПС). Например, из помещения дежурного персонала. В состоянии «Дежурный»,
«Пожар-1», «Пожар-2» при срабатывании сигнала РПС происходит
пуск исполнительных устройств (насосов и задвижек) на
пожаротушение. Для входных сигналов РПС без фиксации после
отключения сигнала РПС происходит возврат в исходное состояние. В
режиме «Автоматика отключена» сигнал РПС не блокируется и
оказывает влияние на запуск пожаротушения.

АПС— сигнал автоматического пуска системы (АПС) от внешнего устройства. Например, от системы автоматической пожарной
сигнализации. В режиме «Автоматика отключена» сигнал АПС
блокируется и не оказывает влияние на запуск пожаротушения.

СД — обобщенный сигнал спринклерного пуска системы по давлению от сигнализаторов давления (СД), при их наличии. Например, от
электроконтактных реле давления. При этом в спринклерной системе
до перехода в состояние «Пожар» будет активирована система
подпитки при ее наличии.

Останов пуска — сигнал «Останов пуска» предназначен для подключения внешнего устройства, обеспечивающего временный останов основных
насосов и закрытие задвижек в режиме «Пуск» или приостановку
отсчета времени во время задержки Пожар>>Пуск.

Ваш браузер не поддерживает фреймы

Схема из паспорта прибора управления моноблочной установки JETEX VF 20/02-2 на основе контроллера Segnetics SMH 2Gi.

Ваш браузер не поддерживает фреймы

Брошюра насосной станции Rubooster — близнеца Jetex (судя по схемам соединения):

Ваш браузер не поддерживает фреймы

Ну и до кучи паспорт на насосную установку Grundfos.

Ваш браузер не поддерживает фреймы

И паспорт на сам прибор управления Grundfos Fire systems Control MX, Control VLV.

Ваш браузер не поддерживает фреймы

Исчерпывающая информация находится в этой схеме автоматизации противопожарного водопровода.

Сертификаты соответствия на приборы управления насосными установками.

Насосные установки встречаются, сопровождающиеся двумя видами сертификатов.

Например, SK-FFS имеет сертификат, где написано, что

Прибор управления для систем пожаротушения SK-FFS соответствует техническому регламенту о требованиях пожарной безопасности (Федеральный закон №123-ФЗ).

Установка пожаротушения Бустер ВатТ имеет сертификат, в котором написано такое:

Установки насосные многоступенчатые водоснабжающие Бустер ВатТ, выпускаемые по ТУ 3631-001-61565012-2011 соответствуют требованиям нормативных документов ТУ 3631-001-61565012-2011.

Почти все насосные станции, применение которых я видел на практике в качестве повысительных для противопожарного водопровода имеют сертификат соответствия ТУ 3631-001-61565012-2011.

Причем, производители называют этот сертификат «Пожарным сертификатом». Наверное для пожарных случаев.

Рассмотрев Ваше обращение, сообщаю следующее. Технические средства пожарной автоматики, предназначенные для управления системой внутреннего противопожарного водопровода, в соответствии с классификацией, приведенной в статье 46 Федерального закона от 22.07.2008 № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», относятся к приборам управления пожарным, и на основании положений статьи 146 указанного закона подлежат подтверждение соответствия требованиям Технического регламента в форме обязательной сертификации.

Исходя из этого письма следует, что ТУ 3631-001-61565012-2011 — это филькина грамота.

Что написано в нормах.

Если прочтение документации к оборудованию многое что проясняет, то читать нормы, как и форумы, где их обсуждают — бесполезное занятие. В нормах нет никакой конкретики, путаница в терминах и разобраться нелегко.

Собственно, нечеткость норм по проектированию систем водяного пожаротушения и приводит к появлению на объектах вместо нормальных спринклерных систем всяких городушек из порошкового пожаротушения и тонко-распыленной воды, которые в принципе способны только испортить материальные ценности но ничего не потушить.

А может к этому приводит и банальная суперэкономия, а нормы и не причем.

В сухом остатке имеем.

Различают несколько режимов пуска:

Местный пуск.

Дистанционный пуск.

Автоматический пуск.

Ручной пуск.

С ручным дистанционным и местным пуском вроде-бы определились: и местный и дистанционный пуск — это два вида ручного пуска.

