Пожарные насосы высокого давления

 

В настоящее время для более эффективного тушения пожаров всё более широко используются пожарные насосы высокого давления. К пожарным насосам высокого давления относятся насосы, способные подавать воду или водные растворы под напором более 200 метров. Создание повышенных напоров в центробежных пожарных насосах высокого давления достигается, как правило, в поэтапном (ступенчатом) создании напора рабочими колёсами. При этом рабочая жидкость (вода) из напорной полости первой ступени, пройдя направляющий аппарат, подаётся уже под напором во всасывающую полость второй ступени, где рабочим колесом второй ступени происходит создание повышенного напора, и т.д. в зависимости от числа ступеней.

Типичным представителем таких пожарных насосов является насос центробежный пожарный высоконапорный НЦПВ-4/400-РТ (см. рис. 3.32), выпускаемый ЗАО «УСПТК-Пожгидравлика» (г. Миасс, Челябинская область).

Насос центробежный пожарный высоконапорный НЦПВ-4/400 предназначен для подачи воды и водных растворов пенообразователей температурой до 30⁰С, плотностью до 1010 кг/м³ и массовой концентрацией твёрдых частиц до 0,5 % при их максимальном размере 3 мм. Насос устанавливается в закрытых отсеках пожарных автомобилей, в которых во время работы обеспечивается положительная температура воздуха, и обеспечивает подачу воды (водных растворов пенообразователя) от цистерны пожарного автомобиля или гидранта водопроводной сети на один или два высоконапорных ствола-распылителя СРВД-2/300[14].

Пожарный насос НЦПВ-4/400 (см. рис. 3.32) состоит из собственно центробежного насоса 9, напорного коллектора 7, пеносмесителя 6 и манометров 1, 5.

 

 

Собственно насос (см. рис. 3.33) представляет собой центробежный четырёхступенчатый насос со встречно расположенными рабочими колёсами 11 и 14, осевым подводом первой ступени и отводящими устройствами лопаточного типа (направляющими аппаратами) 9, 10, 13, 15.

Центробежный насос состоит из цилиндрического корпуса 8, закрытого с торцов крышками 6, 16, четырёх направляющих аппаратов 9,10, 13, 15 и четырёх рабочих колёс 11, 14, расположенных на валу 4. В корпусе 8 насоса выполнены переводные каналы, соединяющие отводящие каналы направляющего аппарата 13 второй ступени с подводящими каналами третьей ступени, расположенными в крышке 6. В крышке 16 насоса установлена защитная сетка 17.

Рабочие колёса 11, 14 выполнены с полуоткрытыми цилиндрическими лопатками – без переднего покрывающего диска. Колёса 14 отличаются от колёс 11 только направлением лопаток. Зазор между торцами лопаток рабочих колес 11, 14 и дисками 19 или крышкой 16 величиной (0,2…0,3) мм (без учета осевого люфта в подшипнике) обеспечивается подбором регулировочных прокладок 18.

Вал 4 насоса установлен на двух опорах. В качестве одной опоры использован однорядный шарикоподшипник 2, жестко закрепленный в корпусе 1 и ограничивающий осевое перемещение вала 4. В качестве второй опоры вала 4 использован подшипник скольжения 12, состоящий из двух втулок, выполненных из износостойкого материала, обладающего низким коэффициентом трения в воде (графит силицированный).

Концевое уплотнение 7 вала 4 – торцового типа, межступенные уплотнения – щелевого типа. В составе концевого уплотнения 7 входят два уплотнительных кольца (из силицированного графита), каждое в своей обойме, и пружины для обеспечения начального прижатия уплотнительных колец. Для слива утечек воды через концевое уплотнение в крышке 6 имеется отверстие. Контроль уровня масла в корпусе 1 задней опоры вала осуществляется с помощью прозрачной трубки 10 (см. рис. 3.32) и рисок на кронштейне 11.

Переводные каналы направляющего аппарата 10 четвертой ступени (см. рис. 3.33) заканчиваются кольцевой камерой, образованной направляющими аппаратами 10, 13, и соединяющейся с выходным патрубком на корпусе 8 насоса.

