NFPA 20 소방펌프 표준: 소방용수 탱크가 펌프와 어떻게 연계되는가
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NFPA 20 소방 펌프 표준: 소방용수 탱크가 펌프와 어떻게 연계되는가
펌프와 탱크는 두 가지 표준에 의해 규정되는 하나의 유압 시스템입니다. 탱크는 만수위가 아닌 최저 사용 가능 수위에서 안정적인 흡입을 제공해야 하며, 출구 배치는 와류나 공기 혼입 없이 인수 시험 유량을 전달해야 합니다. 어느 패키지든 출하되기 전에 흡입 형상, 최소 수위, 출구 및 시험 유량을 조정하십시오.
서론
소방펌프는 패키지로 구매 및 설치되지만, 이를 공급하는 탱크는 다른 범위의 담당자 소관입니다. NFPA 20은 펌프 설치(구동 장치, 컨트롤러, 조키 펌프 및 인수 시험)를 규정합니다. NFPA 22는 펌프에 공급하는 탱크를 규정합니다. 두 규정은 흡입구에서 만납니다.
이견은 대개 펌프에 관한 것이 아닙니다. 쟁점은 저수위(드로다운) 하한에서 탱크가 보이는 상태와, 펌프가 흡입할 수위에서 출구 배치가 공급할 수 있는 유량에 관한 것입니다.
이 글은 두 표준이 작업을 어떻게 분담하는지, 탱크가 흡입구에서 무엇을 제공해야 하는지, 토출구 마찰이 사용 가능한 예비량에 어떤 영향을 미치는지, 인수 시험이 조합에 무엇을 요구하는지, 그리고 펌프 패키지가 어떤 탱크 기능에 의존하는지를 설명합니다.
NFPA 20이 규정하는 사항
NFPA 20은 소방용 고정식 펌프 설치에 관한 표준으로, 급수원이 아닌 펌프 패키지를 다룹니다. 즉 전동, 디젤 또는 터빈 구동 방식의 소방 펌프와 그 구동 장치, 이를 기동하는 컨트롤러, 감시 및 경보 기능, 수요 사이에 시스템 압력을 유지하는 조키 펌프, 그리고 인수 시험을 포함합니다.
이 패키지는 또한 펌프가 작동하는 흡입 조건을 규정하는데, 이는 긴 배관을 통해 원격 탱크에서 양수하는 펌프는 그 아래에 있는 탱크에서 끌어오는 펌프와는 다른 선정이기 때문입니다. 이 표준은 탱크를 설계하지는 않지만, 공급원이 최악의 수위에서도 사용 가능한 흡입을 제공한다고 가정합니다.
그 가정이 바로 두 규격이 만나는 지점입니다. NFPA 22는 탱크와 그 부속 설비에 규정된 배출 배치와 최소 수위를 포함하도록 요구하며, NFPA 20은 펌프가 명시된 흡입 조건에 맞춰 설치되고 시험되도록 요구합니다.
탱크와 펌프를 하나의 시스템으로
탱크와 펌프를 하나의 시스템으로 취급하는 것은 유로를 따라 역으로 거슬러 올라가는 것에서 시작된다. 물은 배출구를 통해 흡입관을 따라 펌프의 임펠러 눈으로 유입되어 시스템으로 밀려 들어간다. 모든 지점에서 두 가지가 중요하다. 사용 가능한 양정이 얼마인지, 그리고 유동이 깨끗한지 여부이다. 사용 가능한 양정은 수면에서 펌프까지의 정적 양정에서 배관 및 부속품의 마찰 손실을 뺀 값이다. 유동의 청결함이란 흡입 측에서 공기, 와류 및 회전 유동이 없는 상태를 의미한다.
펌프 곡선은 주어진 양정에 대해 펌프가 전달할 수 있는 것을 설명하며, 시스템은 해당 곡선과 배관 저항의 교차점을 얻습니다. 탱크는 양쪽 모두에 영향을 미칩니다. 탱크는 모든 수위에서 양정을 설정하고, 탱크의 출구 배치는 마찰 손실을 얼마나 피할 수 있는지를 설정합니다. 따라서 두 가지는 독립적으로 선택될 수 없으며, 최소 사용 가능 수위와 출구 배치 모두 펌프에 조건을 부여합니다.