Хорошо хоть однозначно понятно, что местный ручной пуск необходим полюбому.

Идет ожесточенный спор о том — что считать автоматическим пуском и нужен ли дистанционный ручной пуск.

Автоматический пуск насосной станции пожаротушения — это то-ли сигнал от пожарной сигнализации, то-ли сигнал от сигнализаторов давления.

Некоторые оппоненты утверждают, что автоматический пуск пожарных насосов бывает только от ДППК (датчика положения пожарного крана). И вообще, если не применяются ДППК, то при автоматическом пуске следует устанавливать водонапорные баки (п.6.9 СНиП 2.04.01).

До чтения норм я вообще и разу не видел эти ДППК. Датчики положения дискового затвора видел. Есть подозрение, что ДППК — дорогой, ненадежный и не нужный гаджет.

А как можно было запутаться в двух подряд идущих пунктах?

4.2.7. Насосные установки для противопожарных целей следует проектировать для зданий высотой свыше 50 м . — с ручным, автоматическим и дистанционным управлением
4.2.8. При дистанционном пуске пожарных насосных установок пусковые кнопки следует устанавливать в пожарных шкафах или рядом с ними. При автоматическом пуске пожарных насосов ВПВ установка пусковых кнопок в шкафах у ПК не требуется.

Если автоматическим пуском считать пуск от сигнализаторов давления, то очень интересным выглядит п. 4.2.7 СП 10.13130.2009, который гласит:

Примечание 1: «Сигнал автоматического или дистанционного пуска должен поступать на пожарные насосные агрегаты после автоматической проверки давления воды в системе. При достаточном давлении в системе пуск пожарного насоса должен автоматически отменяться до момента снижения давления, требующего включения пожарного насосного агрегата».

У нас здание высотой меньше 50 м, поэтому автоматический пуск вроде необязателен.

То есть — у нас есть выбор: дистанционный или автоматический.

Допустим, у нас дистанционный пуск с установкой кнопок в шкафах. Но тогда нам требуется подтверждение при помощи датчика давления. Датчик давления же — это уже автоматический пуск сам по себе.

Зачем тогда кнопки в шкафах если у нас уже вся есть для автоматического пуска? Поставил на выходе датчик давления (пусть даже два) — и по ним запускай насосную станцию. Установка датчиков давления гораздо проще и дешевле, чем протягивать кабельную сеть в каждый шкаф пожаротушения по этажам.

Что-то тут явно не так.

Считаю, что автоматический запуск насосной станции пожаротушения по падению давления возможен только при наличии жокей-насоса с мембранным баком. Жокей-насос компенсирует падение давление и только если он не справляется происходит пуск насосной станции.

Хотя и не могу формально обосновать, почему нельзя осуществлять запуск тупо по сигнализатору давления в противопожарном водопроводе, но анализ вышеприведенных паспортов оборудования показывает что дело именно так.

Принцип работы насосной станции пожаротушения, описанный в руководстве пользователя.

Давно уже уяснил что паспорт на прибор необходимо читать внимательно и полностью.

Так вот, внимательное прочтение паспортов на насосные станции, приведенные выше, формируют однозначную картину.

Никакого пуска по давлению на выходе не упоминается и в помине. Только безусловный пуск или условный пуск с перепроверкой по давлению и задержкой времени.

В паспорте к прибору управления Wilo SK-FSS подробно обыгрывается запуск по аналоговым входам датчиков давления, но речь идет о спринклерной установке.

Идеальная схема работы насосной станции противопожарного водопровода.

Местный ручной пуск.

Безусловный дистанционный ручной пуск.

Условный дистанционный ручной пуск.

Местный ручной пуск.

Пуск насосной станции происходит при помощи органов управления на панели шкафа или прибора управления. Обычно это кнопки «Пуск»/»Стоп» и переключатель режимов: «Ручной»/»Автоматический»/»Отключено».

Для запуска пожаротушения необходимо оператору подойти непосредственно к насосной станции.

Этому должно способствовать требование, чтобы выход из насосной станции был на улицу и светилось специальное табло «Станция Пожаротушения». На практике же: и табло потускнело и человека с ключами не найти.

Безусловный дистанционный ручной пуск.

