消防水泵并联时参数的探讨

消防水泵并联时参数的探讨

摘要探讨消防系统中消防水泵并联运转对出水量的影响。

关键词双泵并联并联流量并联扬程

在近期的油气站场项目中，配套的消防系统大多数采用双泵并联工作，由于对并联后流量及扬程的确定存在不同的意见，导致相近级别的各个站场在泵的选择不同，采用的压力系统也不同，投资各异。这里就此进行简单探讨。

1工程简介

某工程处于初设阶段，工程包括新建3座20000m3固定顶柴油罐、2座10000m3的内浮顶汽油罐（铝制浮盘）、2座5000m3的内浮顶汽油罐（铝制浮盘）、2座3000m3的内浮顶柴油罐（铝制浮盘）、1座3000m3的内浮顶汽油罐（铝制浮盘）、1座1000m3的内浮顶汽油罐（铝制浮盘）、2座2000m3的内浮顶乙醇罐（铝制浮盘）及装卸车栈台等，总库容为10.4×104m3，属于一级一类油库，主要消防对象为油罐区。根据《石油库设计规范》GB50074-2002规定，同一时间发生火灾次数按一次考虑。最大一次火灾发生时，对着火的20000m3固定顶油罐进行全面积冷却，相邻2座20000m3固定顶罐及按1座10000m3内浮顶罐按其表面积一半进行冷却。消防系统设计参数和计算结果详见下表。

消防系统设计参数及结果表

这里暂就初步确定的消防冷却水系统进行讨论。

1）罐区采用固定式消防冷却水系统，简要流程为：

水源井来水消防水罐消防冷却水泵消防冷却水管网喷淋装置

消火栓流散火灾

2）罐区主要消防冷却水设施的布置：

（1）10000m3内浮顶罐罐高15.84m，20000m3拱顶罐罐高17.82m，采用固定喷淋装置，并保证最不利点喷头压力0.25MPa。每罐有4支上罐立管。

（2）采用3台消防水泵，开2备1，电机驱动，参数为qv=150L/s，h=70m，P=160kW。

（3）4000m3消防水罐2座，储备水量约6000m3。

（4）在罐区四周建环状消防冷却水管网，采用焊接钢管，防火堤内冷却水支干管采用热镀锌钢管，其标准均应符合GB/T3091-2008。管道具体规格、长度见下表：

消防系统管线参数表

2消防水泵并联时能力的核算

根据以上参数，用图解法得出qv=150L/s，h=70m，P=160kW的甲厂水泵曲线图如下：

图中部分代码含义：

Q泵1/2单台水泵曲线

Q’泵1+2两台水泵拟合曲线

QDN100+ DN125 DN100与DN125支管线水头损失拟合曲线

P 水泵功率

在甲厂水泵曲线图中，QDN100+ DN125与Q’泵1+2相交在A点，对应坐标大约为qv=275L/s，h=65m，此流量、扬程即为这两台水泵并联时在上述管道系统中的出水能力，此时单泵流量约为175L/s。

由于不同的厂家制造工艺的不同，水泵性能也不同，例如参数为qv=150L/s，h=65m，P=160kW的乙厂水泵曲线图如下：

在乙厂水泵曲线图中，QDN100+ DN125与Q’泵1+2相交的A点对应坐标大约为qv=295L/s，h=67m，此流量、扬程即为两台额定参数为qv=150L/s，h=65m 的并联水泵在上述管道系统中的出水能力。此时单泵流量约为185L/s，乙厂水泵泵效好于甲厂。

3消防水泵并联时对其他设备的影响

前面能力核算的结果可以看出，此可研中选择的参数为qv=150L/s，h=70m，P=160kW的消防泵在两泵并联运行时，输出的总流量约为275L/s，管道的实际需要压力约为65m，可研选择的水泵效能满足消防要求，但在此状态运行下，在6h的消防时间里，消防的实际出水量为5940m3水。我们可以想到，同样的问题也可能存在于数泵并联运行的泡沫消防系统中，那么总的消防用水量会远大于比设计预计的5770m3，直接造成其他设备、设施的不足，主要表现为：

1）消防水罐的容积变大。

2）对消防水源提供的补水量要求更大。

3）作为一级防控的罐区防火堤高度要增加。

4）火灾后罐区清理时间增长。

以上几点必然造成油库投资增加，管理复杂，再运转困难，影响总体效益。对于这些消防系统造成的影响，根据曲线图形分析，解决方法可能有：

1）选择泵效更好的厂家，对泵额定流量及扬程多做比选。

2）对消防管道优化。在本工程中可以减小消防环管及消防支管管径。

3）增大喷头额定压力。

4）安装流量计调节流量。

以上4点中应该优先考虑前2条，增大喷头额定压力和安装流量计难免增加投资，对已建罐区改造时可以参考使用。

4小结

我们在工程中，对于双泵并联运行时的水量一般采用15%～20%的折减系数，水泵的扬程也习惯于增大10m～15m，但从本文中可以看出，即使图解法存在误差,各厂家水泵效率也不同，折减系数也都未超过10%，经验折减系数有些

偏高，虽然这些以经验折减系数考虑的消防泵系统使站场的安全得到了更可靠的保障，但投资也随着增大，所以，我们在水泵的选择时应更为谨慎，根据水泵参数、运行状态和管道系统布置，经细致计算后确定比较合理的组合，最终的选择结果也可能使我们常用的“临时高压消防系统”降为“临时中压消防系统”，这一改变在保证安全的前提下，对消防系统投资的减少是有一定帮助的。

参考文献

[1]《消防专用水泵选用及安装》GJBT-713中国建筑标准设计研究院

[2]《水泵及水泵站》中国建筑工业出版社