Принцип работы насосной станции пожаротушения

В данной статье мы разберем, что такое насосные станции водяного пожаротушения, сферы их применения и особенности функционирования станций в автоматическом режиме. Рассмотрим также другие типы и виды станций пожаротушения, чтобы помочь выбрать оптимальное решение для конкретных условий и требований объекта.

Насосные станции пожаротушения (НСП) — это сердце автоматической системы противопожарной защиты. Они должны обеспечивать бесперебойную подачу огнетушащего вещества (воды или пены) под требуемым давлением к оросителям или пожарным кранам в момент возникновения пожара

Насосные станции пожаротушения являются ключевым элементом систем противопожарной защиты на объектах различного назначения. Они обеспечивают эффективную работу водяного пожаротушения и подачу воды под необходимым давлением и расходом, что позволяет оперативно реагировать на очаги возгорания и снижать риск распространения пламени

В состав насосной станции входят насосы, резервуары, клапаны, гидравлические и электрические узлы, которые работают в связке с системами оповещения и автоматического тушения. Жидкость в рамках станции подается в магистрали через соответствующие задвижки и распределительные узлы, обеспечивая равномерное наполнение в зонах защиты и предотвращая потерю давления.

Мы подготовили статью по подготовке и эксплуатации насосных станций пожаротушения, подчеркивая, важную роль данного оборудования для промышленных предприятий

Объекты, оснащенные насосными станциями, должны иметь резервирование и автоматизацию управления для мгновенного перехода к режиму подачи воды при возникновении опасности. Следует уделять внимание герметичности трубопроводов, надежности гидравлической схемы и устойчивости к динамическим нагрузкам, чтобы обеспечить бесперебойную подачу воды в критические зоны

Насосные станции пожаротушения представляют собой интегрированное решение, объединяющее инженерную надежность, оперативность реагирования и простоту обслуживания. Они должны обеспечивать высокий уровень защиты объектов и их occupants, минимизируя последствия возгорания и сохраняя человеческие жизни и материальные ценности

Автоматизация насосных станций пожаротушения необходима для обеспечения оперативности, точности и надежности подачи воды в экстремальных условиях пожара. Чаще всего именно такие автоматизированные станции применяются на промышленных предприятиях, где требования к быстродействию, гарантированному разветвлению и интеграции с общей системой безопасности особенно высоки

Автоматизация пожаротушения заключается в мониторинге параметров (давления, расхода, уровня воды, температур), управлении приводами и приводными узлами, запуске насосов по сигналам от пожарной сигнализации и систем управления тушением, а также в обеспечении резервирования и безопасной остановки оборудования

• Автоматический запуск: насосное оборудование может включаться без участия человека в ответ на сигнал от систем пожарной сигнализации, датчиков давления или температурных датчиков. Это обеспечивает мгновенную подачу воды или огнетушащего состава к месту пожара
• Комбинированный режим запуска: чаще встречается вариант с автоматическим запуском в сочетании с дублированным ручным. В таком режиме насосная станция пожаротушения запускается автоматически, но в резерве может быть предусмотрен ручной запуск оператором по месту или дистанционно
• Дистанционный запуск: предусматривает возможность запуска насосной станции пожаротушения через пульт управления, удаленный сигнал или контрольную сеть. Это обеспечивает гибкость и возможность реагирования на инцидент без непосредственного присутствия на установке
• Резервирование: в составах некоторых насосных станций пожаротушения предусмотрено дублирование двигателей, частотных преобразователей и контуров управления для обеспечения работоспособности в случае отказа одного из элементов
• Управление и защита: насосные станции пожаротушения оснащаются автоматическими системами контроля давления, расхода, температуры и уровня воды, защитой от перегрузок, перегрева, а также сигнализацией об аварийных состояниях

Спринклерная автоматическая насосная станция пожаротушения 

В этой системе ороситель, или спринклер, встроен в водопроводную сеть, заполненную водой или раствором низкой концентрации пены. Пена и вода выступают в роли огнетушащего агента в помещениях с температурами выше 5 °С. Возможна также модификация, при которой система заполнена воздухом. Под давлением находятся сами огнетушащие среды: пена, вода и воздух

Существуют варианты с комбинированной, водно-воздушной конфигурацией АУПТ. При таком решении подающий трубопровод всегда наполнен водой, а распределительный и питающий участки — в зависимости от сезона и температуры — либо водой, либо воздухом

Каждый ороситель оборудован колбой (тепловым замком), которая рассчитана на разгерметизацию при достигаемой температуре — от 57 до 343 °С в зависимости от требований конкретной установки АУПТ. Время, за которое колба срабатывает, варьирует от 2 до 10 минут

