Desktop_1 / 07 - Тексты лекций / Тема №4_1 Насосные станции

Противопожарное водоснабжение: лекция «Насосные станции» высшего профессионального образования по специальности 280104.65 – Пожарная безопасность. – Иркутск: ФГОУ ВПО ВСИ МВД России, 2007 – 11 с.

Подготовлена А.Ю. Кочкиным, кандидатом технических наук, старшим преподавателем кафедры пожарной техники, автоматики и связи

Обсуждена на заседании ПМС «____» октября 2007 г. Протокол № ___

© ФГОУ ВПО ВСИ МВД России, 2007

3

ЦЕЛЬ: Изучить назначение и классификацию насосных станций и требования нормативных документов к ним.

В результате занятия курсанты должны:

Знать: Принципиальную схему размещения инженерно-технического оборудования в насосных станциях низкого и высокого давления, их работу при пожаре. Режимы работы насосных станций до пожара и во время пожара.

Иметь представление: об общих вопросах надежности насосных станций. Взаимосвязь изучаемой темы с другими темами дисциплины противопожарное водоснабжение и смежными дисциплинами.

Воспитательная цель: воспитывать у курсантов стремление к получению новых знаний для применения их в практической работе ГПС. Приобретения навыков ведения конспектов. Соблюдение воинских требований на занятиях.

Время: 2 часа.

Методическое обеспечение:

1.Доска, мел;

2.Плакаты;

3.Кодоскоп, слайды;

4.Фотографии насосных станций;

5.СНиП 2.04.02-84* Водоснабжение. Наружные сети и сооружения.

Рассматриваемые вопросы:

1.Назначение, виды, классификация, схемы, работа, автоматизация;

2.Режимы работы насосных станций до пожара и во время пожара;

3.Требования СНиП к НС.

Введение

К числу основных сооружений, определяющих надежность работы системы водоснабжения, относятся насосные станции. От того, насколько правильно спроектирована и построена насосная станция, зависит надежность работы насосной станции и системы водоснабжения в целом.

4

Вопрос первый. Назначение, виды, классификация, схемы, работа, автоматизация

Насосная станция (НС) – это сложный комплекс инженернотехнического оборудования включающего: насосные агрегаты, трубопроводы, запорно-регулирующую арматуру, приборы контроля и управления. Состав комплекса, также как и компоновка меняется в зависимости от целевого назначения. НС относятся к основным сооружениям, которые предназначены для подачи воды в сеть водопровода, с необходимым напором и расходом на все нужды, и определяют надежность работы систем водоснабжения. От того насколько правильно запроектирована и построена НС, зависит надежность работы всей системы водоснабжения.

Классификация насосных станций.

1.По назначению различают НС первого подъема, второго подъема, повысительные и циркуляционные.

Насосные станции первого подъема (НС-I) предназначены для подачи воды от источника водоснабжения на очистные сооружения или, если очистка не требуется, непосредственно в РЧВ, водонапорную башню, распределительную сеть или другие сооружения в зависимости от схемы водоснабжения. При пожаре НС-I должна обеспечивать восстановление неприкосновенного противопожарного запаса воды в РЧВ.

Насосные станции второго подъема (НС-II) предназначены для подачи воды из РЧВ через водоводы и водопроводную сеть к потребителям. Иногда НС-II подъема блокируют с местными сооружениями или НС-I подъема.

Повысительные насосные станции предназначены для местного повышения напора в водопроводной сети. При этом вода из одной сети под увеличенным напором подается в другую сеть (сеть района, предприятия или отдельного здания).

Циркуляционные насосные станции устраиваются в оборотных системах водоснабжения промышленных предприятий или в сетях городского водоснабжения в районах с вечномерзлыми грунтами.

2.По расположению насосных станций относительно поверхности земли они могут быть: наземные, заглубленные, и шахтного типа (расположены на большой глубине).

3.По виду оборудования различают насосные станции с вертикально и горизонтально расположенными насосами.

4.По характеру управления различают насосные станции: с ручным управлением, с автоматическим управлением; с дистанционным управлением.

