计算消防气压罐稳压以及如何让消防泵达到天衣无缝
点击：1623 日期：2019-11-01
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气压罐的设计计算
气压罐增压系统的设计计算内容主要有两个部分，即气压罐总容积的计算和每个压力控制点压力值的计算。总容积的计算确定所选压力罐的大小，压力的计算确定稳压泵的启、停范围以及开启消防泵的压力值。
气压罐的总容积V
气压罐的总容积一般按公式V= VX （1- b）计算。
式中：V为气压罐的总容积m3；VX为消防水总容积等于消防贮水容积、缓冲水容积和稳压水容积之和； 为气压罐的容积系数，卧式、立式、隔膜式气压罐的容积系数分别为1.25，1.10和1.05； b为气压罐最低工作压力和最高工作压力之比（以绝对压力计），一般宜采用0.65～0.85。
消防贮水总容积（VX）：设置气压罐的目的是为了保证火灾发生初期高泉消防泵没有启动之前消火栓和喷头所需的水压，这段时间约为30s。对于消火栓给水系统，按同时使用2支水枪（每支水枪流量5 L/s）计，消防贮水容积为2*5*30=300L；对于自动喷水灭火系统，按5个喷头同时开启，每个喷头以1 L/s计，消防贮水容积为5*1*30=150L。当2个系统共用气压罐时，消防贮水总容积为300+150=450L。
缓冲水容积V1一般不小于20L，稳压水容积V2一般不小于50L。
压力控制点压力值的计算
气压罐设4个压力控制点，如图2所示。其中：P1为气压罐最低工作压力点或高泉气压罐充气压力，即消防贮水容积的下限水位压力，等于最不利点消火栓所需的水压Hmin，其计算方法同增压泵；P2为最高工作压力，即启动消防泵的压力值。按下式计算：P2 =（P1 + 0.098） b - 0.098
P01为稳压水容积下限水位压力，此时启动稳压泵；P02为稳压水容积上限水位压力，即气压罐最高工作压力，此时停止稳压泵。
由于压力传感器有精度、稳定性的要求，一般使缓冲水容积的上、下限水位压差不小于0.02~0.03 Mpa；稳压水容积的上、下限水位压差不小于0.05 ~0.06Mpa。则：P01 = P2 + 0.02~0.03Mpa P02 = P01 + 0.05~0.06Mpa = P2 + 0.07~0.09MPa
消防泵漏水现象很常见，如何做到消防泵天衣无缝，消防泵机械密封比较常见的渗漏原因。消防泵机械密封本身是一种要求较高的精密部件, 对设计、机械加工、装配质量都有很高的要求。在使用消防泵机械密封时, 应分析使用消防泵机械密封的各种因素, 使消防泵机械密封适用于各种泵的技术要求和使用介质要求且有充分的润滑条件, 这样才能保证密封长期可靠地运转。
消防泵机械密封亦称端面密封, 其有一对垂直于旋转轴线的端面, 该端面在流体压力及补偿机械外弹力的作用下, 依赖辅助密封的配合与另一端保持贴合, 并相对滑动, 从而防止流体泄漏。
一、分析常见的渗漏现象
消防泵机械密封渗漏的比例占全部维修泵的50%以上, 消防泵机械密封的运行好坏直接影响到水泵的正常运行, 分析如下。
周期性渗漏 ：
(1) 密封面润滑油量不足引起干摩擦或拉毛密封端面。
对策: 油室腔内润滑油面高度应加到高于动、静环密封面。
(2) 泵转子轴向窜动量大, 辅助密封与轴的过盈量大, 动环不能在轴上灵活移动。在泵翻转, 动、静环磨损后, 得不到补偿位移。
对策: 在装配消防泵机械密封时, 轴的轴向窜动量应小于0.1mm , 辅助密封与轴的过盈量应适中, 在保证径向密封的同时, 动环装配后保证能在轴上灵活移动(把动环压向弹簧能自由地弹回来) 。
(3) 转子周期性振动。原因是定子与上、下端盖未对中或叶轮和主轴不平衡, 汽蚀或轴承损坏(磨损) ,这种情况会缩短密封寿命和产生渗漏。
对策: 可根据维修标准来纠正上述问题。
消防泵机械密封
二、分析由于压力产生的渗漏
(1) 真空状态运行造成的消防泵机械密封渗漏 泵在起动、停机过程中, 由于泵进口堵塞, 抽送介质中含有气体等原因, 有可能使密封腔出现负压, 密封腔内若是负压, 会引起密封端面干摩擦, 内装式机械密封会产生漏气(水) 现象, 真空密封与正压密封的不同点在于密封对象的方向性差异, 而且机械密封也有其某一方向的适应性。
对策: 采用双端面消防泵机械密封, 这样有助于改善润滑条件, 提高密封性能。
(2) 高压和压力波造成的消防泵机械密封渗漏 由于弹簧比压力及总比压设计过大和密封腔内压力超过3MPa 时,会使密封端面比压过大, 液膜难以形成, 密封端面磨损严重, 发热量增多, 造成密封面热变形。
对策: 在装配机封时, 弹簧压缩量一定要按规定进行, 不允许有过大或过小的现象, 高压条件下的消防泵机械密封应采取措施。为使端面受力合理, 尽量减小变形, 可采用硬质合金、陶瓷等耐压强度高的材料, 并加强冷却的润滑措施, 选用传动方式, 如键、销等。
三、分析由于介质引起的渗漏
固体颗粒杂质引起的机械密封渗漏 如果固体颗粒进入密封端面, 将会划伤或加快密封端面的磨损,水垢和油污在轴(套) 表面的堆积速度超过摩擦副的磨损速度, 致使动环不能补偿磨耗位移, 硬对硬摩擦副的运转寿命要比硬对石墨摩擦副的长, 因为固体颗粒会嵌入石墨密封环的密封面内。
对策: 在固体颗粒容易进入的位置应选用碳化钨对碳化钨摩擦副的机械密封。
消防泵机械密封
四、分析因其他问题引起的机械密封渗漏
消防泵机械密封中还存在设计、选择、安装等不够合理的地方。
(1)安装动环密封圈的轴(或轴套) 端面及安装静环密封圈的密封压盖(或壳体) 的端面应倒角并修光,以免装配时碰伤动静环密封圈。
(2) 弹簧压缩量一定要按规定进行, 不允许有过大或过小的现象, 误差±2mm , 压缩量过大增加端面比压, 摩擦热量过多, 造成密封面热变形和加速端面磨损, 压缩量过小动静环端面比压不足, 则不能密封。
五、总结语
以上总结了消防泵机械密封比较常见的渗漏原因。消防泵机械密封本身是一种要求较高的精密部件, 对设计、机械加工、装配质量都有很高的要求。
在使用消防泵机械密封时, 应分析使用消防泵机械密封的各种因素, 使消防泵机械密封适用于各种泵的技术要求和使用介质要求且有充分的润滑条件, 这样才能保证密封长期可靠地运转。
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