Учебники 80284

8. Вводы во внутреннюю водопроводную сеть

От наружной водопроводной сети вода в здания университета подается при помощи четырех отводов – вводов в корпус №1, №2 и т.д.

Вводы заканчиваются водомерами, расположенными в зданиях, после которых вода поступает в повысительную насосную станцию первого корпуса, повысительную насосную установку шестого корпуса и повысительную установку седьмого корпуса. В общем водомерный узел включает следующие основные элементы (рис. 10): водомер 1; отключающие запорные задвижки до и после водомера 2 и 3; обводную линию с запломбированной электрозадвижкой в закрытом положении 4; контрольно-спускной кран 5, установленный между водомером и запорным устройством.

Рис. 10. Принципиальная схема водомерного узла:

1 − водомер; 2,3 − задвижки; 4 − обводная линия с электрозадвижкой; 5 − контрольно-спускной кран

Во внутренних водопроводах применяются скоростные водомеры: крыльчатые, турбинные т.е. комбинированные и другие.

Водомеры подбираются на максимальный расчётный расход воды (с учетом пожарного расхода). Водомер подобран правильно, если потери напора при пропуске расходов воды на хозяйственно-противопожарные нужды не превышают в крыльчатых водомерах 2,5 м, а в турбинных − 1 м. Потери напора в водомерах определяются по формуле

hвод=SQ2,

где hвод – потери напора в водомере, м;

S-сопротивление водомера, принимаемое по паспорту, с2/м5; Q-расчетный расход воды, л/с.

31

Обводная линия предназначена для пропуска увеличенного расхода воды при пожаре, а также для пропуска воды в здание при ремонте или замене водомера. Поэтому диаметр обводной линии определяется из условия обеспечения пропуска максимального хозяйственно-противопожарного расхода воды.

Водомеры размещены в доступных для осмотра подвальных помещениях непосредственно за наружной стенкой зданий, имеющих температуру зимой не ниже 2° С.

В точке присоединения ввода к насосной станции необходимо поддерживать требуемый напор. Минимальный напор у ввода в здание называется гарантированным Hг. Величина гарантированного напора задается водопроводной службой города. Расчетно-экспериментальными исследованиями установлено, что имеется значительное расхождение между требуемым и гарантированным расходами воды. Поэтому для создания требуемого напора выбрана система водоснабжения с повысительными насосами, которая обеспечивает напор во всех зданиях университета.

Контрольные вопросы и задания

1.Сколько вводов обеспечивают подачу воды в здания университета?

2.Нарисуйте принципиальную схему водомерного узла здания.

3.Какие водомеры применяются во внутренних водопроводах зданий?

4.Напишите формулу для определения потери напора в водомере.

5.В каких зданиях университета и где установлены водомеры?

6.Какой напор должен поддерживаться в точке присоединения ввода и у гидранта? Почему?

9. Насосная станция лаборатории противопожарного водоснабжения

Устройство стационарных насосов

Пожарные стационарные горизонтальные центробежные насосы устанавливаются на насосных станциях второго подъёма, повысительных насосных станциях низкого и высокого давления.

На насосных станциях низкого давления устанавливаются одинаковые насосы для подачи воды на хозяйственные и противопожарные нужды. Насосная станция низкого давления работает следующим образом: в обычное время работает основной хозяйственный насос, а при пожаре для обеспечения расхода включается дополнительный насос такого же типа, что и основной. На насосных станциях высокого давления устанавливаются специальные пожарные насосы, создающие напор для тушения пожара и обеспечивающие подачу воды

32

на пожаротушение, на хозяйственно-питьевые и производственные нужды. В обычное время работают хозяйственные насосы. При пожаре включается пожарный насос, и так как напор, создаваемый пожарным насосом, больше, чем напор хозяйственных насосов, то пожарный насос своим напором закрывает обратные клапаны на напорных трубопроводных хозяйственных насосах и последние работают на холостом ходу. Поэтому после включения пожарного насоса хозяйственные насосы выключают. При этом пожарный насос обеспечивает полный расход воды на все нужды.