흡입: 양정, 침수 및 와류 방지
흡입 양정은 펌프가 물을 흡입구까지 끌어올려야 하는 높이이며, 이는 흡입 탱크 설치를 침수식 설치와 구분합니다. 수면이 펌프 위에 위치하는 경우 흡입은 침수식이며 펌프는 사용 가능한 정(+)의 양정을 갖습니다. 펌프가 수면 아래에 위치하는 경우 흡입은 양정식이며, 물을 끌어올리기 위해 펌프가 생성해야 하는 양정은 펌프가 전달할 수 있는 양정에서 차감됩니다.
침수 깊이는 흡입구 위의 수심을 의미하며, 펌프가 깨끗하게 물을 끌어올릴 수 있는지를 결정합니다. 침수 깊이가 너무 얕으면 흡입구로 유입되는 흐름이 회전하여 와류를 형성하고, 이로 인해 공기가 펌프로 유입되어 성능과 수명이 저하됩니다. NFPA 22 Chapter 14에서 요구하는 토출구의 와류 방지판 어셈블리는 표준적인 해결책이며, 이는 탱크의 기능입니다.
흡입 탱크의 경우, Chapter 14는 또한 베이스 엘보에 벨 엔드와 체크 밸브를 요구하여 탱크가 펌프를 통해 역류하여 배수되는 것을 방지합니다. 둘 다 탱크에서 제공되어야 하는 항목이며, 흡입구 크기와 조정됩니다.
마찰 손실과 그것이 사용 가능한 예비량에 미치는 영향
흡입 라인의 마찰 손실은 유량의 제곱에 비례하여 펌프가 사용할 수 있는 양정을 감소시킵니다. 화재 시 펌프가 끌어들이는 유량에서 그 손실은 최대가 되며, 동시에 탱크로부터의 정수두는 사용 가능한 범위의 바닥에 수위가 있기 때문에 최소가 됩니다. 이러한 효과들은 사건의 같은 지점에서 발생하며, 이것이 흡입 배치가 설계 유량과 최소 수위에서 함께 평가되는 이유입니다.
탱크에 대한 결과는 사용 가능한 체적의 감소이다. 사용 가능한 체적은 펌프 흡입구에서 저수위 차단 지점까지 측정되며, 그 아래의 모든 것은 데드 스토리지(사용 불가 저장량)이다. 마찰 손실이 충분히 높아 펌프가 최소 허용 수위에서 요구 유량을 유지할 수 없는 경우, 해당 수위를 높여야 하며, 이는 사용 가능한 체적을 감소시키고 총 쉘 용량을 증가시킨다. 이것이 제14장에 따라 흡입관의 크기가 탱크 용량에 의해 결정되는 이유이며, 탱크와 펌프 사이의 긴 배관 구간이 설치 세부 사항이 아닌 설계 문제인 이유이다.
시험 유량과 인수 시운전
인수 시험은 탱크와 펌프가 함께 검증되는 단계이며, 중요한 조건에서 이 조합을 실제로 시험하는 유일한 시험입니다. NFPA 20은 펌프가 설치 후 정격 용량을 초과하는 유량에서, 토출구를 닫은 상태와 연 상태로 시험되어 정격 유량과 압력을 제공하고 운전 중 작동을 멈추게 할 조건이 발생하지 않음을 입증하도록 요구합니다.
탱크의 경우 이 시험은 두 가지 함의를 갖습니다. 탱크는 시험 지속 시간 동안 시험 유량을 공급할 수 있을 만큼 충분한 사용 가능 체적을 보유해야 하며, 시험이 요구하는 수위에 있어야 하는데, 이는 저수위 차단점과 그 위의 체적을 결정합니다.
이후 저수량도 복원되어야 합니다. NFPA 22는 인출된 용량이 허용된 재충전 시간 내에 복원되고 탱크가 소방 서비스 수위를 유지하도록 요구하므로, 충전 설비는 펌프로 입증되어야 합니다. 펌프 테스트를 실행하고 탱크를 비워둔 채로 두는 시운전 계획은 어느 기준도 충족하지 못합니다.
