МеталИнфо

В современном мире, где масштабы промышленных объектов, высотных зданий и сложных инфраструктурных комплексов постоянно растут, вопрос обеспечения надежной противопожарной защиты становится критически важным. Одним из ключевых элементов любой системы противопожарной безопасности являются насосные станции водяного пожаротушения. Эти сложные технические комплексы обеспечивают подачу огнетушащего вещества под необходимым давлением в автоматическом режиме, позволяя эффективно локализовать и ликвидировать возгорания до прибытия пожарных подразделений.

Мы подробно рассмотрим производство водяных насосных станции, устройство, принципы работы и нормативные требования к насосным станциям водяного пожаротушения, а также современные тенденции в их проектировании и производстве.

Назначение и область применения

Основное назначение

Насосная станция водяного пожаротушения (НСП) представляет собой совокупность насосных агрегатов, гидравлической обвязки, системы управления и вспомогательного оборудования, объединенных в единый технический комплекс. Основное назначение станции - автоматическая подача воды или водных растворов пенообразователя в систему противопожарного водопровода для тушения возгораний.

Объекты применения

НСП используются на самых разнообразных объектах:

• Промышленные предприятия и производственные цеха
• Нефтеперекачивающие станции и резервуарные парки
• Складские комплексы и логистические центры
• Торгово-развлекательные центры
• Высотные здания и жилые комплексы
• Объекты энергетики (ТЭС, ГЭС, подстанции)
• Административные здания и учреждения

Классификация насосных станций пожаротушения

По способу размещения

• Стационарные насосные станции - капитальные сооружения, размещаемые в отдельно стоящих зданиях или встроенных помещениях. Такие станции проектируются для постоянной эксплуатации на конкретном объекте и имеют полный набор необходимого оборудования.
• Блочно-модульные станции (БНС) - современное решение, представляющее собой функционально завершенное изделие полной заводской готовности. Оборудование монтируется внутри блок-бокса из сэндвич-панелей, что обеспечивает защиту от внешних воздействий и позволяет транспортировать станцию к месту монтажа. Такие станции особенно востребованы в регионах со сложными климатическими условиями.
• Мобильные (передвижные) станции - устанавливаются на шасси транспортных средств или на понтоны для временного использования.

По типу привода насосов

С электроприводом - наиболее распространенный тип, где насосные агрегаты приводятся в действие электродвигателями. Требуют надежного электроснабжения.

С дизельным приводом - используются в качестве резервных источников подачи воды на объектах, где существует риск отключения электроэнергии. Дизельные насосы могут работать автономно и автоматически запускаются при падении давления в системе.

По типу системы пожаротушения

Спринклерные системы - предназначены для локализации пожара путем распыления воды непосредственно над очагом возгорания. Оросители (спринклеры) срабатывают индивидуально при достижении определенной температуры. Такие системы минимизируют ущерб от воды, так как орошение происходит только в зоне пожара.

Дренчерные системы - используются для создания водяных завес, предотвращающих распространение огня, а также для тушения пожаров на открытых площадках и в помещениях с высокой пожарной опасностью. В отличие от спринклерных, все оросители в дренчерной системе открываются одновременно по сигналу автоматики.

Устройство и основные компоненты

Сердцем любой насосной станции являются насосные агрегаты. В составе НСП могут использоваться различные типы насосов:

• Центробежные консольные насосы - наиболее распространенный тип для систем пожаротушения. Обеспечивают стабильную подачу воды при высоком давлении.
• Насосы двустороннего входа - применяются для станций с высокой производительностью (до 2000 м³/ч и более).
• Многоступенчатые насосы - используются для создания высокого напора при относительно небольшой производительности.
• Погружные насосы - устанавливаются непосредственно в резервуары с водой или открытые водоемы.

Состав насосной группы

Согласно нормативным требованиям, насосная станция должна включать:

• Рабочие насосы - обеспечивают расчетную подачу воды при пожаре. Количество рабочих насосов определяется проектом.
• Резервные насосы - автоматически включаются при выходе из строя рабочего насоса. В насосных станциях противопожарного водопровода обязательно наличие как минимум одного резервного насосного агрегата независимо от количества рабочих.
• Жокей-насос (автоматический водопитатель) - небольшой насос, поддерживающий постоянное давление в системе в дежурном режиме. Включается при незначительном падении давления (на 5 метров водяного столба) для компенсации утечек и поддержания готовности системы.
• Циркуляционный насос - обеспечивает циркуляцию воды в противопожарном водопроводе для предотвращения застоя и замерзания.

