Rohrleitungsanordnungen für Feuerlöschpumpen

May 07, 2023

Effektive Feuerlöschpumpeninstallationen erfordern von Brandschutzingenieuren die Berücksichtigung zahlreicher Komponenten und die korrekte Anwendung einer Reihe von Design- und Installationsstandards. Neben der Behandlung der offensichtlicheren Komponenten, aus denen eine Feuerlöschpumpeninstallation besteht – wie der Feuerlöschpumpe, dem Antrieb, der Steuerung und dem Pumpenraum – muss auch sorgfältig auf die Rohrleitungen geachtet werden, die zu, von und um die Pumpe herum führen Ausrüstung, die mit dieser Rohrleitung verbunden ist.

Während NFPA 20: Standard for the Installation of Stationary Pumps for Fire Protection als Hauptstandard für die Dimensionierung und Installation der zugehörigen Rohrleitungen dient (die nächste Ausgabe ist 2016), gibt es auch andere Codes und Standards wie NFPA 13, NFPA 14 und NFPA 22 , NFPA 24, NFPA 25 und NFPA 291 sowie die geltenden Bau- und Brandschutzvorschriften müssen je nach Art der von der Feuerlöschpumpe bedienten Brandschutzsysteme ebenfalls überprüft und korrekt angewendet werden.

Die Rohrleitungen, die die Wasserversorgung mit der Feuerlöschpumpe verbinden, werden als Saugrohre bezeichnet. Es umfasst alle Rohrleitungen, Ventile und Armaturen, die dem Saugflansch der Pumpe Wasser zuführen. Die Auswahl und Installation eines solchen Saugrohrmaterials wird durch NFPA 24 geregelt, das die Verwendung bestimmter Arten von Eisen, Stahl, Beton, Kunststoff und Kupfer vorschreibt. Darüber hinaus befasst sich NFPA 24 mit der Art und Weise, wie Rohre und Formstücke miteinander verbunden werden müssen, mit der Überdeckungstiefe, wenn das Rohr vergraben ist, mit dem Schutz des Rohrs vor Frost und anderen schädlichen Ereignissen, mit der Verbindungsbeschränkung und mit Abnahmetests einschließlich Spül- und hydrostatischen Tests.

NFPA 20 befasst sich mit der Anordnung des Saugrohrs und der zugehörigen Geräte. Im Allgemeinen müssen das Saugrohr und die zugehörigen Geräte so angeordnet sein, dass die Wahrscheinlichkeit eines turbulenten und unausgeglichenen Wasserflusses, der in die Pumpe gelangt, minimiert wird. Solche Bedingungen verringern die Gesamtleistung der Pumpe, können zu einem plötzlichen Systemausfall führen und zu vorzeitigem Verschleiß von Systemkomponenten führen.

Die Größe des Saugrohrs wird hauptsächlich vom hydraulischen Bedarf des Brandschutzsystems beeinflusst, der gemäß den entsprechenden Systeminstallationsstandards wie NFPA 13 oder NFPA 14 bestimmt wird, und von der Größe der ausgewählten Feuerlöschpumpe. NFPA 24 gibt Hinweise zu Saugrohrgrößen und besagt im Allgemeinen, dass das Rohr für jedes System einen Nenndurchmesser von mindestens 6 Zoll haben sollte. Kleinere Rohrgrößen sind zulässig, sofern hydraulische Berechnungen bestätigen, dass das Rohr den erforderlichen Systembedarf bei dem entsprechenden erforderlichen Druck decken kann.

NFPA 22 bietet spezifische Leitlinien in Bezug auf Saugleitungen, die einen Wassertank mit der Feuerlöschpumpe verbinden. Wenn der Saugtank beispielsweise mehr als 100.000 Gallonen fasst, muss die Größe des Saugrohrs einen Durchmesser von mindestens 10 Zoll (Nennmaße) haben. Je kleiner das Rohr ist, desto schneller fließt das Wasser und desto turbulenter wird die Strömung. Eine Vergrößerung der Rohrgröße verringert die Strömungsgeschwindigkeit und verringert das Auftreten von Turbulenzen.