К выходному патрубку насоса крепится напорный коллектор 7 (см. рис. 3.32), на котором установлен один напорный шаровой кран 12.

Для слива воды из полостей насоса в нижней части его корпуса установлены два шаровых сливных краника 3 и 4 (см. рис. 3.32). Оба краника объединены тягой, и управляются одной рукояткой.

На напорном коллекторе установлен штуцер 13 (см. рис. 3.32) для соединения насоса с цистерной пожарного автомобиля. Калиброванное отверстие в штуцере диаметром 2,5 мм обеспечивает постоянный обмен воды в насосе за счёт частичного перетока воды из коллектора в цистерну пожарного автомобиля, предотвращая тем самым перегрев насоса при нулевой подаче (при закрытых стволах-распылителях или вентилях).

Для дозированной подачи пенообразователя во всасывающую полость насоса на его корпусе установлен пеносмеситель 6 (см. рис. 3.32), представляющий собой водоструйный эжекторный насос, совмещённый с дозатором. По своему устройству и принципу работы пеносмеситель напоминает ПС-5, устанавливаемый на пожарном насосе ПН-40УВ (НПЦ-40/100).

Пеносмеситель (см. рис. 3.34) состоит из корпуса эжектора (диффузора струйного насоса) 6, сопла 8, пробкового крана включения эжектора (состоящего из корпуса 1, пробки 2 и рукоятки 3), дозатора (состоящего из пробки 7, рукоятки 5, шкалы 4 и стрелки 9).

Подача воды в эжектор осуществляется из напорного коллектора насоса через кран включения эжектора. Сопло эжектора 8 крепится к корпусу пробкового крана 1, а диффузор эжектора 6 вставляется во всасывающую полость (крышку) насоса. Шкала дозатора 4 имеет четыре риски: «0», «3%», «6%» и «12%», соответствующие уровню концентрации водного раствора пенообразователя. При установке стрелки 9 в указанные положения изменяется проходное сечение пробки 7 дозатора и, соответственно, - подача пенообразователя в эжектор.

 

В положении рукоятки «0» дозатор закрыт, подача пенообразователя в эжектор отсутствует.

При работе от пожарного насоса одного ствола-распылителя СРВД-2/300 (подача ствола составляет 2 л/с при напоре перед стволом 300 метров) расчётное количество эжектируемого (подсасываемого) пенообразователя должно составлять при положении пробки дозатора:

· 3% - 0,06 л/с (3,6 л/мин);

· 6% - 0,12 л/с (7,2 л/мин);

· 12% - 0,24 л/с (14,4 л/мин).

Пеносмеситель эжектирует пенообразователь через узел подвода (см. рис. 3.35) по патрубку 1 в трубопровод 5. Узел подвода оборудован обратным клапаном 2 лепесткового типа, предназначенным для предотвращения попадания воды в пенобак в случаях, когда при работе насоса от гидранта водопроводной сети (подача воды в насос осуществляется под напором) закрывают кран эжектора или останавливают насос, не закрыв предварительно кран подачи пенообразователя из пенобака в насос.

К корпусу 3 узла подвода пенообразователя присоединён трубопровод 4 от крана 2 (см. рис. 3.32), предназначенного для промывки пеномагистрали насоса. Вода для промывки поступает к крану с первой ступени насоса.

 

Характеристики пожарного насоса НЦПВ-4/400 представлены на рис.3. 36.

Технические характеристики пожарного насоса НЦПВ-4/400:

подача насоса в номинальном режиме – 0,004 м³/с (4л/с);

напор насоса в номинальном режиме – 400 м.вод.ст.;

потребляемая мощность в номинальном режиме – 35 кВт (48 л/с);

номинальная частота вращения вала насоса – 6400 об/мин;

коэффициент полезного действия насоса – 0,4;

кавитационный (критический) запас насоса – 5 м;

габаритные размеры – 420мм. х 315мм. х 400мм.;

масса (сухая) – 35 кг.;

максимальный размер твёрдых частиц в рабочей жидкости – 3 мм;

максимальный напор воды на входе в насос – 60 м.вод.ст.;

уровень дозирования пенообразователя при работе с одним стволом – распылителем типа СРВД 2/300 – 3, 6, 12%.