5.По надежности действия насосные станций подразделяются на три категории (п. 4.4 СНиП 2.04.02-84*):

I категория – перерыв в работе насосов не допускается;

II категория – допускается перерыв в подаче воды на время, необходимое для включения резервного электроснабжения обслуживающим персоналом. К ним относятся станции противопожарных и объединенных с противо-

5

пожарным водопроводом при наличии на сети емкостей с необходимым противопожарным запасом воды, обеспечивающим требуемый напор;

III категория – допускается перерыв в подаче воды на время ликвидации аварии, но не более одних суток. К ним относятся станции противопожарных и объединенных с противопожарными водопроводов при расходе воды на наружное пожаротушение до 20 л/с в населенных пунктах с количеством жителей до 5000 чел., а также при подаче воды по одному водоводу.

Кроме того, НС-II подъема бывают следующих типов: низкого и высокого давления.

Насосная станция низкого давления (рисунок 1) – станция, на которой устанавливаются насосы одной марки, т.е. в обычно время работают основные (рабочие) хозяйственные насосы, а при пожаре включается дополнительный (пожарный) насос. НС-II низкого давления устанавливается, если

Нпож – Нхоз < 10 м или Нпож ≤ Нхоз. Если Нпож – Нхоз > 10 м, то устанавливается насосная станция высокого давления.

Рисунок 1. Схема насосной станции низкого давления 1 – хозяйственный насос; 2 – дополнительный насос; 3 – резервные на-

сосы

Насосная станция высокого давления (рисунок 2) работает следующим образом: в обычное время работают хозяйственные насосы; при пожаре включается пожарный насос и т.к. напор, создаваемый пожарным насосом больше, чем напор хозяйственных насосов, то обратные клапаны на напорных линиях хозяйственных насосов закрываются и хозяйственные насосы выключаются. При этом пожарный насос должен обеспечить подачу полного расчетного расхода воды.

На насосных станциях высокого давления пожарные и хозяйственные

6

где hвс, hвод, hс, - потери напора соответственно во всасывающих трубопроводах, водоводах, и в сети при пожаре, м; Нсв – свободный напор при пожаре в диктующей точке сети (Нсв = 10 м для сети низкого давления и Нсв = 28 + Т для сети высокого давления; Т – высота здания); Z – разность геометрических отметок между диктующей точкой сети и наименьшим уровнем воды в РЧВ.

Рисунок 2. Схема насосной станции второго подъема высокого давле-

ния:

1 – хозяйственный насос; 2 – резервные насосы хозяйственные; 3 – специальный противопожарный насос; 4 – резервный противопожарный насос

Вывод по вопросу. Таким образом, насосные станции классифицируются по ряду признаков и отличаются по конструктивным особенностям в зависимости от мощности насосных установок.

Вопрос второй. Режимы работы насосных станций до пожара и во

время пожара

Для определения требуемого напора насосов II подъема в момент возникновения пожара следует рассматривать три основных случая:

1.Необходимый напор для пожаротушения больше напора, развивае-

мого хозяйственными насосами (Нпож > Нхоз). В этом случае (рисунок 3) следует устанавливать противопожарные насосы большого напора и подачи, чем хозяйственные. Во время пожара при работе пожарных насосов хозяйственные агрегаты выключают.

7

2

1

Напор, Н, м

Qмакс Qмакс+Qпож

Расход, Q, л × с-1

Рисунок 3 – График совместной работы водопроводной сети и насосной станции:

1 – Q-H характеристика до пожара; 2 – Q-H характеристика во время пожара

2.Требуемый напор для пожаротушения равен напору, развиваемому

хозяйственными насосами (Нпож = Нхоз). Здесь (рисунок 4) устанавливают противопожарные насосы такого же типоразмера, как и хозяйственные, с подачей, равной расходу, требуемому исключительно для тушения пожара.