NFPA 20 enthält spezifischere Bestimmungen zu Saugrohren, in denen Feuerlöschpumpen installiert sind, und legt bestimmte Rohrgrößen fest. Die Philosophie besteht darin, das Saugrohr so ​​zu dimensionieren, dass der Manometerdruck am Saugflansch der Pumpe nicht abfällt, wenn die Pumpe mit ihrer maximalen Durchflussrate arbeitet, die 150 % ihrer Nennkapazität oder dem maximalen Durchfluss aus der Wasserversorgung beträgt unter -3 psi (-0,2 bar). Darüber hinaus muss das Saugrohr so ​​dimensioniert sein, dass bei Betrieb der Pumpe mit 150 % ihrer Nennkapazität, auch Überlastpunkt der Pumpe genannt, die Geschwindigkeit in dem Teil des Saugrohrs, der sich innerhalb von 10 Rohrdurchmessern vor der Pumpenansaugung befindet, erreicht wird Der Flansch überschreitet nicht 15 Fuß/Sek. (4,57 m/Sek.). Rohrströmungen, die diese Geschwindigkeit überschreiten, sind anfälliger für Turbulenzen. Wenn die Größe des Saugrohrs vom Saugflansch der Pumpe abweicht, dürfen Reduzier- oder Vergrößerungsstücke verwendet werden, diese müssen jedoch exzentrisch konisch sein und so installiert werden, dass Lufteinschlüsse vermieden werden.

NFPA 20 legt nicht nur Saugrohrgrößen basierend auf der Nennleistung der Feuerlöschpumpe fest, sondern befasst sich auch mit anderen Systemanschlüssen, die zu turbulenten oder unausgeglichenen Strömungen in der Feuerlöschpumpe führen können. Wenn Rückflussverhinderer oder Rückschlagventile in Betracht gezogen werden, müssen diese mindestens 10 Rohrdurchmesser vom Saugflansch der Pumpe entfernt angebracht werden. Wenn das Rückflussgerät über Absperrklappen verfügt, muss das Gerät mindestens 50 Fuß vom Ansaugflansch der Pumpe entfernt installiert werden. Tatsächlich gilt das 50-Fuß-Kriterium für alle Ventile, die in der Saugleitung installiert sind, mit Ausnahme von Außenschrauben- und Jochschiebern.

Besondere Beachtung verdienen auch Bögen und T-Stücke im Saugrohr. Solche Geräte müssen im Hinblick auf die Ausrichtung ihrer Mittellinienebene lokalisiert und positioniert werden. Wenn die Mittellinienebene parallel zu einer horizontalen Feuerlöschpumpenwelle mit geteiltem Gehäuse verläuft, muss der Winkel oder das T-Stück in einem Abstand von mindestens 10 Rohrdurchmessern vom Ansaugflansch der Feuerlöschpumpe entfernt sein. Wenn die Mittellinienebene senkrecht zur horizontalen Split-Case-Pumpenwelle verläuft, gibt es keine Einschränkungen hinsichtlich der Position des Winkelstücks oder T-Stücks.

Es ist wichtig zu beachten, dass sich NFPA 20 nur auf die Größe des Saugrohrs innerhalb von 10 Rohrdurchmessern vom Saugflansch der Pumpe bezieht, während NFPA 22 sich auf die Größe des mit dem Tank verbundenen Rohrs bezieht. Die Bestimmungen von NFPA 24 würden gelten, wenn die Anforderungen von NFPA 20 und NFPA 22 keinen Vorrang haben.

NFPA 20 definiert Auslassrohre und -geräte als Rohre, Ventile und Armaturen, die vom Auslassflansch der Pumpe bis zur Systemseite des Auslassregelventils reichen. Praktischerweise gelten alle Rohre, Ventile oder Armaturen hinter dem Druckregelventil der Feuerlöschpumpe nicht mehr als Teil der Druckleitung. Solche Rohre, Ventile und Formstücke gelten als Teil der Versorgungsleitungen für das Brandschutzsystem, das von der Feuerlöschpumpe versorgt wird. Im Fall einer Sprinkleranlage-Steigleitung würden die Anforderungen von NFPA 13 ab dem Punkt des Pumpenauslass-Steuerventils gelten.