Особенности спринклерной системы пожаротушения 

После разгерметизации оросителя падает давление в магистрали, открывается клапан в узле управления, и вода подается к детектору, который фиксирует срабатывание и выдает команду на пуск насоса. Спринклерные АУПТ предназначены для локального обнаружения и локального тушения очага пожара и работают в сочетании с противопожарной сигнализацией, системами оповещения, защитой от дыма, управлением эвакуацией и информированием о месте возгорания

Дренчерная автоматическая насосная станция пожаротушения 

Чаще всего применяется для объектов с повышенной степенью пожарной опасности. Эффективность тушения достигается при одновременном орошении всей охраняемой площади

Особенность данной схемы —Presence дренчеров, то есть специальных оросительных головок. Включение дренчерного оборудования может происходить вручную или автоматически после срабатывания сигнализации

Особенности дренчерной системы состоит из последовательных этапов:

1) обнаружение очага возгорания датчиками пожарной сигнализации
2) передача сигнала на пульт управления
3) обработка сигнала и сверка с установленным порогом температуры
4) включение насосной станции, открытие клапана с вытесняющим газом и запорного клапана для доступа к трубопроводу
5) подача огнетушащего состава в трубопровод, после чего вода с огнетушащим концентратом поступает к дренчерам и распыляется над очагом

Водяные насосные станции пожаротушения  тонкораспылённой водой, создают в объёме защищаемого помещения взвесь капель не больше 150 мкм, подавляющую процесс горения и быстро снижающую температуру

Пенные насосные станции пожаротушения используются для ликвидации пожаров в местах хранения и использования горючих жидкостей, например, в насосных и расходных складах, цехах и производственных участках, логистических комплексах и автостоянках

Порошковые насосные станции пожаротушения подходят для защиты производственных цехов, складов и помещений с оборудованием, подверженным риску возгорания

Газовые модули содержат газовые смеси, которые активируются при срабатывании системы пожарной сигнализации

Схема срабатывания модуля зависит от типа огнетушащего вещества

Прежде чем перейти к описанию процесса, ознакомимся с основными элементами, из которых состоит типичная насосная станция.

· Основные пожарные насосы (рабочие)
для пожарных насосных станций (систем пожаротушения) используют различные типы насосов: центробежные, поршневые, винтовые и дизельные. Выбор зависит от специфики работы, размеров объекта и требований местных норм и правил пожарной безопасности. Основной и резервный насосы — от 2 до 6 агрегатов. Всегда устанавливаются в паре: один основной и один резервный. От количества задействованных насосов напрямую зависит производительность работы станции.

· Резервный пожарный насос
агрегат, который автоматически включается при аварийном отключении или несрабатывании основного рабочего насоса. Он обеспечивает подачу воды в систему пожаротушения, если основной насос не выходит на заданный режим в течение определённого времени

· Жокей-насос (подпиточный насос, «домкрат»)
небольшой насос, предназначенный для компенсации незначительных утечек и поддержания стабильного давления в трубопроводной сети в дежурном режиме. Это предотвращает частые пуски мощных основных насосов

· Шкаф управления
для управления пожарными насосными станциями (системами пожаротушения) используют шкафы управления пожарными насосами. Они предназначены для автоматизации работы электродвигателей пожарных насосов (основной, резервный, жокей-насос, в зависимости от модификации) и исполнительных устройств систем противопожарной защиты

· Запорно-регулирующая арматура
управляет потоками огнетушащего вещества (воды или пены). Её задача — бесперебойная подача огнетушащего вещества под требуемым давлением к оросителям или пожарным кранам в момент возникновения пожара. Запорная арматура пожарных насосных станций включает задвижки, обратные клапаны, затворы, которые управляют потоками воды

· Гидропневмобак (мембранный бак)
они поддерживают давление в системе и компенсируют гидравлические удары, что важно для бесперебойной подачи огнетушащего вещества (воды или пены) к оросителям или пожарным кранам в момент возникновения пожара.

