Пожарные насосы — основные виды, ТТХ и принцип действия

Благодаря насосу происходит перекачка воды из озера, водохранилища или цистерны к горящему объекту. Это наиболее сложное устройство для пожаротушения. Существуют разные виды пожарных насосов, которые отличаются принципом действия, конструкцией и создаваемым давлением. Важные технические требования к центробежному виду описаны в ГОСТе Р 52283 от 2004 года.

Пожарные насосы: устройство, принцип работы, особенности применения

Пожарные насосы – это оборудование, которое преобразует энергию источника питания в механическую, и использует ее для перекачки жидких или газообразных рабочих сред. Этими установками комплектуются автомобили. Основное назначение ПН — обеспечение подачи веществ к очагу возгорания, работы гидравлического оборудования, вакуумных устройств. Функционал ограничен 2-мя операциями: засасывание рабочей среды и ее нагнетание. Каждое устройство характеризуется такими ключевыми параметрами:

• величина подачи, то есть объем рабочий среды, который проходит через установку за отчетное времени;
• показатели напора – это разность величины энергии рабочей среды до входа в агрегат и после него;
• высота всасывания;
• показатели КПД.

Насос сформирован несколькими рабочими модулями: входной патрубок, задвижка для изменения напора, коллектор, соединительный элемент для пожарного рукава. В подразделениях пожарной охраны преимущественно используются следующие модели: ПН-40У, PN40, ПН-40УА и ПН-40УВ.

Важно! Существует государственный стандарт на пожарные насосы, в нем регламентируется  классификация, устройство и принцип действия оборудования. При выборе модели нужно ориентироваться на требования этого ГОСТ.

Мотопомпа

Основные характеристики

Пожарные центробежные насосы всасывают воду с помощью инерционной силы. Они незаменимы в тушении огня. Назначение центробежных агрегатов- подача жидкости или пены для тушения, создание вакуума и прокачка воды в трубопроводах.

Не смотря на разное устройство таких насосов, все они имеют общие характеристики, а именно:

1. Объем жидкости, что подается, или других веществ для тушения огня за единицу времени (подача измеряется в литрах за секунду или кубических метрах за секунду).
2. Высота подъема струи или напор, измеряется в метрах. Определяется по показаниям манометра или вакууметра.
3. Высота всасывания- расстояние между поверхностью воды и горизонтальной осью, м.
4. Частота вращения вала, об/мин.
5. Коэффициент полезного действия.

Пожарный насос НЦПН-100/100М

Пожарные насосы высокого давления по нормам должны создавать напор 200 или 400 метров. КПД с нормальным давлением достигает более 60%, при высоком- не меньше 40%.

к меню

Устройство центробежных агрегатов

Основным рабочим элементом данного оборудования является колесо с лопастями, что загребают воду. Жидкость движется по кругу, ускоряется с помощью центробежной силы, далее прижимается к стенкам и засасывается. Поток движется по спирали к конусному диффузору, что расширяет и замедляет его.

Во избежание закручивания потока воды на выходе, устанавливается разделитель. Чтобы скорость увеличивалась, большее сечение переходит в меньшее. Данное устройство называется конфузер.

Центробежные повысители имеют ряд достоинств: равномерность, подача без пульсаций средств для тушения, простое управление, обслуживание, эксплуатация. К тому же, если пожарный ствол перекрывается, засоряется или заломливается рукав, давление в системе чрезмерно не повышается. Оборудование не нуждается в сложном приводе от двигателя, имеет небольшую массу, компактные габариты, что важно для пожарных автомобилей.

Есть недостатки – всасывающую линию и насос необходимо предварительно заполнять водой. Для компенсации такого недостатка существуют устройства, что заполняют полости агрегата жидкостью из цистерн. На машинах устанавливаются также вспомогательные насосы, что работают кратковременно для заполнения рукава и насоса.

Если забор воды происходит из водоема, сначала включается вакуумный аппарат для откачивания воздуха. После заполнения системы водой и достижения избыточного давления, открываются клапаны, происходит пуск воды в рукав.

Вакуумный пожарный насос

На пожарный насос устанавливаются водопенные коммуникации. Смешивая воду и пенообразователь, они создают пену. На автоцистернах водопенные коммуникации управляются с помощью вентилей. Более распространена воздушно-механическая пена, поскольку водопенные коммуникации более компактны и удобнее хранение илидоставка пенообразователя к смесителям.

Повысительный агрегат, что устанавливается на пожарном автомобиле, состоит из насоса, коллектора, затворной арматуры, приборов для создания вакуума и подачи вещества для образования пены.

к меню

Проверка герметичности

Все агрегаты, повышающие давление, проходят проверку на сухой вакуум. Для этого краны и задвижки закрываются и включается мотор. С помощью вакуумной системы давление 75-80 кПа создается за 15 секунд. В норме воздух в насосе должен разрядиться до 13 кПа или меньше на протяжении 2,5 секунд. Места протечки воздуха проверяются мыльным раствором при опрессовке водой с давлением до 0,6 Мпа.