펌프가 의존하는 탱크 특성
탱크가 펌프에 의존하는 첫 번째 특징 그룹은 토출구의 물리적 배치입니다. 14장에서는 배관 연결과 피팅을 다루며, 흡입 탱크의 경우 탱크 용량에 따라 결정되는 토출관 크기, 바닥 엘보의 벨 엔드, 배치 내 체크 밸브, 토출구의 와류 방지판 어셈블리가 이에 해당합니다. 노즐과 흡입관 크기는 조화를 이루어야 합니다. 노즐이 너무 작으면 펌프가 끌어올릴 수 있는 유량이 제한되고, 너무 크면 높은 유속에서 와류가 발생하기 쉽습니다.
두 번째 그룹은 수면의 수위와 형상입니다. 최소 운전 수위는 가장 낮은 사용 가능 지점에서 적절한 침수 깊이를 제공해야 하며, 탱크는 그 지점에서 충분히 평평하고 넓어야 합니다. 바닥이 좁거나 깊은 원뿔형으로 배출구가 바닥 근처에 있는 탱크는 같은 용량의 더 얕은 탱크라면 감당할 수 있는 안정적인 흡입을 제공하지 못할 수 있습니다.
세 번째 그룹은 접근 및 계측입니다. 펌프는 정비가 가능해야 하고, 탱크는 내부에서 검사할 수 있어야 하며, 14장에서는 탱크에 수위 및 상태 계측 장비를 설치하여 예비 상태가 제어반과 감시 시스템에 보고되도록 요구합니다.
인터페이스 책임과 각 주체의 소유 범위
인터페이스의 두 번째 수준은 각 당사자가 소유하는 범위이며, 가장 흔히 소유자가 불분명하게 남는 항목입니다. 펌프 공급업체는 탱크의 순 용량 기준값, 기초 위 토출구의 고도, 최소 운전 수위, 흡입관의 마찰 특성 및 수위 계측기 설정값을 필요로 합니다. 이러한 정보가 없으면 펌프는 가정에 기반하여 선정되며, 가장 흔히 틀리는 가정은 수위에 관한 가정입니다.
탱크 공급업체는 제14장에 따른 배출 배치, 기준점이 포함된 순 용량 명세서, 와류 방지판과 벨 엔드를 포함한 흡입 배치 상세, 최소 운전 수위, 그리고 완성된 기초 상단으로부터의 출구 고도를 담당합니다. 소유자는 충전 라인의 재충전 배치와 역류 방지를 담당하며, 기록 엔지니어는 제12장에 따른 기초와 앵커리를 담당합니다.
계약서에 명시해야 하는 책임은 흡입 형상과 최소 레벨의 조정입니다. 탱크와 펌프를 별도로 구매하는 경우, 한 공급업체에 해당 업무를 부여해야 하며, 그렇지 않으면 인터페이스가 두 공급업체 사이에 놓여 시운전 시에야 발견되며, 그때 펌프가 탱크가 실제로 제공하는 레벨에서 정격 유량을 유지할 수 없게 됩니다.
펌프 패키지와 함께 인도할 문서
인도 패키지는 인터페이스의 탱크 측면을 펌프 패키지로 전달합니다. 여기에는 배출구가 표시된 탱크 일반 배치도, 레벨 계기 및 그 설정값, 기준점이 명시된 순용량 명세서, 와류 방지판과 벨 엔드를 포함한 흡입 배치 상세도, 최소 운전 레벨, 그리고 완성된 기초 상단으로부터의 배출구 높이가 포함되어야 합니다.
또한 조합이 작동함을 입증하는 기록도 포함해야 합니다: NFPA 22 Chapter 17에서 요구하는 탱크 인수 시험 보고서, NFPA 20에서 요구하는 펌프 인수 시험 기록, 레벨 계기 교정 기록, 허용된 시간 내에 복원된 용적을 보여주는 충수 배열 시험, 그리고 Chapter 18이 규정하는 점검 체계를 위해 NFPA 25에 따라 작성된 유지보수 매뉴얼을 다음 사람에게 전달해야 합니다. 이것들이 없으면 시스템을 수정하는 다음 사람은 두 부분을 연결하는 정보 없이 작업하게 됩니다.
