Пожарный насос

Пожарный насос — это гидравлический агрегат, предназначенный для подачи воды или водных растворов пенообразователя под высоким давлением в систему пожаротушения или непосредственно к очагу возгорания. Является ключевым элементом пожарного автомобиля, стационарной насосной станции или мотопомпы, обеспечивающим необходимый расход и напор жидкости для эффективного тушения пожара.

История

Первые прообразы пожарных насосов появились в Древнем Риме. Для тушения пожаров использовались ручные поршневые насосы, известные как «сифоны» или «античные пожарные машины». Они представляли собой деревянные цилиндры с поршнями, которые вручную закачивали воду в напорный рукав. Однако массовое развитие пожарные насосы получили в XVI–XVII веках в Европе.

В 1672 году голландский изобретатель Ян ван дер Хейден создал первый эффективный ручной пожарный насос с гибкими рукавами, что значительно повысило скорость подачи воды. В XVIII веке в Англии и Франции появились паровые пожарные насосы, которые устанавливались на конные повозки. Первый паровой пожарный насос в России был изготовлен на заводе Берда в Санкт-Петербурге в 1829 году.

С развитием двигателей внутреннего сгорания в начале XX века пожарные насосы стали монтироваться на автомобилях. В СССР первые серийные пожарные автомобили (ПМЗ-1) выпускались с 1930-х годов и оснащались центробежными насосами. Современные пожарные насосы представляют собой высокотехнологичные агрегаты с электронным управлением и системами автоматической стабилизации давления.

Классификация

Пожарные насосы классифицируются по нескольким признакам:

По принципу действия

• Центробежные насосы — наиболее распространённый тип. Рабочее колесо с лопатками вращается в корпусе, создавая центробежную силу, которая выталкивает воду в напорный патрубок. Характеризуются плавной подачей, высокой производительностью и способностью работать с загрязнённой водой.
• Поршневые (плунжерные) насосы — создают давление за счёт возвратно-поступательного движения поршня в цилиндре. Обеспечивают очень высокое давление (до 40–60 МПа), но имеют пульсирующую подачу и меньшую производительность. Используются в ранцевых огнетушителях и высоконапорных установках.
• Вихревые насосы — занимают промежуточное положение между центробежными и объёмными. Создают высокий напор при малой подаче, применяются для подачи пенообразователя или в системах с ограниченным расходом.
• Шестерённые насосы — объёмные насосы, работающие за счёт вращения двух шестерён. Используются для перекачки вязких жидкостей, например, пенообразователя.

По типу привода

• С приводом от двигателя автомобиля — насос подключается к коробке отбора мощности (КОМ) пожарного автомобиля. Это основной тип для пожарных машин.
• С автономным двигателем — мотопомпы, оснащённые бензиновым или дизельным двигателем. Используются для тушения пожаров в труднодоступных местах, в сельской местности или при отсутствии водоисточника.
• Электрические насосы — применяются в стационарных системах пожаротушения (спринклерные и дренчерные установки), а также в бытовых пожарных гидрантах.
• Ручные насосы — исторический тип, в настоящее время используется редко, в основном в учебных целях или в условиях отсутствия энергоснабжения.

По назначению

• Основные (пожарные) насосы — устанавливаются на пожарных автомобилях и мотопомпах для подачи воды из водоисточника (гидрант, водоём, цистерна) к очагу пожара.
• Повысительные насосы — используются для увеличения давления в водопроводной сети при тушении высотных зданий.
• Насосы для пенообразователя — дозируют и подают пенообразователь в смеситель для получения пены.
• Дренажные насосы — применяются для откачки воды из подвалов, тоннелей и других затопленных помещений при пожаре.

Устройство и характеристики

Основные элементы центробежного пожарного насоса

• Корпус — литой чугунный или алюминиевый, имеет улиткообразную форму для направления потока воды.
• Рабочее колесо — диск с лопатками, закреплённый на валу. Может быть одно- или двухстороннего входа.
• Вал — передаёт вращение от двигателя или КОМ.
• Уплотнения — сальниковые или торцевые, предотвращают утечку воды вдоль вала.
• Всасывающий и напорный патрубки — соединяются с рукавами или трубопроводами.
• Задвижка (клапан) — регулирует подачу воды и предотвращает обратный ток.