Категорически запрещается самопроизвольно отвинчивать или ослаблять соединения в процессе работы.

Существует 6 видов периодических и типовых испытаний пожарных насосов, которые проводятся на предприятиях с наличием нужного оборудования.

к меню

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:

Пожарный насос НЦПН-100/100М

• 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.

Классификация ПН

Современные пожарные насосы, назначение и виды предполагают несколько модификаций. На практике преимущественно применяют объемные, струйные, центробежные модификации:

Струйный насос

Этот вид помп классифицируется по двум типам:

• Водоструйные. Этими установками комплектуется каждая спецмашина. Они разрешают брать воду из водоемов даже с берегами, поросшими водной растительностью, ими же удаляют воду после пожара из помещений. Это оборудование эжекторного типа, в котором потенциал трансформируется в кинетическую энергию.
• Газоструйные. Агрегаты используются для наполнения центробежных агрегатов и трасс всасывания. Использует отработанные среды ДВС. Проходя по корпусу, рабочая среда создает разряженную зону, которая и осуществляет функционал.

Объемный насос

Передвижение среды в таком агрегате осуществляется посредством изменения объема внутреннего отсека. Объемные устройства классифицируются на несколько групп:

• Поршневые. В таких модификациях трансформация объема выполняется посредством движений поршневого элемента. Их достоинства — в высоком КПД, отличной всасываемости, а недостаток в том, что подача слаба и ее нельзя регулировать.
• Пластинчатые. Здесь работает лопатка ротора, вращаясь, она прижимается к гильзе, и формирует полости, изменяющие объем рабочей камеры. Полости движутся в направлении выхода, проталкивая к нему жидкость.
• Шестеренные. В таких насосах работа выполняется посредством двух колес, одно из которых двигается принудительно, второе — в  сцепке с ним свободно.
• Водокольцевые. Изменения пространства камеры выполняет ротор, ее объем трансформируется до 2 раз. Этот вид характеризует низкий коэффициент полезного действия, а перед началом работы, в насос следует завивать жидкость.

Центробежный насос

Насосы центробежного действия устанавливают на различные виды пожарной техники. Максимально востребованы установки консольного типа с правым вращением. Центробежные агрегаты различаются по показателям давления:

• до 2,0 МПа;
• до 5,0 МПа;
• агрегаты способные создавать и то и другое давление.

Этот тип насосов принято классифицировать по нескольким параметрам:

• По количеству колес. Насосы бывают 1-ступенчатые, 2-ступенчатые и с большим числом колес.
• Расположение вала. Элемент может быть расположен под наклоном, вертикально или горизонтально.
• Максимальный напор. Эта характеристика может быть нормальной – до 100 метров, высокой – до 300 метров, комбинированной – установки способные создавать и нормальный и высокий напор.
• Размещение в спецмашине. Агрегат может размещаться в автомобиле спереди, посредине и сзади.

Внутри корпуса центробежного насоса есть колесо, которое при вращении передает жидкости энергию, при увеличении скорости повышается давление. «Зуб» направляет воду в диффузор. Так на входе формируется разряженная зона, а на выходе  — с избыточным давлением. Закручивание жидкости купируют разделители.

На заметку! Какие насосы не используются в пожарной технике, регламентирует ГОСТ. Все устройства, не включенные в перечень, применять запрещено.

Центробежная модификация

Общие схемы ПН

Общие сведения о насосах пожарных предлагают следующие схемы:

Объемные агрегаты:

Схема объемных насосов

Центробежные насосы:

Схема центробежного насоса

Подвиды объемных пожарных насосов могут отличаться схемами, но в целом их функционал тождественен.

Объемная модификация

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.

Разновидности

Один из важных критериев, по которым классифицируют ПН – это принцип работы. Этот параметр делит все установки на две больших группы:

• Объемные. Эти агрегаты в свою очередь подразделяются на две под возвратно-поступательные, к которым относятся диафрагменные, поршневые, плунжерные, и роторные – пластинчатые, шестеренные, винтовые.
• Динамические. Это лопастные насосы и агрегаты трения. У первым относятся осевые, центробежные, диагональные. Насосы трения – это вихревые и струйные.

Струйные модификации

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.

Технические параметры ПН

Классификация пожарных насосов предполагает, что каждому виду устройств присущи определенные технические характеристики. При выборе модели следует рассматривать такие ТТХ:

• рабочая подача огнетушащего вещества;
• напор в рабочем режиме;
• уровень дозирования образователя пены;
• мощность в рабочем режиме;
• наибольшая подача;
• параметры КПД;
• кавитационный запас;
• температурный диапазон рабочей среды;
• максимальные размеры и концентрация твердых веществ;
• рабочая частота вращения вала привода;
• время, за которое насос заполняется рабочей средой;
• габариты и вес;
• комплектация.