NFPA 20 befasst sich mit der Größe des Abflussrohrs und der zugehörigen Armaturen und verlangt, dass alle oberirdischen Abflussrohre aus Stahl bestehen. In bestimmten Fällen darf der Durchmesser des Druckrohrs kleiner sein als der des Saugrohrs, da die Wasserströmungsgeschwindigkeit auf der Druckseite der Pumpe nicht von gleicher Bedeutung ist. Die Größe des Abflussrohrs hat einen Einfluss auf den Reibungsverlust, dieser Effekt kann jedoch durch eine hydraulische Analyse erklärt werden. Wie bei den Saugrohrgrößen legt NFPA 20 die Mindestdurchmesser der Druckrohre basierend auf der Kapazitätsbewertung der Feuerlöschpumpe fest.

An der Druckleitung muss ein Steuerventil installiert werden, damit die Pumpe für Wartungs- und Reparaturarbeiten isoliert werden kann. Von zusätzlichen Ventilen wird abgeraten, um die Möglichkeit zu minimieren, dass ein Ventil versehentlich geschlossen und nicht wieder geöffnet wird – ein allgegenwärtiges Problem bei Brandschutzsystemen auf Wasserbasis. Als Steuerventil kann jeder Ventiltyp verwendet werden, der für Brandschutzzwecke zugelassen ist, einschließlich einer Absperrklappe, da Turbulenzen auf der Auslassseite der Pumpe nicht so kritisch sind.

Außerdem muss an der Druckleitung zwischen der Feuerlöschpumpe und dem Druckregelventil ein Rückschlagventil installiert werden. Das Auslassrückschlagventil fängt den höheren Druck im Brandschutzsystem ab, nachdem der Betrieb der Feuerlöschpumpe gestoppt wurde. Das Rückschlagventil verhindert auch, dass Wasser aus anderen Wasserquellen, beispielsweise über einen Feuerwehranschluss, in die Feuerlöschpumpe zurückfließt.

NFPA 20 verlangt, dass die Druckbewertung der Auslasskomponenten, einschließlich aller Rohrleitungen, Armaturen und Ventile, für den maximalen Gesamtauslassdruck ausreicht, wenn die Pumpe unter Umwälzbedingungen und mit der Nenndrehzahl der Pumpe betrieben wird.

Ein Bypass ist eine Rohrleitungsanordnung rund um die Feuerlöschpumpe, die zur Wasserversorgung des Brandschutzsystems verwendet werden kann, falls die Pumpe ausfällt oder außer Betrieb genommen wird. Solche Bypass-Rohrleitungen müssen entsprechend den Anforderungen der Abflussleitung dimensioniert werden.

Eine Bypass-Rohrleitung ist erforderlich, wenn davon ausgegangen wird, dass die Wasserversorgung ohne den Einsatz der Feuerlöschpumpe von „materiellem Wert“ für das Brandschutzsystem ist. Obwohl dies eine eher subjektive Anforderung ist, sind Bypass-Leitungen in der Regel dort erforderlich, wo die Wasserversorgung über eine unter Druck stehende Feuerlöschleitung erfolgt, beispielsweise ein kommunales Wasserwerk oder eine private Feuerwehrleitung. Wenn die Wasserversorgung des Gebäudes über eine private, eigenständige, feste Versorgung erfolgt, wie z. B. den Saugtank, ist aufgrund der Höhenhöhe des gespeicherten Wassers im Tank ein Mindestdruck verfügbar, der jedoch normalerweise nicht von materiellem Wert ist. Dies sollte jedoch durch eine hydraulische Analyse überprüft werden und muss von den zuständigen Behörden bestätigt werden.

In der Bypass-Rohrleitung muss ein Rückschlagventil installiert werden, damit der Fluss vom Pumpenauslass nicht zurück zum Pumpeneinlass zirkulieren kann. Darüber hinaus müssen auf beiden Seiten des Rückschlagventils Steuerventile installiert werden, damit das Rückschlagventil für Wartungszwecke isoliert werden kann.

Eine Feuerlöschpumpe sollte nur im Brandfall oder während der Prüfung betrieben werden. Eine Feuerlöschpumpe sollte nicht zur Aufrechterhaltung des Systemdrucks unter Nichtfeuerbedingungen verwendet werden. Die Aktivierung einer Feuerlöschpumpe liefert ein Alarmsignal, da sie den Betrieb des Brandschutzsystems anzeigt, und eine solche Aktivierung der Feuerlöschpumpe unter Nicht-Feuerbedingungen würde als Fehlalarm dienen. Druckhaltepumpen, auch „Jockey“-Pumpen genannt, werden zur Aufrechterhaltung des Drucks innerhalb des Brandschutzsystems unter Nichtbrandbedingungen eingesetzt.