 Гидравлическая обвязка

Система трубопроводов и арматуры обеспечивает надежную работу станции:

• Всасывающий коллектор - объединяет всасывающие линии всех насосов, подключается к источнику водоснабжения (резервуары, водопровод). Количество всасывающих линий должно быть не менее двух.
• Напорный коллектор - объединяет напорные линии насосов для подачи воды в противопожарную сеть. Количество напорных линий для станций I и II категорий - не менее двух.
• Запорно-регулирующая арматура - задвижки с электроприводом, обратные клапаны, заслонки для управления потоками воды.
• Контрольно-измерительные приборы - манометры, датчики давления, расходомеры для мониторинга параметров работы.

Система управления и автоматики

Современные насосные станции оснащаются высоконадежными системами автоматизации, которые обеспечивают:

• Автоматическое включение насосов при падении давления в системе
• Каскадный запуск насосных агрегатов по мере увеличения потребности в воде
• Автоматическое подключение резервного насоса при отказе основного
• Контроль открытого/закрытого положения запорной арматуры
• Защиту двигателей от короткого замыкания, перегрузки и пропадания фаз
• Защиту насосов от «сухого хода»
• Диспетчеризацию параметров работы

Вспомогательное оборудование

Для обеспечения работоспособности станции в любых условиях предусматриваются:

• Система отопления и вентиляции - поддержание температуры в помещении не менее +10°С.
• Топливный бак - для дизельных насосов, устанавливается в отдельном помещении.
• Узлы для подключения пожарных автомобилей - не менее двух трубопроводов диаметром 80 мм с пожарными головками.

Принцип работы

В обычном (дежурном) режиме эксплуатации питающие и распределительные трубопроводы системы автоматического пожаротушения постоянно заполнены водой и находятся под давлением, обеспечивающим постоянную готовность к тушению пожара.

В этом режиме работает жокей-насос («автоматический водопитатель»), который включается при срабатывании сигнализатора давления, когда давление в трубопроводе падает на 5 метров водяного столба. Жокей-насос компенсирует незначительные утечки и поддерживает давление на требуемом уровне.

При возникновении пожара происходит следующая последовательность действий:

1. Срабатывание автоматики - пожарные извещатели (дымовые, тепловые, пламени) регистрируют признаки возгорания и передают сигнал на прибор управления.
2. Открытие запорной арматуры - в дренчерных системах открываются электроприводные задвижки, в спринклерных - срабатывают тепловые замки оросителей.
3. Падение давления - открытие оросителей или клапанов приводит к снижению давления в системе.
4. Запуск жокей-насоса - при падении давления на 5 метров включается жокей-насос, пытаясь компенсировать расход.
5. Запуск рабочего насоса - если падение давления продолжается и достигает 10 метров водяного столба, включается основной рабочий насос, обеспечивающий полный расчетный расход. Одновременно подается сигнал пожарной тревоги.
6. Отключение жокей-насоса - при включении рабочего насоса жокей-насос автоматически отключается.
7. Включение резервного насоса - если электродвигатель рабочего насоса не включается или насос не обеспечивает расчетное давление, через 10 секунд включается резервный насос.
8. Тушение пожара - вода под требуемым давлением подается к очагу возгорания через спринклерные или дренчерные оросители, а также через пожарные краны.

После ликвидации пожара прекращение подачи воды в систему производится вручную: отключаются пожарные насосы и закрываются задвижки перед узлом управления.

Современные насосные станции водяного пожаротушения имеют широкий диапазон технических параметров:

Проектирование, монтаж и эксплуатация насосных станций водяного пожаротушения регулируются рядом нормативных документов:

Основные нормативные документы

• СП 485.1311500.2020 «Установки пожаротушения автоматические»
• СП 10.13130.2020 «Внутренний противопожарный водопровод»
• СП 484.1311500.2020 «Системы пожарной сигнализации и автоматизации систем противопожарной защиты»
• СП 31.13330 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения»
• ГОСТ Р 51052-2002 «Узлы управления установок водяного и пенного пожаротушения»

Категории надежности

Насосные станции противопожарного водопровода по степени обеспеченности подачи воды подразделяются на категории:

I категория - станции, подающие воду непосредственно в сеть противопожарного водопровода. Должны иметь два независимых источника электропитания.