Эксплуатация и обслуживание пожарного насоса предполагают определенный порядок. Не выполнение требований увеличивает риски появление неисправностей, потерю работоспособности и преждевременную выработку ресурса.

Работа с помпой

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:

Пожарная насосная станция в работе

• 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.

Признаки и причины неисправностей, возможности восстановления работоспособности

Любые виды пожарных насосов могут выйти из строя, или снизить производительность по ряду причин:

• неправильное подключение к водопроводным коммуникациям;
• износ рабочих элементов устройства;
• снижение герметичности соединений.

Если неисправности не критичны, их можно устранить. В таблице ниже приведены признаки неполадок, причины их появления и способы восстановления работоспособности.

Признаки	Причины	Способы ремонта
В вакуумной полости не формируется разряжение	1.      Открыт кран слива входного патрубка, не закрыта арматура, неплотное прилегание клапанов. 2.      Неплотное соединение элементов.	1.      Привести арматуру в нужную конфигурацию. 2.      Заменить расходники, подтянуть крепежи.
Устройство не заполняется рабочей средой	1.      Высота всасывания – больше, чем требуется. 2.      Расслоение рукава. 3.      Засорилась сетка.	1.      Снизить высоту. 2.      Поменять рукав. 3.      Прочистить сетку.
На манометре не отображается давление	1.      Прибор неисправен. 2.      В канале замерзла жидкость или образовался засор.	1.      Поменять прибор. 2.      Очистить канал.
Появление посторонних шумов и вибраций	1.      Появилась кавитация. 2.      Ослабли крепления. 3.      Износ подшипников. 4.      Попадание в устройство предметов.	1.      Корректировать настройки. 2.      Подтянуть крепления. 3.      Поменять подшипники. 4.      Очистить устройства.
При работе снижается сила струи	1.      Засорилась сетка. 2.      Нарушена герметичность соединений. 3.      Пропускают сальники.	1.      Прочистить засор. 2.      Поменять кольца. 3.      Поменять сальники, проверить объем масла.
Установка не дает должного напора	1.      Засор колеса. 2.      Износ уплотнителей. 3.      Попадание воздуха в систему. 4.      Повреждение лопаток колеса.	1.      Устранить загрязнения. 2.      Поменять уплотнители. 3.      Купировать попадание воздуха. 4.      Поменять колесо.
Смеситель не подает состав для образования пены	1.      Засор в магистрали. 2.      Засор на выходе из дозатора.	1.      Прочистить магистраль. 2.      Прочистить отверстие дозатора.

Обратите внимание! Выполняя техническое обслуживание насосного оборудования нужно руководствоваться инструкцией по эксплуатации конкретной модели. ТО и проверки должны проводиться регулярно.

Перекачка воды из водоема

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.

Тестирование пожарного насоса

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.

Последовательность действий при работе с насосом

Виды пожарных насосов и их классификация важны при техническом обслуживании, но не влияют на порядок работы с оборудованием:

• поскольку ПН не является самовсасывающим устройством, перед пуском его следует заполнить, из автоцистерны это выполняется без создания разряженного пространства посредством открывания арматуры;
• при заборе жидкости из водоема потребуется вакуумный насос, чтобы заполнить ПН.

Во втором случае время заполнения измерительный прибор показывает избыточные параметры давления. Затем в агрегате открывается арматура, и вода направляется в напорные рукава. Когда жидкость избавится от воздуха, насос готов к эксплуатации. Всасывание осуществляется с высоты до 7,5 метров. Увеличение параметров чревато нестабильным функционалом, появлением кавитации и срывом потока. Для производительной работы важна герметичность камер, поэтому важно регулярно проверять их. При максимальных значениях разрежённости нужно закрыть кран между ПН и вакуумной помпой.

Коммутация с рукавами

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.

Чем отличается НЦПВ от пожарного насоса

Конструкция НЦПВ полностью тождественна пожарному насосу, включая схему и модули управления. При этом конструкторам удалось добиться существенных преимуществ:

• повышена производительность в полтора раза – до 50 литров в секунду от пожарных гидрантов, до 60 – при заборе из водоема;
• на 10% увеличен КПД;
• до 20% увеличен напор;
• возможность обеспечить функционал 8 генераторов пены;
• НЦПВ комплектуется расширенным набором измерительных приборов;
• возможность регулирования концентрации всех типов ПО и их экономия;
• кардинально изменена конструкция узла сальников, в НЦПВ он не требует техобслуживания, замены расходников, надежен и долговечен.

Чем выше тактико-технические параметры оборудования, тем быстрее заправляется цистерна спецтехники, а, следовательно, оперативно и эффективно локализуются возгорания. Поэтому прежде, чем купить агрегат, внимательно ознакомьтесь со сведениями о нем. Наиболее востребованные модели: НЦПН-40/100 и НЦПН-70.

Видео:

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...