柴油机消防泵的扬程计算需要注意什么

柴油机消防泵的扬程计算是确保消防系统有效运行的关键环节，需综合考虑多个因素以避免因扬程不足或过高导致灭火失败或设备损坏。以下是计算时需注意的核心要点：

一、明确扬程定义与计算目标

扬程指泵将液体提升的高度，单位为米（m），计算时需明确：

• 总扬程 = 几何扬程（建筑高度） + 管路损失扬程（沿程阻力+局部阻力） + 末端压力需求（如消火栓出口压力）。
• 目标：确保最不利点（如高层建筑顶层、管网末端）的水压满足灭火要求（如消火栓出口压力≥0.15MPa）。

二、关键参数计算与注意事项

1. 几何扬程（H₁）

• 定义：泵中心到最不利灭火点的垂直高度。
• 注意：
  • 需测量实际高度，避免估算误差（如建筑高度30米，但泵房位于地下2米，几何扬程为32米）。
  • 考虑地形起伏（如坡地建筑需分段计算垂直高度差）。

2. 管路损失扬程（H₂）

• 组成：

  • 沿程阻力损失（Hf）：管道摩擦阻力，与管长（L）、管径（D）、流速（v）相关，计算公式为：

• 局部阻力损失（Hj）：弯头、阀门、变径等局部构件产生的阻力，计算公式为：

• 简化计算：
  • 沿程损失可按每100米管道损失1-3米估算（具体取决于管径和流速）。
  • 局部损失按沿程损失的10%-20%估算。
• 注意：
  • 管径选择需合理：管径过小导致流速过高（＞3m/s），损失剧增；管径过大增加成本。
  • 避免频繁使用90°弯头，优先采用大半径弯头（如R=2D）以减少局部阻力。

3. 末端压力需求（H₃）

• 定义：最不利点灭火设备所需的最小压力。
• 标准值：
  • 消火栓系统：出口压力≥0.15MPa（约15米扬程）。
  • 喷淋系统：喷头工作压力需满足设计要求（如0.1MPa，约10米扬程）。
• 注意：
  • 若系统同时包含消火栓和喷淋，需按最高压力需求计算（如消火栓15米＞喷淋10米，取15米）。
  • 高层建筑需考虑水柱静压（如每层3米，30层建筑静压约90米）。

三、总扬程计算与修正

1. 公式：

其中，H2​=Hf​+Hj​。

2. 修正因素：
   • 温度修正：水温升高导致液体密度降低，扬程需乘以修正系数（如20℃水修正系数≈1.0，80℃水修正系数≈0.98）。
   • 海拔修正：高海拔地区（如海拔2000米）空气稀薄，柴油机功率下降约10%，需适当增加扬程余量。
   • 设备老化：使用5年以上的管道，沿程损失可能增加10%-15%，需预留余量。
3. 安全余量：
   • 总扬程需乘以1.1-1.2的安全系数，以应对计算误差、管网泄漏等突发情况。
   • 示例：计算总扬程为100米，实际选泵扬程应为110-120米。

四、选型时的注意事项

1. 泵性能曲线匹配：
   • 柴油机消防泵的流量-扬程曲线需覆盖设计工况点，并留有调节余地（如设计流量50L/s、扬程120米，需选泵在50L/s时扬程≥120米，且在40-60L/s范围内扬程波动≤10%）。
2. 多泵并联与串联：
   • 并联：增加流量，扬程不变（适用于大流量需求，如工业园区）。
   • 串联：增加扬程，流量不变（适用于超高层建筑，如扬程需200米时，可选用两台100米泵串联）。
3. 避免“大马拉小车”：
   • 扬程选型过高会导致柴油机长期低负荷运行，效率降低且易积碳；扬程过低则无法满足灭火需求。需根据实际需求精准选型。

五、实际案例参考

• 某30层办公楼：
  • 几何扬程：90米（30层×3米/层）。
  • 管路损失：沿程损失8米（400米管道，每100米损失2米）+局部损失1.6米（沿程损失的20%）=9.6米。
  • 末端压力：消火栓15米。
  • 总扬程：90 + 9.6 + 15 = 114.6米，选泵扬程120米（安全余量1.05倍）。
• 某化工厂：
  • 几何扬程：10米（平地布置）。
  • 管路损失：沿程损失15米（800米管道，每100米损失1.875米）+局部损失3米=18米。
  • 末端压力：泡沫喷淋系统10米。
  • 总扬程：10 + 18 + 10 = 38米，选泵扬程45米（安全余量1.18倍）。