Насосы подбираются по каталогам в зависимости от расчётного расхода воды, полного напора, необходимой вакуумметрической высоты всасывания и мощности насоса.

Консольные насосы типа К (ГОСТ 22247-76) предназначены для перекачивания воды с pH=6,5-8, с температурой 0-85 °C и содержанием твёрдых включений размерами до 0,2 мм, не превышающих 0,1 % по массе, а также других жидкостей, подобных воде по плотности и химической активности.

Насосы изготовляются с подачей воды 5-360 м3/ч (1,4-100 л/с), напором 10-90 м (давлением 0,1-0,9 МПа), КПД 50-84 % и с допустимым кавитационным запасом 4-5 м. Коэффициент быстроходности ns =60-250. Напор на входе не более 20 м. Насосы изготовляются двух типов: К – с горизонтальным валом на отдельной опорной стойке; КМ – с горизонтальным валом, моноблочные с электродвигателем. Насосы в обычном исполнении поставляются с рабочим колесом, обеспечивающим верхние пределы поля Q - H. По заявке заказчика насосы могут быть поставлены с обрезанным рабочим колесом по одному из вариантов, обеспечивающих среднюю (индекс «а») или нижнюю (индекс «б») характеристику Q – H поля насоса.

Корпус горизонтального одноступенчатого консольного насоса 2к-6 с осевым входом жидкости (типа К; рис. 11) представляет собой чугунную фигурную отливку, внутренняя полость которой выполнена в виде спирали с диффузорным каналом, переходящим в напорный патрубок. Корпус насоса крепится к фланцу опорной станины четырьмя болтами. В нормальном исполнении напорный патрубок направлен вертикально вверх; в зависимости от условий эксплуатации он может быть повёрнут вокруг оси насоса на 90, 180, 270 градусов. Передняя крышка корпуса насоса (отлитая за одно целое с входным патрубком) съёмная, что позволяет осматривать рабочие органы насоса без его демонтажа. В корпусе выполнены отверстия, закрытые пробками: в нижней части – для сливания воды из полости корпуса насоса перед длительной его остановкой или разборкой; в верхней части спирального отвода – для удаления воздуха из корпуса насоса перед его заливкой и присоединения трубопровода к вакуум-насосу. Крышка корпуса для увеличения ресурса работы насоса защищена сменным уплотнительным кольцом.

Рабочее колесо закреплено на валу насоса шпонкой и гайкой. У насосов

33

мощностью до 10 кВт устанавливают рабочие колёса, не разгруженные от осевых усилий, а у наосов мощностью более 10 кВт – разгруженные.

Рис. 11. Конструктивно-компоновочная схема насоса 2к-6:

1 − спиральный канал; 2 − крышка корпуса; 3 − колесо рабочее; 4 − защитно-уплотняющее кольцо; 5 − вал; 6 − верхняя пробка; 7 − выходной патрубок;

8 − канал; 9 − кольцо гидроуплотнения; 10 − набивка сальника; 11 − крышка сальника; 12 − подшипник; 13 − опорный кронштейн; 14 − муфта вала; 15 − опорная станина; 16 − втулка вала; 17 − корпус; 18 − нижняя пробка

Разгрузка осевого давления на задний ведущий диск и снижение давления перед сальниковым уплотнением вала насоса достигаются с помощью разгрузочных отверстий в заднем диске рабочего колеса и уплотнительного пояска на рабочем колесе со стороны уплотнения.

У неразгруженного рабочего колеса осевое усилие воспринимается подшипниками.

Для разделения в корпусе насоса полостей низкого и высокого давления предусмотрен узел уплотнения лопастного колеса, который образован кольцевыми выступами на дисках колеса и защитными уплотняющими кольцами, установленными в передней крышке корпуса и закреплёнными винтами. Рабочие колёса, разгруженные от осевых сил, имеют двустороннее уплотнение, остальные – одностороннее (со стороны выходного патрубка). Зазор в узле уплотнения не должен быть более 0,3-0,5 мм. Превышение этой величины приводит к увеличению объёмных потерь и снижению КПД насоса.

