工程用消防泵设计要点分析

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第5期

工程用消防泵设计要点分析

张轶

（中石油华东设计院有限公司， 山东 青岛 266071）

[摘 要] 国内消防系统共有三种，分别为“高压消防给水系统”、“临时高压消防给水系统”和“低压消防给水系统”。只有“临时高压给水系统”须设置工程消防泵，其消防泵在火灾时能自动启动，提供满足灭火设施的压力和流量。本文围绕临时高压消防给水系统中的消防泵阐述了工程消防泵的结构、选型和控制，可供同行参考。[关键词] 消防泵；选型；参数；控制

作者简介：张轶（1989—），男，山东青岛人，工程师，青岛大

学化学工程硕士毕业，现在中石油华东设计院有限公司从事旋转机械的工程设计及研究工作。

1 消防泵概述

2015年消防工程师执业资格证的推出，促使各级政府及企事业单位对消防工作及其消防系统愈发重视和完善。其中消防泵是整个消防系统有效发挥作用的核心设备，在工程中的重要作用不言而喻。本文从消防泵设置、参数、结构、选型及控制方面对其进行设计重点分析。

国内消防给水系统共有三种，分别为“高压消防给水系统”、“临时高压消防给水系统”和“低压消防给水系统”。“高压系统”采用高位消防水箱或自然水源提供消防系统所需要的流量和压力；“低压系统”指仅能满足车载或手抬移动消防水泵所需流量、压力的消防供水系统；只有“临时高压给水系统”必须设置工程消防泵，其消防泵在火灾时能自动启动，提供满足灭火设施压力和流量。本文围绕临时高压给水系统中的消防泵进行说明分析。2 消防泵的设置

消防水泵由离心式水泵、驱动设备和控制系统组成。考虑到离心泵的可靠耐用性、工程项目的经济性，GB50974-2014《消防给水及消火栓系统技术规范》规定，除以下情况外[1]，消防泵均应设置备泵，且同一泵组的消防水泵型号应一致，工作泵不宜超过3台。

（1）对于建筑高度小于54m 的住宅和室外消防给水设计流量不大于25L/S 的建筑；

（2）室内消防给水设计流量不大于10L/S 的建筑。

离心水泵的驱动端应采用电动机或柴油机直连，当消防泵供给室外用水设计流量大于20L/S 的

建筑和建筑高度大于54m 的住宅时，其应按一级负荷要求供电，当不能满足一级负荷要求时应采用柴油机作为备用动力；对于工业建筑，建议备泵采用柴油机驱动的消防水泵。3 消防泵的主要参数

消防泵的主要参数为流量和压力，应能满足消防给水系统所需流量和压力的要求。

消防给水系统的流量应为同时作用的各种灭火系统最大设计流量之和，至少包括室内外消火栓系统、自动喷水灭火系统、泡沫灭火系统、固定冷却水系统等。当两座及以上建筑合用消防给水系统时，应按其中一座设计流量最大者确定。消防给水系统压力主要考虑室内消火栓最不利点的栓口动压。对于高层工业建筑及室内净空超过8m 的民用建筑，其栓口动压应在0.35~0.7MPa 之间，且充实水柱保证13m ；其他场所的最不利点消火栓栓口动压应在0.25~0.7MPa 之间，且充实水柱保证10m 。4 消防泵的结构

目前国内通过3C 质量体系认证的消防泵均为离心泵，根据泵性能曲线覆盖范围以及适应场合可简单划分为立式、卧式、单级、多级。立式消防泵分为单级立式和多级立式泵，主要优点是结构紧凑、体积小、占地面积少。但泵运行过程中的轴向窜动容易引起管路振动，且无法消除；立式泵机封可靠性差，易大量泄漏。

安全密封

石油和化工设备表1 各泵型性能参数范围

定可靠、效率高、使用寿命长、便于维护；缺点

是占地面积大。

各种泵型工作条件及性能参数范围可参考表

1。

流量范围（L/S）压力范围（MPa）

单级立式泵5~2000.3~1.3

多级立式泵5~600.4~2.7

单级卧式泵5~2000.3~1.3

多级卧式泵5~40 1.2~3.3

水平中开卧式泵40~6000.5~1.85

5 消防泵的选型

消防泵除了要满足上述对流量和压力的要

求，还至少要确保以下几点：

（1）所配驱动机的功率应满足泵流量扬程性

能曲线上任意一点运行所需功率的要求。解释：

消防水泵在运行时可能在曲线上任何一点，因此

要求电机功率需要覆盖全部的流量扬程曲线，尤

其是曲线末端的电机功率。

（2）流量为设计流量的150%时，其出口压力

不应低于设计工作压力的65%。解释：考虑到消防

泵在运行时可能因火情较大而超负荷运行，故要

求在1.5倍的设计流量时，工作压力不能过低，从

而保证消防泵的有效性。

（3）流量扬程曲线应为无驼峰、无拐点的

光滑曲线，零流量时的压力不应超过额定设计工

作压力的140%，且宜大于额定设计工作压力的

120%。解释：消防水泵在运行时可能在曲线上

任何一点，因此要保证曲线无驼峰、拐点，这样

可以避免水泵在运行时可能产生的振动及喘振问

题。消防水泵在关死点（零流量）时压力不应超

过额定压力的140%是防止系统在小流量时压力过

高，造成系统管网投资过大或者系统超压太大。

关死点时压力不宜小于额定压力的120%是因为

消防给水系统控制和防超压都是通过压力来实现

的，如果消防水泵的性能曲线没有一定坡度，很

难实现压力和水力控制。

（4）泵壳为球墨铸铁。对于冬季结冰的北方

（5）叶轮为青铜或不锈钢，以避免叶轮长期

浸泡在水中而腐蚀。

6 消防泵的控制

消防泵的启停直接关系到火情的控制及人员

财产的安全，故消防泵的控制要求十分严格，通

常这些控制由供应商配套提供控制柜单独控制或

将控制回路集成到DCS系统中集中控制。但不论

采用何种控制方式，至少需满足以下要求：

（1）泵应能通过泵出水干管上的低压压力

开关、高位水箱出水管上的流量开关或报警阀压

力开关直接连锁启泵，且不受消防联动控制器制

约。

（2）筑内设置火灾自动报警系统时，消防泵

应可以通过消防联动控制柜设定的“与”逻辑系

统联动启泵。

（3）泵可以通过控制柜的启停按钮直接手动

启泵。

（4）泵不允许设置自动停泵功能，停泵应由

具有管理权限的工作人员根据火灾扑救情况手动

停泵。

（5）泵应确保从接到启泵信号到泵正常运转

的自动启动时间不应大于2min。

（6）泵控制柜应设置机械应急启泵，并保证

消防泵能在机械应急启动时5min内正常工作。

7 总结

消防泵虽然是工程项目中的非长周期设备，

投资低，关注度不高，但它确是真实的救火队

员，是工程项目中的“保命”设备。只有在项目

的E、P、C过程中对消防泵多加关注、打牢质量，

才能为整个工程项目提供坚实的安全基础，保护

财产和生命的安全。

◆参考文献

[1] GB50974-2014，消防给水及消火栓系统技术规范[S].

收稿日期：2019-01-16；修回日期：2019-03-22