Qмакс Qмакс+Qпож

Расход, Q, л × с-1

Рисунок 4 – График совместной работы водопроводной сети и насосной станции: 1 – Q-H характеристика до пожара; 2 – Q-H характеристика во время пожара

8

3.Потребный напор для пожаротушения меньше напора в режимной

точке работы насосов до возникновения пожара (Нпож < Нхоз). В данном случае (см. рисунок 5) требуемый суммарный расход при необходимой высоте подъема воды обеспечивается хозяйственными насосами за счет снижения расчетного напора насосов на случай пожаротушения.

Qмакс Qмакс+Qпож

Расход, Q, л × с-1

Вывод по вопросу. На основании вышеизложенного подбор марки насоса для работы системы водоснабжения требуется определить напор при пожаре, т.е. сравнить его с напором необходимым для хозяйственно-питьевых нужд.

Вопрос третий. Требования СНиП к насосным станциям.

п. 7.3. Число резервных насосов определяется по таблице 32 СНиП

2.04.02-84*.

На НС I категории для группы насосов одного назначения должно быть установлено 2 резервных агрегата.

При этом:

число рабочих агрегатов низкого давления включаются противопожарные насосы;

при установке специальных противопожарных насосов следует предусматривать только один резервный насос.

п. 7.1 НС по степени обеспеченности подачи воды подразделяются на 3 категории принимаемыми в соответствии с п. 4.4. Категория надежности электрооборудования по ПУЭ должна соответствовать категории НС. Противопожарные насосы должны соответствовать I категории надежности: электропитание от 2 независимых источников; в случае одного источника и в на-

9

селенных пунктах с числом жителей до 5000 человек допускается установка резервного противопожарного насоса с двигателем внутреннего сгорания.

п. 13.20 В НС должна предусматриваться блокировка, исключающая забор пожарного, а также аварийного объема воды в резервуарах.

п. 13.21 Управление пожарными насосами следует предусматривать дистанционным, при этом одновременно с включением пожарного насоса должна автоматически сниматься блокировка, запрещающая забор пожарного объема воды. При системе пожаротушения высокого давления (НС высокого давления) одновременно с включением пожарных насосов должны выключаться все насосы другого назначения и закрываться задвижки на подающем трубопроводе в ВБ или напорные резервуары.

п. 7.5 Число всасывающих линий на НС I и II категории надежности должно быть не менее 2-х, причем каждая линия должна быть рассчитана на пропуск полного расхода воды. На НС III категории надежности при выключении одной всасывающей линии должна быть обеспечена подача 70% расчетного расхода или допускается одна всасывающая линия, рассчитанная на пропуск полного расчетного расхода воды. На НС-II высокого давления противопожарные насосы должны иметь самостоятельные всасывающие линии.

п. 7.6 Количество напорных линий от насосной станции I и II категории надежности должно быть не менее двух.

Напорная линия каждого насоса должна быть оборудована запорной арматурой и обратным клапаном, установленным между насосом и задвижкой, а всасывающая линия – запорной арматурой. Размещение запорной арматуры на напорных и всасывающих трубопроводах должно обеспечивать возможность замены или ремонта любого из насосов, обратных клапанов, а также основной запорной арматуры с обеспечением непрерывной подачи воды: на пожаротушение – полностью; на хозяйственно-питьевые нужды – 70% расчетного расхода для НС I и II категории надежности; на производственные цели – по аварийному графику.

П. 7.4. Отметку оси насосов следует определять, как правило, из условия установки корпуса насосов под заливом. Если невозможно, то необходимо устройство для заполнения полости насоса.

П. 7.18. Насосные станции размером машинного зала 6×9 м и более должны оборудоваться внутренним противопожарным водопроводом с расходом воды 2,5 л/с.

Кроме того, следует предусматривать:

при установке электродвигателей напряжением до 1000 В и менее: два ручных пенных огнетушителя, а при двигателях внутреннего сгорания до 300 л.с. – четыре огнетушителя;

при установке электродвигателей напряжением свыше 1000 В или двигателя внутреннего сгорания мощностью более 300 л.с. следует предусматривать дополнительно два углекислотных огнетушителя, бочку с водой вместимостью 250 л, два куска войлока, асбестового полотна или кошмы размером 2×2 м.

10