Основные технические характеристики

• Подача (расход) — объём жидкости, перекачиваемой за единицу времени. Измеряется в литрах в секунду (л/с) или кубических метрах в час (м³/ч). Типичные значения для пожарных насосов: от 10 до 100 л/с.
• Напор (давление) — высота водяного столба, создаваемая насосом. Измеряется в метрах водяного столба (м) или мегапаскалях (МПа). Для пожарных насосов напор обычно составляет 50–150 м (0,5–1,5 МПа).
• Мощность — потребляемая мощность привода. Чем выше подача и напор, тем больше мощность.
• Геометрическая высота всасывания — максимальная высота, с которой насос может поднять воду из водоисточника (обычно 3–7 м).
• КПД — коэффициент полезного действия, для современных центробежных насосов достигает 70–85%.

Применение

Пожарные насосы являются неотъемлемой частью пожарной техники и систем пожаротушения. Основные области применения:

• Пожарные автомобили — основной тип применения. Насос монтируется на шасси грузового автомобиля (например, ЗИЛ, КамАЗ, Урал) и приводится в действие от двигателя. Позволяет подавать воду из цистерны или внешнего водоисточника через пожарные рукава к стволам.
• Мотопомпы — переносные насосные агрегаты с автономным двигателем. Используются для тушения лесных пожаров, пожаров в удалённых районах, а также для откачки воды.
• Стационарные насосные станции — устанавливаются на промышленных объектах, нефтебазах, складах, в высотных зданиях. Обеспечивают работу спринклерных и дренчерных систем пожаротушения.
• Пожарные гидранты — в некоторых системах используются повысительные насосы для обеспечения необходимого давления в сети.
• Специальная техника — аэродромные пожарные автомобили, пожарные поезда, судовые пожарные системы.

Эксплуатация и обслуживание

Пожарные насосы требуют регулярного технического обслуживания для обеспечения надёжной работы в экстремальных условиях. Основные мероприятия:

• Проверка герметичности уплотнений и соединений.
• Контроль уровня масла в редукторе или подшипниковых узлах.
• Очистка всасывающей сетки от мусора.
• Промывка насоса после работы с пеной или загрязнённой водой.
• Проверка работы задвижек и клапанов.
• Периодическая обкатка насоса на стенде для проверки характеристик.

В России эксплуатация пожарных насосов регламентируется нормативными документами МЧС России и ГОСТами, в частности ГОСТ Р 53247-2009 «Техника пожарная. Насосы центробежные пожарные. Общие технические требования. Методы испытаний».

Интересные факты

• Самый мощный пожарный насос в мире установлен на аэродромном пожарном автомобиле Rosenbauer Panther. Он способен подавать до 10 000 литров воды в минуту при давлении до 1,6 МПа.
• В России на пожарных автомобилях чаще всего используются насосы серии ПН (пожарный насос) — ПН-40, ПН-60, ПН-100, где цифра обозначает подачу в литрах в секунду.
• Первые пожарные насосы в Древнем Риме были деревянными и приводились в действие вручную. Для их обслуживания требовалось до 10 человек.
• В современных пожарных насосах для предотвращения кавитации (образования пузырьков пара) применяются специальные конструкции рабочего колеса и системы подпора воды.

Источники

• ГОСТ Р 53247-2009 «Техника пожарная. Насосы центробежные пожарные. Общие технические требования. Методы испытаний».
• Пожарная техника: Учебник / Под ред. В. В. Теребнёва. — М.: Академия ГПС МЧС России, 2012.
• История пожарной техники в России. — М.: ВНИИПО МЧС России, 2005.
• Справочник пожарного / Под ред. М. И. Зуева. — М.: Стройиздат, 1990.