Löschwasserpumpen für verschiedene Anwendungen

Eine für Löschwasseranwendungen geeignete Kreiselpumpe sollte eine relativ flache Leistungskurve haben. Eine solche Pumpe ist für den größten Einzelbedarf bei einem Großbrand in der Anlage dimensioniert. Dies führt in der Regel zu einem Großbrand in der größten Anlageeinheit. Diese wird durch die Nennleistung und die Nennförderhöhe des Pumpenaggregats definiert. Darüber hinaus sollte eine Löschwasserpumpe eine Förderleistung von mehr als 150 % ihrer Nennkapazität bei mehr als 65 % ihrer Nennförderhöhe (Förderdruck) aufweisen. In der Praxis übertreffen ausgewählte Löschwasserpumpen die oben genannten Werte. Es gibt viele richtig ausgewählte Löschwasserpumpen mit relativ flachen Kennlinien, die mehr als 180 % (oder sogar 200 %) der Nennkapazität an der Förderhöhe und mehr als 70 % der gesamten Nennförderhöhe bereitstellen können.

Dort, wo sich die primäre Löschwasserquelle befindet, sollten zwei bis vier Löschwassertanks vorhanden sein. Eine ähnliche Regel gilt für Pumpen. Es sollten zwei bis vier Löschwasserpumpen vorhanden sein. Eine übliche Vereinbarung ist:

Eine Herausforderung besteht darin, dass Löschwasserpumpen möglicherweise längere Zeit nicht funktionieren. Bei einem Brand sollten jedoch alle Geräte sofort in Betrieb genommen und weiter betrieben werden, bis das Feuer gelöscht ist. Daher sind bestimmte Vorkehrungen erforderlich und jede Pumpe sollte regelmäßig getestet werden, um einen schnellen Start und zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten.

Horizontale Kreiselpumpen sind für viele Betreiber die bevorzugte Art von Löschwasserpumpen. Ein Grund dafür sind die relativ hohen Vibrationen und die potenziell anfällige mechanische Struktur großer Vertikalpumpen. Allerdings werden manchmal auch vertikale Pumpen, insbesondere Turbinenpumpen mit vertikaler Welle, als Löschwasserpumpen eingesetzt. In Fällen, in denen sich die Wasserversorgung unterhalb der Mittellinie des Auslassflansches befindet und der Druck nicht ausreicht, um das Wasser zur Löschwasserpumpe zu transportieren, kann ein Pumpensatz mit vertikaler Welle und Turbinentyp verwendet werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn Wasser aus Seen, Teichen, Brunnen oder dem Meer als Löschwasser verwendet wird (als Hauptquelle oder als Reserve).

Bei vertikalen Pumpen ist das Eintauchen der Pumpenschüsseln die ideale Konfiguration für einen zuverlässigen Betrieb der Löschwasserpumpe. Die Saugseite der Vertikalpumpe sollte tief im Wasser positioniert sein und die Eintauchtiefe des zweiten Laufrads vom Boden des Pumpengehäuses sollte mehr als 3 Meter betragen, wenn die Pumpe mit der maximal möglichen Fördermenge betrieben wird. Offensichtlich handelt es sich hierbei um eine idealisierte Konfiguration, und die endgültigen Details und die Eintauchtiefe sollten von Fall zu Fall nach Rücksprache mit dem Pumpenhersteller, den örtlichen Feuerwehrbehörden und anderen Beteiligten festgelegt werden.

Es gab mehrere Fälle von starken Vibrationen in großen vertikalen Löschwasserpumpen. Daher sind sorgfältige dynamische Studien und Überprüfungen erforderlich. Dies sollte für alle Aspekte dynamischen Verhaltens durchgeführt werden.

Im Allgemeinen sollten die Ansaugleitungen so angeordnet und konfiguriert sein, dass die Wahrscheinlichkeit eines turbulenten Wasserflusses, der in die Pumpe gelangt, minimiert wird. Unsachgemäße Ansaugleitungen und Turbulenzen beim Ansaugen beeinträchtigen die Gesamtleistung und können das Risiko von Kavitation oder sogar Ausfall erhöhen. An der Saugleitung dürfen keine Geräte installiert werden, die den Saugstrom stoppen oder einschränken würden. Die Rohrleitungsgröße wird von vielen Faktoren beeinflusst, wie z. B. den Anforderungen an die positive Nettosaughöhe (NPSH), Geschwindigkeitsgrenzen (manchmal 1,2 Meter pro Sekunde [m/s], 1,5 m/s oder 1,7 m/s) und normspezifischen Bedingungen . Je kleiner die Rohrleitungen sind, desto schneller fließt das Wasser. Daher kommt es zu einer erhöhten turbulenten Strömung und einem erhöhten Druckabfall. Eine Vergrößerung der Rohrgröße verringert die Strömungsgeschwindigkeit und den Druckabfall und reduziert Turbulenzen. Die Saugleitung sollte etwa ein oder zwei Größen größer sein als die Saugdüse/der Saugflansch. Zur Überprüfung der Dimensionierung und Details sollten hydraulische und NPSH-Berechnungen verwendet werden.

Die NPSH-Marge (verfügbares NPSH minus erforderliches NPSH) sollte für alle möglichen Betriebssituationen sorgfältig überprüft werden. Auch der NPSH-Spielraum am Ende der Kurve (ungefähr mehr als 150 % des Nenndurchflusses) sollte überprüft werden, da dies normalerweise der kritischste Fall ist. Für die gesamte Kurve wird ein NPSH-Abstand von mehr als 1,5 Metern bevorzugt.

Es gibt weniger Einschränkungen und Bedenken hinsichtlich der Abflussleitungen. In der Regel steht ausreichend Druck zur Verfügung und Druckabfälle sind weniger befürchtet. Kleine Turbulenzen oder Strömungsungleichgewichte stellen möglicherweise kein Problem im Auslass dar, und in der Regel sind die Auslassleitungen kleiner als die Ansaugleitungen.

Damit die Löschwasserpumpe für Tests, Wartungsarbeiten und Reparaturen isoliert werden kann, sollte ein Absperrventil installiert werden. An der Auslassleitung zwischen der Pumpe und dem Auslassventil sollte außerdem ein Rückschlagventil installiert werden. Der Nenndruck der Auslasskomponenten sollte für den maximalen Gesamtauslassdruck ausreichend sein, wobei die Pumpe im Abschaltzustand mit der Nenn-/Höchstgeschwindigkeit läuft. Fast immer ist ein Bypass zum Saugtank erforderlich. Dieser sollte an einer Stelle weit entfernt von der Pumpenansaugung angebracht werden, um Turbulenzen zu vermeiden.

Amin Almasi ist ein leitender Maschinen-/Mechanikberater in Australien. Er ist zugelassener Berufsingenieur von Engineers Australia (MIEAust CPEng–Mechanical) und IMechE (CEng MIMechE). Er verfügt über einen Bachelor of Science und einen Master of Science in Maschinenbau und ist ein RPEQ (Registered Professional Engineer in Queensland). Er hat mehr als 200 Aufsätze und Artikel verfasst, die sich mit Pumpen, rotierenden Geräten, mechanischen Geräten, Zustandsüberwachung und Zuverlässigkeit befassen.