Viele wassergefüllte Brandschutzsysteme sind so konzipiert, dass sie bei der Installation unter Druck stehen. Ein Systemrückschlagventil dient zur Aufrechterhaltung des Systemdrucks. Während eines Brandereignisses führt die Aktivierung einer Sprinkleranlage oder das Öffnen eines Standrohrventils zu einem Abfall des Systemdrucks, der vom Druckschalter in einer Feuerlöschpumpensteuerung erfasst wird. Dadurch wird wiederum die Aktivierung der Feuerlöschpumpe eingeleitet.

Unter Nichtfeuerbedingungen kann es auch stromabwärts des Rückschlagventils der Feuerlöschpumpe zu geringfügigen Druckverlusten kommen. Druckverluste können durch das Eindringen von Wasser über Rückschlagventile oder undichte Armaturen oder durch Änderungen der Systemtemperatur entstehen. Im Hinblick auf die Temperatur sind Lufteinschlüsse in der Regel in den Rohrleitungen des Systems eingeschlossen. Änderungen der Umgebungstemperatur in der Nähe der Rohrleitungen des Brandschutzsystems führen dazu, dass die Größe der Lufteinschlüsse schwankt und sich dadurch der relative Druck in den Rohrleitungen des Systems ändert. Ein starker Abfall der Umgebungstemperatur im Lager, wie er beispielsweise in einem nicht klimatisierten Raum über einen Zeitraum von 24 Stunden auftreten kann, kann zu einem erheblichen Druckabfall führen, der vom Druckschalter der Feuerlöschpumpe erfasst werden kann.

Jockey-Pumpen mildern Fehlalarme, indem sie kleine Druckschwankungen in den Systemleitungen ausgleichen und das System unter Nicht-Brandbedingungen wieder in seinen normalen statischen Druckbereich bringen. Wie bei einer Feuerlöschpumpe umfasst die Jockey-Pumpeninstallation eine Steuerung mit einem Druckschalter. Der Druckschalter der Jockeypumpe ist normalerweise auf einen höheren Druck eingestellt, sodass die Jockeypumpe vor der Feuerlöschpumpe startet. Beachten Sie, dass jeder Controller, der für die Jockeypumpe und der für die Feuerlöschpumpe, über eine eigene unabhängige Druckmessleitung verfügen muss, die das Brandschutzsystem mit den Druckschaltern in jedem Controller verbindet.

Jockey-Pumpen sind Hochdruckpumpen mit geringem Durchfluss, die nach der Aktivierung eines einzelnen Sprinklers normalerweise den Systemdruck nicht aufrechterhalten können. Wenn ein Sprinkler in Betrieb ist oder ein Standrohrauslass geöffnet wird, arbeitet die Jockey-Pumpe, kann jedoch aufgrund des im Vergleich zu einer undichten Armatur relativ hohen Wasserdurchflussvolumens aus einem in Betrieb befindlichen Sprinkler oder geöffneten Auslass keinen ausreichenden Systemdruck aufrechterhalten. Der Druck im System sinkt weiter, bis die Feuerlöschpumpe startet und den erforderlichen Durchfluss und Druck für das Betriebssystem erzeugt.

Jockeypumpen sind im Rahmen der Installation einer Feuerlöschpumpe nicht erforderlich. Es sind jedoch einige Mittel erforderlich, um den Systemdruck auch unter Nichtfeuerbedingungen aufrechtzuerhalten, ohne auf die Feuerlöschpumpe als Druckhaltepumpe angewiesen zu sein. Jockeypumpen bedürfen keiner Auflistung als Brandschutzausrüstung. Jede Pumpe, die den erforderlichen Druck erzeugen kann, ist akzeptabel. Im Allgemeinen sind Jockey-Pumpen so dimensioniert, dass ihr Durchfluss geringer ist als der, der von der Sprinkleranlage mit der kleinsten Öffnung erwartet wird, sodass der Systemdruck sinken und die Feuerlöschpumpe ordnungsgemäß aktiviert werden kann. Obwohl Jockeypumpen und ihre Steuerungen keiner Auflistung bedürfen, enthält NFPA 20 eine Reihe von Anforderungen für ihre Installation. Wie oben erwähnt, muss sichergestellt werden, dass die Jockey-Pumpensteuerung über eine Druckmessleitung verfügt, die von der der Feuerlöschpumpe unabhängig ist.