탱크-펌프 인터페이스 및 각 요소의 소유 주체
인터페이스 요소 | 참조 | 펌프 요구사항 | 제공 주체 |
배출관 | NFPA 22 Ch.14 | 흡입구에서 펌프 정격과 일치 | 탱크 (펌프 포함) |
베이스 엘보 | NFPA 22 Ch.14 | 저교란 유입 | 탱크 |
체크 밸브 | NFPA 22 Ch.14 | 펌프를 통한 역류 방지 | 탱크 |
와류 방지판 | NFPA 22 Ch.14 | 유량 시 와류 또는 공기 없음 | 탱크 |
최소 운전 수위 | NFPA 22 Ch.14 | 감수 시 침수 깊이 | 탱크 (펌프 확인) |
수위 계측기 | NFPA 22 Ch.14 | 경보/감시 신호 | 탱크 (컨트롤러 포함) |
재충수 | NFPA 22 Ch.4 | 이벤트 간 만수 유지 | 소유자 |
흡입 마찰 | 수리 모델 | 유량/최소 수위 시 양정 | 배관 (조정됨) |
인수 기록 | NFPA 22 Ch.17, NFPA 20 | 정격 성능 입증 | 시공업체/소유자 |
탱크 형상 특징 및 펌프에 미치는 영향
탱크 특징 | 펌프에 미치는 영향 | 확인 | 참조 |
최소 운전 수위 | 침수, 최저 헤드 | 유량에서 안정적인 흡입? | NFPA 22 Ch.14 |
토출구 | 유량 제한, 속도 설정 | 정격 유량 통과? | NFPA 22 Ch.14 |
출구 근처 형상 | 저수위에서 수면 평탄 | 차단까지 안정적인 수위 저하? | 탱크 도면 |
와류 방지판 | 회전 또는 공기 없음 | 크기 및 올바른 높이인가? | NFPA 22 Ch.14 |
흡입 라인 | 마찰로 인한 양정 감소 | 유량/분당 손실 양정? | 수리 모델 |
레벨 계측기 | 컨트롤러 신호 | 설정값 조정됨? | NFPA 22 Ch.14 |
충전 용량 | 복원 속도 | 허용 시간 내 복원됨? | NFPA 22 Ch.4 |
역류 방지 | 예비량 격리 | 에어 갭 상세 표시? | 현장 공급 |
Center Enamel 소개
센터 에나멜(스자좡 정중과기유한공사)은 볼트 체결식 강철 저장 탱크, 용접 강철 탱크, 융착 에폭시 탱크, 아연 도금 탱크, 스테인리스 스틸 용기, 압력 용기, 알루미늄 지오데식 돔 지붕 및 플로팅 지붕을 설계하고 제작합니다. 이 회사는 30년 이상의 생산 경험을 보유하고 있으며 100개 이상의 국가에서 프로젝트에 장비를 공급해 왔습니다. 알루미늄 지오데식 돔 지붕은 API 650 부록 G, AWWA D108, 알루미늄 설계 매뉴얼, ASCE 7 및 IBC에 따라 설계 및 제작되며, 회사는 2023년에 직경 72m의 알루미늄 돔 지붕을 개발하여 수출했습니다. 엔지니어링, 제작, 코팅, 품질 관리 및 현장 서비스는 하나의 범위로 처리되므로 도면, 계산 근거 및 납품된 하드웨어가 서로 일치하는지 확인할 수 있습니다.
자주 묻는 질문
소방 펌프는 저장 탱크에서 어떻게 물을 끌어오나요?
펌프 흡입구와 파이프로 연결된 탱크의 배출구를 통해. NFPA 22 Chapter 14가 해당 연결을 규정합니다: 배출관은 탱크 용량에 따라 크기가 정해지고, 흡입 탱크는 바닥 엘보에 벨 엔드를 사용하며, 배치는 체크 밸브를 갖추고, 배출구는 와류 방지판 어셈블리를 갖춥니다. NFPA 20은 이를 통해 물을 끌어오는 펌프를 규정합니다.
탱크 출구 크기가 펌프에 영향을 주나요?
예, 양방향 모두 해당됩니다. 출구가 너무 작으면 펌프가 끌어올 수 있는 유량이 제한되어 펌프가 정격 범위를 벗어나 작동하게 됩니다. 출구가 너무 크면 개구부에서 유속이 증가하여 흡입부에서 와류 형성과 공기 혼입이 촉진됩니다. 노즐 크기와 흡입관 크기는 펌프 선정에 맞추어 조정되어야 하며, 개별적으로 결정되어서는 안 됩니다.
