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消防泵機械設計啟泵裝置的探討論文
目前,我國消防泵的制定要求還沒有相關的規范標準,設計人員在設計期間只是根據系統要求的流量、制造廠的樣本進行選擇的。但消防泵的該種設計并不能在消防中得到較好應用。而且,消防泵制造廠也沒有對根據它的特殊要求進行研究,導致市場中的消防泵在技術領域缺乏相關依據。
1離心泵的裝置及工作原理
(1)為了使離心泵能正常工作,離心泵必須配備一定的管路和管件,這種配備有一定管路系統的離心泵稱為離心泵裝置。主要有底閥、吸入管路、出口閥、出口管線等。
(2)離心泵的結構:①離心泵的品種很多,各種類型泵的結構雖然不同,但主要零部件基本相同;②主要零部件有泵殼、泵蓋、泵體、葉輪、密封環、泵軸、機封或填料函、聯軸器、軸承等。
2消防泵的結構要求
(1)消防泵的性能要求。消防泵在使用期間,由于產生的及時性,就會利用大量水。但隨著水量的不斷增加,操作人員就不可能按照嚴格要求來實施,從而大開閥門。為了保證良好的滅火效果,在這期間就要保證水壓不能降低。而且,在用水量減少期間,也不能將壓力調太高,必須利用壓管以及管道附件來實施。特別是用水量的不固定現象,所以消防泵的設計不僅要滿足大流量穩定性,還要保證小流量的穩定運行。
(2)消防泵的緊急要求。火災發生期間,消防泵的使用就會產生及時性[1]。所以消防泵的設計要求還要具有一定適應性。一方面,消防泵在遇到火情期間,保證能夠及時啟動。另一方面,當消防泵用水量產生遞增、遞減等情況時,還要對消防泵進行調整,從而使它在使用期間滿足一定要求。
(3)消防泵的可靠要求。消防泵的設計要求就要滿足較大可靠性。消防泵在一般情況下是不運行的,所以運行的數量比較少,產生的可靠性就無法驗證。消防泵的可靠性表現在多種情況下,如:泵本身的控制系統、管路系統等。根據泵的本身情況進行分析,影響可靠性變化為。第一,泵的部件選擇是否實現足夠強度,因為消防泵的進出口閥門是開啟狀態的,主要因為該系統的利用頻率比較短。所以泵閥門在啟動期間呈現大開狀態,就會導致各個部件存在較大扭矩。第二,泵本身結構的合理性,由于消防泵流量比較大,產生的揚程、推力也比較大,所以要保護軸承,就要實現結構平衡性。第三,材料的選擇要考慮特殊物質。第四,驅動機的選擇要根據消防泵的工作范圍,選擇具有足夠富裕度的驅動機[2]。第五,驅動機的控制系統也要保證可靠性,特別是消防泵的緊急情況下,能夠實現控制系統的準確運行。
3改進消防泵的相關技術
(1)性能曲線設計
根據消防泵的性能要求,如果性能曲線設計要平坦,出口安裝角的設計就要比較大。而且,為了避免在曲線設計期間出現駝峰曲線,安裝的葉片出口角就要比較小。由于葉片數與揚程之間具有較大影響,所以在設計期間就要對葉片進行調整,并對已經增大的角口進行補償。要防止駝峰現象,就要減少葉片的安裝數量。根據泵在運行期間產生的功率變化,如果葉片出口安裝角比較大,功率就要變大,如果減少葉片數,功率就會產生較大消耗。但由于消防泵的運行并不是長期的,產生的消耗問題不能損失較大的經濟效益,所以機械設計人員在設計期間,要對泵運行的可靠性進行考慮。
(2)適應性設計:
①發生火情期間。發生火情期間,能夠使消防泵自動啟動[3]。主要在控制系統期間,當該泵接到相關信號,就能及時將驅動電機、發動機以及發電機組等裝置啟動。而且,消防泵在發生火情期間,由于消防泵自身具有良好吸入性,在入口處產生的危害較小,所以泵在運行期間能夠有效避免氣蝕現象的出現。消防泵在啟動期間都很及時,所以在灌泵期間存在較大制約性,所以在消防泵入口就要有一定的倒灌高度。這樣不僅能夠保證泵在入口處由于正壓出現汽蝕現象,還能使消防泵在快速啟動期間保證良好安全性;②變頻調速裝置。消防泵在機械設計期間,還要與變頻調速裝置進行結合。當該裝置在用水量中不斷升高并超出合理的工作范圍,在能夠確定水量合理要求情況下,還要保證壓力的合理性,但這種現象的存在,只依靠消防泵的自身特征是不能完成的。所以在系統中應安裝變頻調速裝置,并能夠在短時間內提高電力轉速。
(3)可靠性設計:
①部件設計。消防泵在設計期間要具有足夠的強度以及足夠的剛度,這樣才能使它適應大啟動扭矩,如果在操作期間超出標準范圍,也能夠體現較大適應性。所以部件的實際要求應遵循幾種形式。如:泵軸應為整體設計,特別要設計具有充足剛性的、加粗的泵軸。對于葉輪的葉片設計,設計的基礎形式應適量加厚。對于泵徑向以及推力的軸承設計,應選擇軸承質量比較高、負荷性進行設計;②泵結構設計。消防泵的結構設計要保證合理性,由于泵在運行期間,它能夠實現較大軸向推力,所以要對結構進行合理設計才能實現平衡性。如:對于大流量消防泵設計,應實現雙吸式。如果由于相關因素要選擇單吸式,特別是大流量懸臂葉輪的選擇,也要實現平衡性設計要求,從而保證消防泵在使用期間造成軸承較大推力,影響消防泵無法正常工作;③部件材料。消防泵的設計在材料選擇上要具有良好耐腐蝕性。特別在海水中使用的消防泵,對泵體葉輪接觸海水部位的相關材料要選擇耐海水腐蝕、具有足夠腐蝕裕度的材料。主要是由于海水中的藻類以及貝殼類植物繁殖比較快,如果不對這些物體進行處理,繁殖的生物體就會將泵口堵住[5]。如果相關的貝殼物體進入葉輪中,就會影響葉片質量。所以消防泵在海水中的泵設計不僅要選擇抗腐蝕的材料,還要對海水消防泵池定期進行化學處理;④驅動機。在選擇驅動機期間,要根據電機的驅動系數來選擇,由于電力在使用期間的系數不能超過1.16,在任何情況下,都應根據大流量啟動功率、運行期間的功率、富裕度以及泵運行性能的相關曲線來確定。電動機的選擇還要根據電源的穩定性、可靠性進行選擇,特別是選擇獨立電源,應放在防火建筑以及發電機組中進行使用。消防泵電機的選擇還應對斷路器以及轉過電流進行保護。由于消防泵安裝在水池或水中,電機組容易受潮,所以電機選擇一定要安裝空間加熱器,從而避免出現短路現象。
4消防泵機械應急起泵裝置
機械應急起泵裝置具有一定的特殊性,其起泵功能能夠應用于不同的起泵方式中。例如,可以應用于全壓啟動、降壓啟動中。而在一般的消防泵控制柜中,都安置有消防泵啟動操作手柄,當應急啟動之后,系統就會拉動手柄,在拉動的動作,能夠與泵內的機械閉合回路進行接觸,導致接觸器回路閉合。然后水泵電機直接處于全壓啟動狀態中。在降壓消防泵應急啟動環節中,主要分為三種啟動模式。第一,直接應急啟動模式。直接的應急啟動模式是這些應急啟動中最為簡單的一種啟動方式。在消防泵的控制中,當有緊急情況出現時,只需要通過機械應急手柄閉合主接觸器,就能夠實現應急起泵。第二,在星三角啟動控制中,需要機械應急手柄將兩個運行中的接觸器閉合,然后就能夠實現應急起泵。第三,在軟啟動控制器中,通過機械應急手柄的操作,將旁路中的接觸器進行閉合,實現應急起泵。在以上所有的降壓啟動控制器中,需要應急起泵的操作時,都需要在應急手柄將控制器閉合后,能夠使得消防泵電機進入到運行狀態。
5結論
消防泵的結構要求決定了裝置的設計流程,為了對消防泵機械應急裝置進行設計,機械人員就要根據相關的制定標準,根據消防泵的結構要求以及相關技術,制定我國高技術水平的消防泵,從而實現消防泵在各個行業的工作需要。
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