Jede Feuerlöschpumpenanlage muss mit Prüfmitteln ausgestattet sein, um den ordnungsgemäßen Betrieb sicherzustellen. Es müssen mindestens Vorkehrungen getroffen werden, um die Pumpe sowohl im Nennzustand als auch im Überlastzustand (150 % ihrer Nennkapazität) zu bewerten. Die Prüfmittel müssen den Durchfluss und Abfluss erheblicher Wassermengen ermöglichen. NFPA 20 enthält Bestimmungen zur Dimensionierung der für die Prüfung verwendeten Rohre. Solche Tests werden bei der Erstabnahme und/oder Inbetriebnahme der Feuerlöschpumpenanlage sowie jährlich gemäß NFPA 25 durchgeführt.

NFPA 20 ermöglicht drei verschiedene Arten von Testanordnungen. Zu diesen Vorkehrungen gehört die Verwendung eines Abflussauslasses, beispielsweise eines Testsammlers, bei dem Wasser über angeschlossene Schläuche und Düsen in die Atmosphäre abgelassen wird und entsprechende Druck- und Durchflusswerte erfasst werden. Bei den anderen beiden Methoden wird ein Messgerät verwendet, mit dem der von der Feuerlöschpumpe erzeugte Durchfluss gemessen wird. Das Dosiergerät ist an einer Rohrschleife installiert, die so angeordnet ist, dass der Pumpenaustrag zurück zum Wasserversorgungstank geleitet wird, oder so angeordnet ist, dass der Pumpenaustrag direkt zurück zur Saugleitung zur Versorgung der Feuerlöschpumpe geleitet wird. Diese letztgenannte Anordnung wird als Closed-Loop-Dosierung bezeichnet.

Für Messanordnungen mit geschlossenem Kreislauf verlangt NFPA 20, dass eine alternative Möglichkeit zur Durchflussmessung, beispielsweise durch einen Testverteiler, bereitgestellt wird. Es ist wichtig zu wissen, dass die alternativen Mittel zur Durchflussmessung stromabwärts und in Reihe mit dem Durchflussmesser installiert werden müssen. NFPA 25 enthält Bestimmungen, dass Feuerlöschpumpen-Dosiergeräte alle drei Jahre neu kalibriert werden müssen. Die Platzierung des alternativen Mittels zur Durchflussmessung (Testkopf) in der von NFPA 20 geforderten Weise erleichtert diese Kalibrierungstätigkeit und gewährleistet eine genauere Beurteilung der Leistung der Feuerlöschpumpe.

Wie oben erwähnt, kann ein Testkopf ohne die Verwendung eines Messgeräts und einer Schleife installiert werden. Der Prüfkopf befindet sich auf der Auslassseite der Pumpe und muss an einer Außenwand des Pumpenraums oder Pumpenhauses oder an einer anderen Stelle außerhalb des Pumpenraums installiert werden, um während der Prüfung einen ausreichenden Wasserabfluss zu ermöglichen. Während der Prüfung werden Schläuche an den Prüfkopf angeschlossen, um eine ordnungsgemäße Ableitung und Messung des Wasserdurchflusses zu ermöglichen. Der Durchfluss vom Testsammler wird normalerweise mithilfe eines Pitot-Messgeräts oder eines anderen Durchflussmessgeräts gemessen, das im Durchflussstrom platziert wird. Weitere Informationen zu Durchflusstestverfahren finden Sie in NFPA 291. Das Pitot-Messgerät registriert einen Geschwindigkeitsdruck aus dem Durchflussauslass, der dann mithilfe einer Umrechnungsformel oder -tabelle in eine Durchflussrate umgewandelt werden kann.

Der Anschluss für den Prüfkopf sollte zwischen dem Auslass-Rückschlagventil und dem Auslass-Steuerventil für die Pumpenbaugruppe erfolgen. Dadurch kann die Pumpe auch bei geschlossenem Steuerventil getestet werden, wodurch die Pumpe vom Rest des Systems isoliert wird.