흡입 마찰이 사용 가능한 체적에 미치는 영향은 무엇입니까?
펌프에서 사용 가능한 양정은 유량의 제곱에 비례하여 감소하며, 탱크 수위가 가장 낮은 상태에서 설계 유량일 때 가장 심합니다. 손실이 충분히 커서 펌프가 허용되는 최소 수위에서 요구 유량을 유지할 수 없다면, 해당 수위를 높여야 하며, 이는 사용 가능한 용적을 줄이고 탱크가 제공해야 하는 총 외피 용량을 증가시킵니다.
어떤 시험 유량이 요구되며 어떻게 측정됩니까?
NFPA 20은 설치된 소방펌프가 설치 후 정격 용량을 초과하는 유량에서 토출구를 닫은 상태와 열린 상태로 인수 시험을 받아야 하며, 정격 유량과 압력을 제공하고 운전 중 성능을 저해할 수 있는 조건이 발생하지 않음을 입증해야 한다고 규정합니다. 유량은 펌프 토출구에서 측정되며, 탱크가 시험 흡입량을 공급하고 시험 내내 탱크 수위를 모니터링합니다.
탱크 출구에서의 침수 깊이가 왜 중요한가?
불충분한 침수 깊이는 개구부의 유동이 회전하여 와류를 형성하게 하고, 이는 공기를 펌프로 끌어들입니다. 그 결과 펌프는 성능 곡선 아래에서 작동하고 시간이 지나면서 손상을 입습니다. NFPA 22 14장은 이러한 이유로 토출구에 와류 방지판 어셈블리를 요구하며, 흡입 탱크의 베이스 엘보에 벨 엔드를 추가하면 더욱 보호됩니다.
소방 펌프는 어떤 탱크 기능에 의존합니까?
네 가지 그룹입니다. 14장에 따른 물리적 방류 배치: 크기가 정해진 방류관, 벨 엔드, 체크 밸브 및 와류 방지판 어셈블리. 최소 운전 수위가 적절한 침수 깊이를 제공하도록 하는 수면 형상. 14장에서 요구하는 수위 및 상태 계기를 포함한 접근 및 계장. 그리고 운전 기능: 재충전 배치, 충전 라인의 역류 방지 및 컨트롤러가 읽는 수위 신호.
소방 펌프 패키지는 탱크 공급업체로부터 무엇을 필요로 합니까?
배출구, 레벨 계기 및 그 설정값, 기준점이 포함된 순 용량 명세서, 흡입 배치 상세도, 최소 운전 수위, 완성된 기초 위 배출구의 고도, 그리고 흡입 배관의 마찰 특성을 포함한 탱크 일반 배치도. 이것들이 없으면 펌프는 가정에 기반하여 선정되며, 가장 자주 틀리는 가정은 바로 수위에 관한 가정입니다.
소방 펌프와 소방용수 탱크는 두 가지 표준에 의해 규정되지만, 이들은 하나의 수리 시스템이며, 그 접점은 흡입부입니다. 탱크는 사용 가능한 최저 수위에서 안정적인 흡입을 제공해야 하고, 출구는 와류 없이 펌프의 정격 유량을 전달해야 하며, 이 둘은 인수 시험과 이후의 반복 시험에서 함께 입증되어야 합니다.
펌프 유형과 정격, 필요한 유량과 압력, 탱크와 펌프의 상대 고도 및 현장 제약 조건을 보내주시면, 두 패키지가 하나의 시스템으로 시운전될 수 있도록 하는 탱크 형상, 토출 배치, 최소 수위 및 계측기 세트를 회신해 드리겠습니다.
엔지니어링 팀과 상담하세요
의무, 용량 기준, 적용 코드 및 현장 제약 조건을 보내주시면, 저희 엔지니어링 팀이 공급업체가 가격을 책정하고 검토자가 승인할 수 있는 사양서를 회신해 드리겠습니다. 또한 다른 탱크 유형이나 다른 범위가 더 나은 답인 경우에는 솔직하게 알려드리겠습니다.
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