 

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ПОЖАРНОГО НАСОСА НЦПВ-4/400

Порядок работы с насосной установкой НЦПВ-4/400

Перед пуском насоса необходимо убедиться, что сливные краники, кран для промывки пеносмесителя, пробковый кран пеносмесителя и напорный кран насоса закрыты, а стрелка (указатель) положения дозатора установлена в положение «0».

· Соответствующими органами управления коммуникаций пожарной автоцистерны подать воду в насос (при подаче воды от гидранта водопроводной сети присоединить к насосу напорно-всасывающий рукав).

· Развернуть напорную линию со стволом распылителем высокого давления.

· После заполнения насоса водой включить привод насоса.

· Открыть напорный кран и, регулируя частоту вращения приводного двигателя насоса, установить необходимый напор на выходе из насоса: от 300 м. вод. ст. (3,0 МПа) до 450 м. вод. ст. (4,5 МПа).

· В случае подачи от насоса воздушно-механической пены необходимо после установления необходимого напора на насосе (3 – 4,5 МПа) открыть пробковый кран пеносмесителя (перевести рукоятку крана эжектора в положение «ОТКР.») и подать пенообразователь из пенобака в насос. После чего установить дозатор пеносмесителя в положение, соответствующее требуемой концентрации водного раствора пенообразователя (3, 6 или 12%) на один ствол-распылитель, в зависимости от типа применяемого пенообразователя.

Во время работы насоса следует:

· контролировать рабочий режим по показаниям манометров и тахометра, так, чтобы значения частоты вращения вала насоса не превышали - 6400 об/мин, а напора развиваемого насосом - 4 МПа;

· следить за указателями уровня воды в цистерне (при подаче воды от ёмкости цистерны), уровня пенообразователя в пенобаке (при подаче воздушно-механической пены), показаниями манометра на входе в насос (при подаче воды от гидранта водопроводной сети). В случае полного расхода воды из цистерны, пенообразователя в пенобаке или падении давления на входе в насос до нуля (давление на напорном коллекторе насоса при этом падает до нуля) следует немедленно остановить насос [15];

· при необходимости временного прекращения подачи воды - работать на малых оборотах, а в зимнее время во избежание замерзания коммуникаций насоса обеспечить обмен воды в насосе и рукавных линиях, оставляя частично открытыми перекрывные устройства стволов-распылителей.

При завершении работы с насосом следует:

· по окончании подачи воздушно-механической пены соответствующими органами управления перекрыть подачу пенообразователя в насос и произвести промывку насоса, напорного рукава и ствола-распылителя следующим образом. Регулируя частоту вращения приводного двигателя, установить давление на выходе насоса в пределах от 1 до 3 МПа. Открыть кран для промывки пеносмесителя и поработать насосом (подавая воду стволом-распылителем) в течение 3…5 мин., поворачивая при этом рукоятку дозатора (3…5 раз) на полный оборот. Промывку следует выполнять от постороннего водоисточника (гидранта водопроводной сети), т.к. в цистерне может присутствовать достаточно большое количество пенообразователя, попавшего туда через перепускной трубопровод. Завершив промывку закрыть кран для промывки пеносмесителя и установить дозатор в положение «0»;

· по окончанию подачи воды уменьшить обороты приводного двигателя и выключить привод насоса;

· перекрыть подачу воды в насос;

· открыть сливные краники насоса и полностью слить воду из его полостей (рукоятка крана эжектора в положении «ОТКР.»). В зимнее время после полного слива воды не закрывая вентили и сливные краники, запустить насос «всухую» и поработать им на пониженных оборотах (2000 об/мин) не более 8 сек. Такой режим работы приводит к быстрому износу рабочих частей и термическому повреждению торцевого уплотнения, поэтому допустим только на короткий срок при работе в условиях пониженной температуры окружающего воздуха;

· продуть насос и рукавные линии со стволами-распылителями сжатым воздухом. При этом проверить отсутствие перемерзания и засорения перепускной магистрали насоса;

· закрыть сливные краники насоса и рукоятку пробкового крана пеносмесителя;

· собрать всасывающую (при подаче воды от гидранта водопроводной сети) и напорные линии.