Die Größe des Rohres, das zum Prüfkopf führt, und die Anzahl der Schlauchverbindungen hängen von der Größe der Pumpe ab. Dies wird speziell in NFPA 20 geregelt. Im Falle einer 1250-gpm-Pumpe muss ein Rohr mit mindestens 8 Zoll Durchmesser vorhanden sein. im Durchmesser erforderlich. Der Test-Header selbst soll aus sechs 2,5-Zoll-Steckern bestehen. Schlauchventile und Auslässe. Wenn die Länge des Rohrs, das zum Schlauchventil-Testkopf führt, mehr als 15 Fuß beträgt, ist die nächstgrößere Rohrgröße gemäß NFPA 20 zu verwenden.

Darüber hinaus kann die Rohrdimensionierung mithilfe hydraulischer Berechnungen auf der Grundlage eines Gesamtdurchflusses von 150 % der Nennleistung der Pumpe vorgenommen werden. Diese hydraulische Berechnung muss den Reibungsverlust für die gesamte Rohrlänge zuzüglich etwaiger äquivalenter Längen von Armaturen, Steuerventilen und Schlauchventilen sowie Höhenverluste zwischen dem Pumpenauslassflansch und den Schlauchventilauslässen berücksichtigen. Diese hydraulische Berechnung muss dann durch einen Durchflusstest überprüft werden.

Ein Überdruckventil ist eine Vorrichtung auf der Druckseite der Feuerlöschpumpe, die verwendet werden kann, um einen Überdruck im System zu verhindern. Das Überdruckventil wird aktiviert, wenn der Druck im System einen unzulässig hohen Wert erreicht, wie er beispielsweise bei Überdrehzahl des Motors auftreten kann. Durch die Betätigung des Überdruckventils sinkt der Druck im System. Eine Art von Überdruckventil verwendet einen einstellbaren federbelasteten Mechanismus. Wenn der Druck im System einen vorgegebenen Wert erreicht, überwindet der Systemdruck die Kraft der Feder und zwingt das Ventil zum Öffnen. Eine andere Art von Druckentlastungsventil verwendet eine vorgesteuerte Membran, die das Ventil zwangsweise öffnet, wenn der Druck im System einen vorgegebenen Wert erreicht. Bei jedem dieser Ventiltypen ist ein erheblicher Abfluss zu erwarten, der entsprechend berücksichtigt werden muss.

NFPA 20 erlaubt die Verwendung von Druckentlastungsventilen nur unter zwei Bedingungen. Die erste betrifft Installationen mit einem Pumpenantrieb mit Dieselmotor. Die zweite befasst sich mit Installationen mit Druckbegrenzungsreglern mit variabler Drehzahl für Elektromotoren oder Dieselmotoren. Beachten Sie, dass NFPA 20 bei der Installation von Überdruckventilen eine Reihe von Einschränkungen hinsichtlich der Anordnung und Dimensionierung des Abflusses des Überdruckventils vorsieht, je nachdem, wohin der Abfluss zurückgeleitet wird. Zusammenfassend erlaubt NFPA 20 nicht die Verwendung von Druckentlastungsventilen als Mittel zur Begrenzung des Systemdrucks unter normalen Systembetriebsbedingungen, d. h. als Ersatz für Systemkomponenten mit höherem Druck.

Aufgrund ihres breiten Einsatzspektrums sind Dieselmotoren so konzipiert und gebaut, dass sie in einem unterschiedlichen Drehzahlbereich betrieben werden können. Um eine Feuerlöschpumpe anzutreiben, sollte ein Dieselmotor mit oder nahe seiner Nenndrehzahl laufen, damit die Feuerlöschpumpe die gewünschten Förderströme und Drücke erzeugt. Es kommt jedoch zu Situationen, in denen der Dieselmotor schneller als seine Nenndrehzahl läuft, wodurch ein Überdrehzahlzustand entsteht, der übermäßige Systemdrücke erzeugt, die zu einem katastrophalen Systemausfall oder einer verkürzten Lebensdauer von Systemkomponenten führen können.

Aus hydrauliktheoretischer Sicht (Pumpenaffinitätsgesetze) führt eine kleine Erhöhung der Geschwindigkeit der Feuerlöschpumpe oder des Antriebs zu einem wesentlich größeren Anstieg des Systemdrucks, d. h. der entwickelte Druck ist proportional zum Quadrat der Drehzahl der Pumpen. Daher können Pumpen, deren Drehzahlen über ihrer Nenndrehzahl liegen, Anlass zur Sorge geben. NFPA 20 enthält eine Reihe von Bestimmungen, die sich mit Motorüberdrehzahl und Systemüberdruck befassen.