Все шкафы управления насосными станциями пожаротушения имеют возможность подключения удаленного прибора управления, размещаемого, например, в помещение дежурного.

В самом простом случае это вынос кнопочного поста «Пуск»/»Стоп» и размещение их в кабинете самого ответственного человека.

Кнопки должны быть необычными, чтобы случайно оказавшийся рядом «оператор» задумался, прежде чем пробовать — что это за кнопки. Неплохой вариант с защитой органа управления ключом.

Обычным делом является наличие в линейке оборудования производителей приборов управления специального прибора управления и индикации, соединяющегося с прибором управления насосной станцией интерфейсом и позволяющего дистанционно мониторить и управлять насосной станцией.

Вот пример дистанционного управления насосной станцией Wilo.

В некотором смысле это будет безусловный дистанционный пуск насосной станции пожаротушения.

Условный дистанционный пуск.

Сигнал дистанционного пуска формируется кнопками, размещаемыми внутри пожарных шкафов. Это самый лучший способ запуска насосной станции противопожарного водопровода.

Ведь действительно, запуск насосной станции не имеет смысла, пока не будет открыт кран в пожарном шкафу. Открыли кран — и тут же рядом имеется и кнопка пуска насосов.

После нажатия кнопки «Пуск» в пожарном шкафу насосная станция пожаротушения переходит в режим ожидания падения давления до заданного уровня и когда давление упадет — запустится.

Вообще я как-то скептически отношусь к этому подтверждению по давлению и считаю что не нужно этого делать. Современные шкафы управления имеют защиту цепей питания насосов по перегрузке.

Возможно целесообразным будет наоборот делать отсечку по слишком большому давлению. Но это уже дело параметров эксплуатации — их можно менять уже по ходу дела.

Задвижка.

Скорее всего на обводном трубопроводе счетчика будет установлена электрифицированная задвижка. При заказе шкафа управления насосной станцией необходимо предусмотреть наличие возможности подключения задвижки к шкафу.

Хотя, водоканал требует установки счетчика расхода воды и на эту обводную петлю. В итоге мы видим маразм: водяной счетчик, а вокруг него обводная петля через электрифицированную задвижку и с таким же счетчиком воды.

Так или иначе, необходимо заранее выяснить какой привод имеет электрифицированная задвижка: однофазный или трехфазный. Если шкаф укомплектован однофазным каналом управления задвижкой — к нему невозможно подключить трехфазную задвижку и наоборот.

После пуска.

После пуска насосной станции пожаротушения наши приключения не заканчиваются.

Выход на режим.

Пожарных насосов у нас целых два. Первоначально осуществляется пуск одного насоса. Резервный насос запускается только при не выходе на режим основного насоса. Под не выходом на режим понимается не достижение заданного давление на выходе по истечении заданного времени (обычно 7 сек.).

Останов.

Я вот так и не понял что делать с остановом насосной станции.

Теоретически она должна молотить, пока кто-то не придет ей на помощь. Тут второй раз уже напрашивается решение останова по критическому давлению. И опять же очень помог бы выносной пост с функционалом «Пуск»/»Стоп». Вполне возможна смешная ситуация, когда насосная работает, а не найти не то что человека с ключами, но и саму насосную станцию пожаротушения.

Диспетчеризация.

И это еще не все. Сигналы о состоянии насосной станции должны куда-то передаваться. Вдруг кто-то перевел переключатель режима управления в «Ручной» или вообще обесточил насосную станцию: эти и другие сигналы должны отображаться в помещении где люди хотя бы иногда бывают. В насосную станцию пожаротушения вряд ли кто-то заглядывает.

Должны передаваться по крайней мере 4 сигнала: «Пуск», «Автоматика», «Неисправность», «Питание».

Приборы управления насосными станциями умеют выдавать эти сигналы. Остается только их собрать и куда-то передать.

Очень эффективно эта задача решается при помощи, уже упоминавшегося выше, прибора, подключаемого к насосной станции по интерфейсу. Это решение доступно, например, если применяется комплекс автоматизации, подобный Спрут-2, в наличии которого имеется центральный прибор индикации и управления ЦПИ.

Обычному неподготовленному человеку, правда, сложно что-то запустить или остановить при помощи таких сложных приборов, но смотреть за состоянием насосной станции можно.