· Гидропневмобак (мембранный бак)

для пожарной насосной станции (системы наружного противопожарного водоснабжения) используют пожарные резервуары и ёмкости — конструкции, которые хранят запас воды для тушения пожара. Они могут быть частью общей инженерной системы водоснабжения защищаемого объекта (соединены трубопроводами с насосными станциями) или служить основным или дополнительным источником для забора воды в случае возникновения пожара

· Всасывающие и напорные коллекторы
трубопроводы, которые объединяют насосы для забора воды и подачи ее в сеть. Диаметр коллекторов во многом зависит от производительности оборудования

· Контрольно-измерительные приборы (КИП)
манометры, датчики давления и потока, предоставляющие информацию о состоянии системы

По способу размещения и комплектности пожаротушения насосные станции предлагаются в следующих вариантах изготовления: на раме внутри капитального здания, в блок-боксе или контейнере, на колесной раме или с возможностью установки на понтонах и салазках, а также как единое интегрированное решение

Обвязка внутри объектов капитального строительства

При необходимости насосные станции пожаротушения могут быть интегрированы в существующие проектные решения и инженерные комплексы. В таком случае поставка осуществляется в виде отдельных готовых узлов, а монтаж, шеф-монтаж и пуско-наладочные работы выполняются на месте. Этот режим размещения может потребовать нескольких месяцев работ на объекте

Насосная станция на единой рамной конструкции с шкафом управления

Имеет компактные габариты и комплектуется необходимыми контрольно-измерительными приборами и шкафом управления. Это полностью готовая к эксплуатации система, которая требует лишь подключения к инженерным сетям непосредственно на объекте

Насосная станция в блок-контейнере

Модульное решение заводского уровня готовности — это полностью комплектное оборудование, поставляемое на объект в виде единого сооружения (блок-бокса). Такой формат подходит, когда резервуары для хранения воды не требуются и вода подается напрямую из магистрального трубопровода. Монтаж на площадке заказчика занимает от 3 до 10 дней

Единый комплекс с резервуарами для воды, насосными станциями, питающими и распределительными трубопроводами, а также системой автоматизации

Это наиболее эффективный по времени способ оснащения объекта пожаротушения насосной станцией. Комплексный подход позволяет существенно сократить сроки ввода в эксплуатацию и общие затраты, сохранив высокий уровень качества и надежности системы

В обычном, «дежурном» режиме, пожара нет, но система находится в полной готовности

1. Поддержание давления. Жокей-насос постоянно отслеживает давление в трубопроводах. Как только давление падает ниже установленного порога (например, из-за минимальных утечек или изменений температуры), «домкрат» автоматически включается и поднимает давление до нормы, после чего отключается
2. Контроль исправности. Щит управления проводит периодический самоконтроль и мониторинг состояния всех насосов и датчиков. Основные и резервные насосы находятся в режиме ожидания

Это ключевой сценарий, ради которого и создается станция

Шаг 1
Обнаружение пожара и инициирование запуска
Пожарная сигнализация или спринклерная система обнаруживают возгорание

· Спринклерная система: В оросителе разрушается тепловой замок (плавкая колба), вода начинает вытекать, что вызывает резкое падение давления в сети
· Система с дренчерными оросителями: Сигнал на запуск поступает от контрольно-пускового узла, который активируется системой пожарной сигнализации или вручную

Шаг 2
Формирование команды на запуск
Щит управления фиксирует критическое падение давления(для спринклерной системы) или получает прямой электрический сигнал от пожарной сигнализации или ручного извещателя

Шаг 3
Пуск основных насосов
Щит управления подает напряжение на пускатели основных пожарных насосов, которые запускаются (обычно с небольшой задержкой друг относительно друга для снижения пусковых токов). Они начинают подавать воду в сеть пожаротушения под высоким давлением

Шаг 4
Подача огнетушащего вещества
Вода от насосов через напорные коллекторы поступает в магистральные трубопроводы и далее к сработавшим оросителям,которые локализуют или тушат пожар

Шаг 5
Обеспечение резервирования (при отказе основного насоса)
Если один из основных насосов не запустился в течение заданного времени(10-15 секунд) или вышел из строя во время работы, щит управления автоматически запускает резервный пожарный насос

Шаг 6
Остановка системы
Остановка насосов производится вручную оператором после подтверждения ликвидации пожара и проведения необходимых проверок. Автоматическая остановка не предусмотрена для исключения преждевременного отключения воды

В статье мы рассмотрели принцип работы насосной станции пожаротушения. НСП являются оборудованием, которое объединяет в себе надежность, быстроту реагирования и точности параметров. Они должны обеспечить устойчивый подачу воды под необходимым давлением в сеть пожаротушения при срабатывании извещателей и сигнальных приборов, минимизировать время розжига и предотвратить повреждения объектов вследствие возгорания.

• корректная подборная мощность и характеристик насосов, учитывающих режимы пика нагрузки и резервирования
• автоматизация управления, позволяющая мгновенно переводить систему в режим подачи воды и поддерживать заданное давление
• обеспечение герметичности и надежности гидравлической схемы, чтобы исключить потери давления и задержки
• регулярное техническое обслуживание, контроль гидравлических узлов, аккумуляторов и средств сигнализации
• соответствие нормативным требованиям и рекомендациям по проектированию и эксплуатации объектов