Wenn die Möglichkeit einer Überdrehzahl eines Dieselmotorantriebs besteht und eine solche Überdrehzahl zu einem Systemdruck führt, der über dem Nenndruck der Systemkomponenten liegt, der typischerweise 175 psi beträgt. Insbesondere erfordert NFPA 20 ein Überdruckventil in der Auslassleitung, wenn insgesamt 121 % des Nettonennabschaltdrucks (Curn) plus des maximalen statischen Saugdrucks, angepasst an die Höhe, den Druck übersteigen, für den die Systemkomponenten ausgelegt sind .

Um die Vermeidung einer Motorüberdrehzahl und eines Überdrucks zu erleichtern, fordert NFPA 20 außerdem die Installation eines Motorreglers zur Regulierung der Motordrehzahl. Der Regler muss in der Lage sein, die maximale Motordrehzahl auf 110 % der Nenndrehzahl zu begrenzen, was zu einem maximalen Systemdruck von 121 % des Förderdrucks der Feuerlöschpumpe führt. Ein Ausfall des Reglers würde jedoch zu einem kritischeren Übergeschwindigkeitszustand führen. Daher ist auch eine Überdrehzahl-Abschaltvorrichtung erforderlich, die die Drehzahl des Motors erkennt und den Motor abschaltet, wenn er mit einer Drehzahl läuft, die mehr als 20 % über seiner Nenndrehzahl liegt. Wenn die Überdrehzahl-Abschaltvorrichtung aktiviert wird, sendet sie ein Signal an die Feuerlöschpumpensteuerung, das den automatischen Neustart des Motors verhindert, bis die Situation untersucht ist. Die Pumpe kann jedoch manuell über die Steuerung neu gestartet werden.

Ein weiteres Mittel zur Regelung der Motordrehzahl und des Systemüberdrucks ist die Verwendung eines Reglers, der mit einer Druckbegrenzungsregelung mit variabler Drehzahl ausgestattet ist. Eine solche Vorrichtung begrenzt den gesamten von der Feuerlöschpumpe erzeugten Förderdruck, indem sie die Drehzahl des Pumpenantriebs reduziert, sei es ein Elektromotor oder ein Dieselmotor. Die Verhinderung eines Überdrucks wird daher durch eine Änderung der Geschwindigkeit des Fahrers erreicht. Wenn jedoch ein Druckbegrenzungsregler mit variabler Drehzahl verwendet wird und die maximale, an die Höhe angepasste Gesamtförderhöhe bei abgeschalteter Pumpe und Nenndrehzahl den Nenndruck der Systemkomponenten überschreitet, erfordert NFPA 20 die Installation einer Druckentlastung Ventil.

Feuerlöschpumpeninstallationen sind oft komplex und erfordern die Koordination verschiedener mechanischer und elektrischer Geräte sowie die korrekte Anwendung verschiedener Installationsstandards und lokaler Vorschriften. Es muss nicht nur auf die Dimensionierung und den Anschluss der offensichtlicheren Komponenten wie Feuerlöschpumpe, Steuerung und Antrieb geachtet werden, sondern auch auf die Anordnung der zugehörigen Rohrleitungen und angeschlossenen Geräte. Ohne eine gut koordinierte Anstrengung, die alle damit verbundenen Aspekte der Installation berücksichtigt, kann die Lebensdauer der Feuerlöschpumpenausrüstung erheblich verkürzt werden und, was noch wichtiger ist, es kann nicht erwartet werden, dass die Feuerlöschpumpe in ihrer kritischsten Zeit, wenn ein Brand ausbricht, effektiv arbeitet tritt ein.

Milosh Puchovsky, PE, FSFPE, ist Professor für Praxis in der Abteilung für Brandschutztechnik am Worcester Polytechnic Institute. Er ist gewählter Präsident der Society of Fire Protection Engineers und Mitglied einer Reihe technischer Ausschüsse der NFPA, unter anderem für Feuerlöschpumpen und Sprinkleranlagen-Entladekriterien.

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