Для обеспечения постоянной технической готовности насоса предусматриваются следующие виды его технического обслуживания: ежедневное техническое обслуживание (ЕТО) и первое техническое обслуживание (ТО-1). Сроки проведения технического обслуживания насоса соответствуют срокам проведения технического обслуживания пожарного автомобиля.

Перечень работ для указанных видов технического обслуживания приведён в табл. 3.7.

Таблица 3.7

Технические обслуживания пожарного насоса НЦПВ-4/400

Содержание работ	Технические требования (методика проведения)
1. Ежедневное техническое обслуживание
1.1 Внешний осмотр насоса.	Проверить насос на предмет внешних повреждений, наличия потёков масла, чистоты наружных поверхностей, креплений насоса, его коммуникаций и входного редуктора; проверить и при необходимости восстановить проходное сечение дренажного отверстия в задней крышке 6 насоса (см. рис. 3.33); проверить исправность контрольно-измерительных приборов; проверить состояние грязезащитных экранов и кожухов.
1.2 Проверка работоспособности кранов насоса.	Открыть полностью и вновь закрыть все краны. Поворот рукояток кранов должен быть плавным, без заеданий.
1.3 Проверка уровня масла в корпусе задней опоры вала насоса.	Уровень масла должен быть между двумя рисками маслоуказателя.
2. Первое техническое обслуживание (ТО-1)
2.1 Работы ежедневного технического обслуживания	см. выше
2.2 Замена масла в корпусе задней шарикоподшипниковой опоры вала насоса.	Слить отработанное масло через маслоуказательную трубку 10 (см. рис. 3.32), для чего отвернуть гайку, фиксирующую трубку в кронштейне 11, вынуть трубку из кронштейна и опустить свободный конец трубки в заранее подготовленную ёмкость. Установить трубку на место и залить свежее масло до уровня верхней риски маслоуказателя. Допускается использовать любое моторное масло, применяемое для пожарного автомобиля.
2.3 Проверка уровня дозирования пенообразователя и очистка пеномагистрали насоса (при необходимости).	Проверка уровня дозирования пенообразователя производится путём измерения расхода подсасываемого пенообразователя, при помощи мерного бака и секундомера (см. главу 7.3).

 

Наиболее вероятные неисправности пожарного насоса НЦПВ-4/400 и методы их устранения изложены в табл. 3.8.

Таблица 3.8

Характерные неисправности пожарного насоса НЦПВ-4/400

и методы их устранения

 

Наименование неисправности, и её внешнее проявление	Вероятная причина	Метод устранения
При работе насоса снизилась подача.	Засорена защитная сетка на входе в насос.	Очистить защитную сетку.
При работе насоса наблюдаются стуки и вибрация.	В полость насоса попали посторонние предметы.	Разобрать насос и удалить посторонние предметы.
Износ опоры скольжения вала.	Ремонт насоса.

 

 

 

Вал насоса не прокручивается.	В зимний период – замерзание воды в корпусе насоса.	Прогреть насос теплым воздухом или горячей водой.
В летний период – попадание в полость насоса посторонних предметов.	Разобрать насос и удалить посторонние предметы.
Заклинивание вала.	Ремонт насоса.
Из дренажного отверстия насоса струйкой течет вода.	Нарушение герметичности концевого уплотнения вала.	Разобрать насос и заменить изношенные резиновые или графитовые детали в соответствующих узлах торцевого уплотнения.
Не поворачивается рукоятка дозатора.	Появление на поверхностях трения кристаллических отложений и продуктов коррозии из-за плохой промывки.	Разобрать дозатор, очистить сопрягаемые поверхности.
При работе насоса его корпус сильно нагревается.	Засорена перепускная магистраль насоса (перепускной трубопровод или калиброванное отверстие в штуцере, соединяющем напорный коллектор насоса с перепускным трубопроводом).	Очистить перепускной трубопровод и штуцер.
Снижение подачи при неизменном давлении в напорном коллекторе.	Неисправность в напорной линии ствола высокого давления.	Устранить неисправность напорной линии.
Повышенный расход масла в корпусе задней опоры вала.	Износ резиновой манжеты.	Заменить манжету.