Вал насоса изготовляется из высококачественной стали. Опорами вала служат два подшипника, находящиеся в масляной ванне, которая размещена в опорном кронштейне. Насосы К-8/18 и К-90/20 имеют внешнюю шарикоподшипниковую опору и внутреннюю в виде бронзовой втулки, запрессованной в корпусе насоса.

34

К внешней опоре подаётся из маслёнки густая смазка, внутренняя опора смазывается и охлаждается перекачиваемой жидкостью.

Для повышения ресурса работы насоса и предотвращения износа вала в зоне узла сальникового уплотнения на вал надета сменная защитная втулка.

Все насосы типов К и КМ имеют сальник с мягкой набивкой, которая уплотняется подтягиванием гаек крышки сальника. У насосов мощностью 10 кВт и выше между кольцами набивки устанавливают фонарное кольцо, соединённое каналом с полостью высокого давления. Тем самым обеспечивая гидрозатвор в зоне узла сальникового уплотнения вала, препятствующего прониканию воздуха в полость низкого давления. У насосов мощностью до 10 кВт гидравлическое уплотнение сальника не предусматривается.

Опорная стойка представляет собой опорный кронштейн, на котором с помощью болтов закрепляется корпус насоса и в шарикоподшипниковых опорах устанавливается вал насоса. Шарикоподшипники закрыты крышками. Смазка шарикоподшипника – консистентная (у насосов мощностью до 10 кВт и выше).

Насосы типа К поставляются совместно с электродвигателем, муфтой и фундаментной рамой. Вал насосов типа К и КМ вращается против часовой стрелки, если смотреть со стороны привода.

Схема обвязки хозяйственных и пожарных рабочих и запасных насосов станции первого корпуса университета приведена на рис. 12.

Все водопроводные задвижки изображены в закрытом положении.

Рис. 12. Схема обвязки насосов станции лаборатории противопожарного водоснабжения:

1 − задвижка; 2 − вентиль; 3 − задвижка (опломбирована); 4 − манометр; 5 − насос

Подача воды из наружной водопроводной сети через насосную станцию университета может происходить по одной из четырех линий:

-при достаточном напоре в наружной сети и открытых задвижках вода поступает потребителю на хозяйственные нужды минуя рабочий хозяйственный насос;

-при большом водоразборе из городской сети подача воды потребителям произ-

водится через рабочий хозяйственный насос по линии при открытых задвижках;

35

-при пожаре и большом водоразборе из городской сети подача воды на противопожарные и хозяйственные нужды обеспечивается пожарным и хозяйственным рабочими насосами по открытым в линиях задвижкам;

-если установлены пожарные насосы большей мощности, чем хозяйственные, то пожарные и хозяйственные нужды обеспечит один рабочий пожарный насос по линиям с открытыми задвижками.

На вводе в насосную станцию университета установлен манометр, по которому можно оценить, достаточно ли напора в наружной сети для подачи воды на хозяйственные и пожарные нужды минуя рабочий насос станции. Очевидно, что напоры у водоразборного устройства и перед вентилем пожарного крана в хозяйственно-противопожарном водопроводе будут примерно одинаковы. Для работы пожарного крана напор перед вентилем должен быть значительно выше напора водоразборного устройства.

Для обеспечения надежной работы внутренней водопроводной сети в точке присоединения ввода к насосной станции необходимо поддерживать требуемый напор, равный

Hтр=K (hc+hвв) + hвод+Hсв+Δz,

где K=1.2 – коэффициент для хозяйственно-противопожарных сетей. hc – потери напора в сети внутреннего водопровода, м;

hвв – потери напора на вводе, м; hвод – потери напора в водомере, м;

Hсв – свободный напор в диктующей точке водопроводной сети, м;

Δz – разность отметок наиболее высоко расположенного водоразборного устройства (пожарного крана) и ввода, м;

Определение полного напора работающего насоса станции

Так как насос питается от наружного водопровода, обеспечивающего подпор на входе, то во всасывающем патрубке насоса будет избыточное давление PBX и, значит,

PBC = PАT + PBX.

