計算消防氣壓罐穩壓以及如何讓消防泵達到天衣無縫
點擊：1658 日期：2019-11-01
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氣壓罐的設計計算
氣壓罐增壓系統的設計計算內容主要有兩個部分，即氣壓罐總容積的計算和每個壓力控制點壓力值的計算。總容積的計算確定所選壓力罐的大小，壓力的計算確定穩壓泵的啟、停范圍以及開啟消防泵的壓力值。
氣壓罐的總容積V
氣壓罐的總容積一般按公式V= VX （1- b）計算。
式中：V為氣壓罐的總容積m3；VX為消防水總容積等于消防貯水容積、緩沖水容積和穩壓水容積之和； 為氣壓罐的容積系數，臥式、立式、隔膜式氣壓罐的容積系數分別為1.25，1.10和1.05； b為氣壓罐最低工作壓力和最高工作壓力之比（以絕對壓力計），一般宜采用0.65～0.85。
消防貯水總容積（VX）：設置氣壓罐的目的是為了保證火災發生初期高泉消防泵沒有啟動之前消火栓和噴頭所需的水壓，這段時間約為30s。對于消火栓給水系統，按同時使用2支水槍（每支水槍流量5 L/s）計，消防貯水容積為2*5*30=300L；對于自動噴水滅火系統，按5個噴頭同時開啟，每個噴頭以1 L/s計，消防貯水容積為5*1*30=150L。當2個系統共用氣壓罐時，消防貯水總容積為300+150=450L。
緩沖水容積V1一般不小于20L，穩壓水容積V2一般不小于50L。
壓力控制點壓力值的計算
氣壓罐設4個壓力控制點，如圖2所示。其中：P1為氣壓罐最低工作壓力點或高泉氣壓罐充氣壓力，即消防貯水容積的下限水位壓力，等于最不利點消火栓所需的水壓Hmin，其計算方法同增壓泵；P2為最高工作壓力，即啟動消防泵的壓力值。按下式計算：P2 =（P1 + 0.098） b - 0.098
P01為穩壓水容積下限水位壓力，此時啟動穩壓泵；P02為穩壓水容積上限水位壓力，即氣壓罐最高工作壓力，此時停止穩壓泵。
由于壓力傳感器有精度、穩定性的要求，一般使緩沖水容積的上、下限水位壓差不小于0.02~0.03 Mpa；穩壓水容積的上、下限水位壓差不小于0.05 ~0.06Mpa。則：P01 = P2 + 0.02~0.03Mpa P02 = P01 + 0.05~0.06Mpa = P2 + 0.07~0.09MPa
消防泵漏水現象很常見，如何做到消防泵天衣無縫，消防泵機械密封比較常見的滲漏原因。消防泵機械密封本身是一種要求較高的精密部件, 對設計、機械加工、裝配質量都有很高的要求。在使用消防泵機械密封時, 應分析使用消防泵機械密封的各種因素, 使消防泵機械密封適用于各種泵的技術要求和使用介質要求且有充分的潤滑條件, 這樣才能保證密封長期可靠地運轉。
消防泵機械密封亦稱端面密封, 其有一對垂直于旋轉軸線的端面, 該端面在流體壓力及補償機械外彈力的作用下, 依賴輔助密封的配合與另一端保持貼合, 并相對滑動, 從而防止流體泄漏。
一、分析常見的滲漏現象
消防泵機械密封滲漏的比例占全部維修泵的50%以上, 消防泵機械密封的運行好壞直接影響到水泵的正常運行, 分析如下。
周期性滲漏 ：
(1) 密封面潤滑油量不足引起干摩擦或拉毛密封端面。
對策: 油室腔內潤滑油面高度應加到高于動、靜環密封面。
(2) 泵轉子軸向竄動量大, 輔助密封與軸的過盈量大, 動環不能在軸上靈活移動。在泵翻轉, 動、靜環磨損后, 得不到補償位移。
對策: 在裝配消防泵機械密封時, 軸的軸向竄動量應小于0.1mm , 輔助密封與軸的過盈量應適中, 在保證徑向密封的同時, 動環裝配后保證能在軸上靈活移動(把動環壓向彈簧能自由地彈回來) 。
(3) 轉子周期性振動。原因是定子與上、下端蓋未對中或葉輪和主軸不平衡, 汽蝕或軸承損壞(磨損) ,這種情況會縮短密封壽命和產生滲漏。
對策: 可根據維修標準來糾正上述問題。
消防泵機械密封
二、分析由于壓力產生的滲漏
(1) 真空狀態運行造成的消防泵機械密封滲漏 泵在起動、停機過程中, 由于泵進口堵塞, 抽送介質中含有氣體等原因, 有可能使密封腔出現負壓, 密封腔內若是負壓, 會引起密封端面干摩擦, 內裝式機械密封會產生漏氣(水) 現象, 真空密封與正壓密封的不同點在于密封對象的方向性差異, 而且機械密封也有其某一方向的適應性。
對策: 采用雙端面消防泵機械密封, 這樣有助于改善潤滑條件, 提高密封性能。
(2) 高壓和壓力波造成的消防泵機械密封滲漏 由于彈簧比壓力及總比壓設計過大和密封腔內壓力超過3MPa 時,會使密封端面比壓過大, 液膜難以形成, 密封端面磨損嚴重, 發熱量增多, 造成密封面熱變形。
對策: 在裝配機封時, 彈簧壓縮量一定要按規定進行, 不允許有過大或過小的現象, 高壓條件下的消防泵機械密封應采取措施。為使端面受力合理, 盡量減小變形, 可采用硬質合金、陶瓷等耐壓強度高的材料, 并加強冷卻的潤滑措施, 選用傳動方式, 如鍵、銷等。
三、分析由于介質引起的滲漏
固體顆粒雜質引起的機械密封滲漏 如果固體顆粒進入密封端面, 將會劃傷或加快密封端面的磨損,水垢和油污在軸(套) 表面的堆積速度超過摩擦副的磨損速度, 致使動環不能補償磨耗位移, 硬對硬摩擦副的運轉壽命要比硬對石墨摩擦副的長, 因為固體顆粒會嵌入石墨密封環的密封面內。
對策: 在固體顆粒容易進入的位置應選用碳化鎢對碳化鎢摩擦副的機械密封。
消防泵機械密封
四、分析因其他問題引起的機械密封滲漏
消防泵機械密封中還存在設計、選擇、安裝等不夠合理的地方。
(1)安裝動環密封圈的軸(或軸套) 端面及安裝靜環密封圈的密封壓蓋(或殼體) 的端面應倒角并修光,以免裝配時碰傷動靜環密封圈。
(2) 彈簧壓縮量一定要按規定進行, 不允許有過大或過小的現象, 誤差±2mm , 壓縮量過大增加端面比壓, 摩擦熱量過多, 造成密封面熱變形和加速端面磨損, 壓縮量過小動靜環端面比壓不足, 則不能密封。
五、總結語
以上總結了消防泵機械密封比較常見的滲漏原因。消防泵機械密封本身是一種要求較高的精密部件, 對設計、機械加工、裝配質量都有很高的要求。
在使用消防泵機械密封時, 應分析使用消防泵機械密封的各種因素, 使消防泵機械密封適用于各種泵的技術要求和使用介質要求且有充分的潤滑條件, 這樣才能保證密封長期可靠地運轉。
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