II категория - допускается для:

• населенных пунктов с количеством жителей до 5 тыс. человек
• отдельно стоящих зданий объемом до 1000 м³
• складов грубых кормов объемом до 1000 м³
• зданий категорий В, Г и Д по пожарной опасности при расходе воды на наружное пожаротушение 15 л/с

Требования к размещению

• Насосные станции допускается размещать на первом, цокольном или первом подземном этажах зданий класса Ф5.
• Помещение насосной станции должно быть отделено от других помещений противопожарными преградами с пределом огнестойкости REI 120.
• Степень огнестойкости отдельно стоящих зданий насосных станций - не ниже IV, класс конструктивной пожарной опасности - не ниже C0.
• В помещении насосной станции должна поддерживаться температура не ниже +10°С.

 Требования к оборудованию

• На напорной линии каждого насоса предусматриваются обратный клапан, задвижка и манометр.
• На всасывающей линии - задвижка и манометр.
• При использовании дизельных насосов время выхода на расчетный режим не должно превышать 1 минуты.
• Все материалы и оборудование должны иметь необходимые сертификаты и соответствовать требованиям пожарной безопасности.

 Современные тенденции и инновации

Все больше производителей переходят на выпуск насосных станций в блочно-модульном исполнении. Такие станции представляют собой полностью готовые к эксплуатации изделия, смонтированные в утепленных контейнерах. Преимущества такого решения:

• Сокращение сроков монтажа и пусконаладки
• Высокая заводская готовность (до 95%)
• Возможность транспортировки на любое расстояние
• Унификация оборудования
• Простота масштабирования

Применение частотных преобразователей

Современные системы управления все чаще оснащаются частотными преобразователями, позволяющими плавно регулировать обороты насосов. Это обеспечивает, снижение гидравлических ударов при пуске, экономию электроэнергии, очное поддержание требуемого давления, плавное изменение производительности.

Распределенная логика управления

Новые нормативные требования (СП 484.1311500.2020) предписывают строить системы противопожарной автоматики с распределенной логикой управления. Это означает, что отказ одного прибора не должен влиять на работу всей системы в целом.

 Использование современных материалов

В современных насосных станциях для обвязки все чаще используются трубы из нержавеющей стали, а при работе с агрессивными средами - из ПВХ. Это повышает коррозионную стойкость и срок службы оборудования.

Интеграция с верхними уровнями АСУ ТП

Современные системы автоматизации насосных станций интегрируются в единую автоматизированную систему управления предприятием, что позволяет осуществлять централизованный мониторинг и диспетчеризацию всех параметров работы.

• Два резервуара противопожарного запаса воды объемом 2000 м³ каждый
• Насосная станция пожаротушения, совмещенная с помещением для хранения пенообразователя
• Новые кольцевые сети противопожарного водоснабжения
• Узлы для подключения пожарных автомобилей

Система предназначена для автоматического обнаружения возгораний в резервуарном парке, насосном зале и маслоприямке с последующей подачей огнетушащих средств. Все оборудование - российского производства, имеет необходимые сертификаты.

Для обеспечения надежной работы насосной станции водяного пожаротушения необходимо соблюдать следующие требования:

Регулярные проверки

• Еженедельная проверка давления в системе
• Ежемесячный тестовый пуск насосов
• Проверка работоспособности автоматики
• Контроль уровня топлива (для дизельных насосов)

Техническое обслуживание

• Смазка подшипников насосов и электродвигателей
• Проверка состояния уплотнений
• Калибровка контрольно-измерительных приборов
• Очистка фильтров и сеток

Назначение ответственных лиц

На объектах назначается лицо, ответственное за состояние насосной станции пожаротушения, которое контролирует соблюдение правил эксплуатации и своевременность проведения обслуживания.

Насосные станции водяного пожаротушения представляют собой сложные инженерные комплексы, играющие ключевую роль в системе противопожарной защиты объектов различного назначения. От их надежности и технического совершенства зависит способность системы своевременно и эффективно справиться с возгоранием до прибытия профессиональных пожарных подразделений.

Современные тенденции в развитии НСП направлены на повышение надежности, автоматизации и компактности оборудования. Блочно-модульное исполнение, применение частотных преобразователей, распределенная логика управления и использование современных материалов позволяют создавать станции, способные работать в любых климатических условиях и обеспечивать требуемые параметры подачи огнетушащего вещества.

При проектировании и эксплуатации насосных станций необходимо строго соблюдать требования нормативных документов, которые устанавливают категории надежности, состав оборудования, правила размещения и технические параметры. Только при комплексном подходе, учитывающем особенности объекта, требования нормативов и современные технологические решения, можно создать действительно надежную и эффективную систему противопожарной защиты.

Регулярное техническое обслуживание и своевременная модернизация оборудования позволяют поддерживать насосные станции в состоянии постоянной готовности, обеспечивая защиту жизни людей и сохранность материальных ценностей на долгие годы.