Полный напор насоса H, подающего воду от водопроводной сети, определяется по формуле

H = HS + (PМАН – PBC)/ρg + (V2H – VBC)/2g,

где HS - высота всасывания насоса, м;

PМАН – абсолютное давление в напорном патрубке, измеренное манометром, м;

PBC – абсолютное измеренное давление во всасывающем трубопроводе, м; ρ – плотность жидкости, кг/м3;

36

g – ускорение свободного падения, м/с2.

VH – средняя скорость в напорном патрубке, м/с;

VBC – средняя скорость во всасывающем трубопроводе, м/с;

Средняя скорость во всасывающем трубопроводе определяется по формуле

VBC = 4Q/πd2,

где Q – расход воды через насос, л/с, определяется по показаниям водомера; d – диаметр входного патрубка насоса, м.

Аналогично определяется средняя скорость воды в напорном патрубке.

Контрольные вопросы и задания

1.Где устанавливаются стационарные центробежные насосы и какие?

2.Какой мощности и подачи изготавливаются насосы?

3.Зачем обрезают рабочее колесо насоса?

4.Объясните устройство стационарного центробежного насоса.

5.Объясните работу стационарного центробежного насоса.

6.Зачем стационарные насосы изготовляются с опорной станиной?

7.Куда передается усилие у насосов высокого давления?

8.От каких приводов работают центробежные насосы?

9.Перечислите основные рабочие параметры насоса.

10.Определите напор, создаваемый рабочим насосом станции по измеренным значениям напора перед входом в насос и после него.

11.Какие задвижки насосной станции необходимо открыть, чтобы вода поступила мимо хозяйственного насоса в сеть первого корпуса университета?

12.Какие задвижки насосной станции необходимо открыть, чтобы вода поступила через хозяйственный насос в сеть первого корпуса университета?

13.Какие задвижки насосной станции необходимо открыть, чтобы вода поступила через насосы на хозяйственные и противопожарные нужды всех зданий университета?

14.Какие задвижки насосной станции необходимо открыть, чтобы вода поступила на хозяйственные и противопожарные нужды от пожарного насоса большой производительности?

15.Напишите формулу для определения требуемого напора в точке присоединения ввода к насосной станции для необходимой подачи воды (без работы насосов) на пожарные краны верхнего этажа первого корпуса университета.

16.Напишите формулу для определения полного напора работающего насоса станции.

17.Напишите формулу для определения средней скорости в напорном патрубке насоса.

18.Напишите формулу для определения полного напора насоса, подающего воду от наружной водопроводной сети.

37

10. Устройство и принцип работы внутренней производственно-лабораторной установки

тушения пожара

Производственно-лабораторная установка тушения пожара состоит из ввода в шестой корпус университета, водомерного узла, повысительного насоса, водопроводной сети с пожарными кранами и заглушек к пожарным вентилям.

Пожарный кран внутреннего пожаротушения зданий университета состоит из пожарного вентиля диаметром 50 мм, присоединенного через патрубок к стояку, непрорезиненного пожарного рукава диаметром 77 мм, длиной 20 м и ствола с насадкой 13 мм. Указанные изделия, собранные при помощи соединительных головок в одну линию, образуют пожарный кран, который обеспечивает подачу воды на очаг пожара.

Внутренние пожарные краны устанавливаются на высоте 1,35 м от уровня пола во всех этажах отапливаемых зданий университета. Пожарный рукав и ствол должны быть соединены и помещены в шкаф. Дверка шкафа должна быть закрыта и опломбирована. На дверке должно быть сокращенно написано «Пожарный кран» с указанием его номера, например ПК-1. Во избежание порчи рукава от воды он не должен быть присоединен к пожарному вентилю. Внутренние пожарные краны должны быть установлены на таком расстоянии, чтобы каждая точка помещения могла орошаться не менее чем двумя струями.

Для подачи воды на пожар необходимо разбить окошко в дверке шкафа, чтобы ключ упал на пол. Открыть дверку, присоединить к вентилю пожарный рукав, развернуть его, и при помощи маховика открыть пожарный вентиль. Вода под напором поступит через ствол РС - 50 на очаг пожара. После тушения пожара необходимо закрыть пожарный вентиль и отсоединить рукав от вентиля и от ствола. Высушить и скрутить пожарный рукав, соединить его со стволом и поместить в шкаф.

