摘要:介绍了旋流防止器的工作原理,通过比较国内及欧美等相关规范,对旋流防止器在消防给水系统中的淹没深度、安装净 距等进行了分析,对其设计应用提出了建议,并对规范相关条文提出了意见以供参考。
D/mm 65 80 100 150 200 250 300 400 500
收稿日期:2020-03-09 作者简介:汪波(1980—),男,湖北咸宁人,高级工程师,从事建筑给水排水设计研究工作。
喇叭口和防止旋流器的淹没深度确定,当采用出水 管喇叭口时,应符合本规范第 5113条第 4款的规 定;当采用防止旋流器时应依照产品确定,且不应小 于 150mm的保护高度[1]。国标图集《消防给水及 消火栓系统技术规范(15S909)》对上述条款进行了 说明,即最低有效水位均从旋流防止器上沿水平以 上起算,最小净距不应小于 200mm及 150mm,见 图 1、图 2。此外,在国标图集《高位消防贮水箱选择使用 及安装(16S211)》中,也 提 供 了 旋 流 防 止 器 的 安 装 尺寸要求及管件的尺寸表,特别是旋流防止器边缘 距水箱壁的安装间距,图集中注明应不小于 03倍 的吸水管管径。
国外规范中对于旋流防止器则有更为详细的介 绍和规定,例如美国消防规范 NFPA22—2018[2]中 规定,作为消 防 泵 取 水 水 源 的 消 防 水 箱 (池 )内,其 吸水口需安装防止旋流的装置。该装置由一块安装 在水箱(池)吸水弯管上的水平钢板组成,水平钢板 直径应不小于吸水管直径的 2倍,高出箱(池)底距 离 不 小 于 吸 水 管 直 径 的 1/2且 不 小 于 6英 寸 (152mm),见图 3、图 4。以水管管径 DN200为例, 则防止旋流 装 置 高 出 水 箱 (池 )底 部 的 净 距 不 小 于 152mm。
欧盟规范 (以 英 国 规 范 为 例)BSEN12845∶ 2015[3]中规定 了 消 防 水 箱 (池 )的 最 低 有 效 水 位 由 吸水管至最低有效水位的最小尺寸(A)及吸水管至 箱(池)底的最小尺寸(B)确定(图 5、图 6),并列出
不同吸水管径对应的尺寸要求,见表 1。从表中可 以看出,若吸水管直径为 DN200的话,则水箱(池) 的最低有效水位距水箱(池)底的距离为 077m(A +B),即距水箱(池)底部 077m范围内的储水容 积属于无效容积。但规范同时规定,当吸水管端部 装设旋流防止器,且旋流防止器的直径满足表 1要 求时,吸水管至最低有效水位的最小尺寸 A可减小
旋流产生的原因是管道吸水液面逐渐下降过程 中,靠近管口处流速较远处的流速大,导致管口处产 生负压,由于水流动的连续性,周围水流快速补充负 压区域,从而形成了旋流。在这一过程中,由于管口 流速过快,一方面补充的水流会携带少量空气进入
管道;另一方面由于管道内负压的原因,原来溶解于 水中的空气也会部分析出从而混入管道内,这样不 仅减小了管道的输水量,同时混入的空气也会造成 后续水泵气蚀现象的发生。
关键词:消防给水;旋流防止器;淹没深度;安装净距 中图分类号:TU892文献标志码:B文章编号:1008-3707(2020)05-0069-03
旋流防止器是安装在管道前端,避免管道输送 液体过程中产生旋流并防止空气进入管道的一种特 殊管件。其基本功能是保证管道的输送流量,避免 后续水泵发生气蚀,同时使得容器的有效容积得到 最大化利用。旋流防止器可用于化工、能源及给排 水工程等领域,特别在消防给水系统中,作为一个重 要管件,国家 标 准 《消 防 给 水 及 消 火 栓 系 统 技 术 规 范(GB50974—2014》(以下简称《水消规》)明确提 出了消防水池及高位消防水箱内需设置旋流防止器 的要求,并对其淹没深度等作出了规定。因国内相 关规范及图集等对旋流防止器的规定及介绍较少, 部分设计人员对其工作原理及设置的要求等缺乏认 识和了解,故通过国内外相关规范的比较,能够在一定程度上帮助 广大设计人员更好地应用旋流防止器。
而旋流防止器的工作原理在于,其伞形的构造 大幅度提升了管道吸水口的面积,不仅减小了进入管 口处的水流速度,其导流叶片同时起到了均匀水流 的作用,避 免 空 气 的 进 入,并 且 可 以 使 水 面 均 匀 下 降,从而有很大成效避免了旋流的产生。
国家规范 《水 消 规 》中 涉 及 旋 流 防 止 器 的 条 款 共 2条,分别为第 5113条第 4款:离心式消防水 泵吸水管、出水管和阀门等,应符合下列规定:……4 消防专用水泵吸水口的淹没深度应满足消防水泵在最低 水位运行安全的要求,吸水管喇叭口在消防水池最 低有效水位下的淹没深度应根据吸水喇叭口的水流 速度和水力条件确定,但不应小于 600mm,当采用 旋流防止器时,淹没深度不应小于 200mm[1]。以及 第 526条第 2款:高位消防水箱应符合以下规定: ……2高位消防水箱的最低有效水位应根据出水管
浙江建筑,第 37卷,第 5期,2020年 10月 ZhejiangConstruction,Vol.37,No.5,Oct.2020
ApplicationAnalysisofSwirlPreventerinFireWaterSupplySystem