Ввод в здание и водомерный узел шестого корпуса университета по конструкции не отличаются от описанных в разделах 9 и 10.

Повысительный насос лабораторной установки принципиально не отличается от насосов станции лаборатории противопожарного водоснабжения, описанных в разделе 10.

Схема повысительной производственно-лабораторной установки приведена на рис. 13. Рабочий и запасной насосы прикреплены к фундаменту здания. Подвод воды к насосам производится из отвода, расположенного по улице Станкевича, через ввод и водомерный узел. На входе в насосы на напорных патрубках и на водомерном узле установлены запорно-регулирующие задвижки.

Кроме того, на напорных патрубках установлены обратные клапаны для сохранения воды в сети при уменьшении или отсутствии напора в магистральной сети.

Для контроля работы на входе насоса и после него производится измере-

38

ние напора манометрами. Расход воды на хозяйственные нужды измеряется расходомером, установленным на водомерном узле.

При недостаточном напоре воды для тушения пожара открывается опломбированная задвижка обводной линии и вода с повышенным расходом поступает в насос и далее по двум горизонтальным водопроводам, установленным под потолком подвала, направляется в два стояка, расположенных в подъездах здания. При открытом пожарном вентиле вода подается через ствол пожарного крана на очаг пожара.

Заглушка к вентилю должна иметь соединительную головку, манометр для замера напора, кран с входным и выходным патрубками и гибкий шланг для слива воды из полости заглушки.

Цилиндрическая заглушка лабораторной установки должна храниться в насосной установке корпуса №6 университета.

Для проведения испытаний водопроводной сети необходимо: присоединить цилиндрическую заглушку с закрытым краном к пожарному вентилю, опустить гибкий шланг в ведро (канистру), открыть пожарный вентиль на максимальный расход воды и измерить манометром давление в полости заглушки. Закрыть пожарный вентиль, и замерить давление в полости заглушки, отрыть кран заглушки и слить воду в ведро. Снять заглушку и поместить ее в помещение лаборатории кафедры ППБ.

Рис. 13. Схема повысительной производственно-лабораторной установки:

1−задвижка; 2−насос; 3−вентиль; 4−задвижка (опломбированная);5−маномет; 6−стояк

39

Контрольные вопросы и задания

1.Перечислите преимущества производственно-лабораторной установки пожаротушения перед модельной лабораторной установкой.

2.Какой гарантированный напор должен быть после вентиля пожарного крана, чтобы ствол обеспечивал создание необходимой компактной струи для обеспечения тушения пожара в здании университета?

3.Нарисуйте эскиз заглушки к пожарному вентилю производственнолабораторной установки?

4.Нужен ли обратный клапан на напорном патрубке насоса производствен- но-лабораторной установки?

11. Обследование насосной станции лаборатории противопожарного водоснабжения

и внутренней производственно-лабораторной установки

Методика обследования насосов станций и внутренних установок

Внасосной станции и насосной установке необходимо проверить:

-количество и марку насосов, их исправность, обеспечение требуемых расходов и напоров на цели пожаротушения;

-надежность соединения насосов с двигателями;

-наличие и исправность резервных источников энергопитания пожарных насосов;

-правильность окраски пожарных насосных агрегатов и арматуры;

-наличие обратных клапанов;

-исправность звуковой и световой автоматической сигнализации включения пожарного насоса;

-соответствие требованиям норм времени включения пожарного насоса;

-защищенность предохранительной аппаратуры при гидроударах, при повышении давления в сети, при пожаре;

-исправность телефонной связи с пожарной охраной и водопроводной службой здания;

-наличие в насосной станции схемы расположения оборудования и измерительной аппаратуры, обвязки насосов, соответствие номеров его на схеме и непосредственно на оборудовании;

-наличие инструкции по подаче воды на пожарные нужды от основного и ре-

зервного насосов и знание ее обслуживающим персоналом; - наличие и правильность ведения журнала эксплуатации оборудования насосной станции;

40