Судовые пожарные насосы

Судовые пожарные насосы: конструкция, требования, эксплуатация и электроснабжение

Судовые пожарные насосы являются критически важным элементом системы противопожарной защиты судна, обеспечивая подачу воды под требуемым давлением к стационарным системам пожаротушения, пожарным рожкам и другим средствам. Их надежность и соответствие международным и национальным нормам напрямую влияет на безопасность судна, экипажа и груза. Данная статья рассматривает технические требования, классификацию, конструктивные особенности, схемы электроснабжения и кабельной продукции, применяемой в данных системах.

1. Нормативная база и основные требования

Конструкция, производительность и размещение судовых пожарных насосов регламентируются международными конвенциями, в первую очередь Международной конвенцией SOLAS (Глава II-2), а также правилами классификационных обществ (Российский Морской Регистр Судоходства, DNV, Lloyd’s Register и др.).

Ключевые требования SOLAS к пожарным насосам:

• Количество и производительность: Судно должно иметь не менее двух самостоятельных пожарных насосов. Их общая производительность должна обеспечивать подачу воды для пожаротушения с требуемым давлением. Для большинства грузовых судов каждый насос должен обеспечивать не менее ⅔ от требуемой суммарной производительности, а пассажирских – 100% от требуемой производительности на каждый насос.
• Давление: В любом пожарном рожке при работе двух смежных рожков (от самого удаленного и соседнего с ним) давление должно быть не менее 0.27 МПа для грузовых судов валовой вместимостью 6000 и более и 0.25 МПа для судов меньшего тоннажа. Для пассажирских судов требования выше.
• Расположение: Пожарные насосы должны быть размещены в отдельных отсеках, рассредоточенных по длине судна. Расположение, трубопроводы и органы управления должны быть такими, чтобы пожар в одном отсеке не вывел из строя все насосы.
• Источники забортной воды: Насосы должны иметь возможность забора воды как минимум из двух кингстонов (забортных отверстий), расположенных по разным бортам.
• Аварийный пожарный насос: На судах, где пожар в любом одном отсеке может вывести из строя все основные пожарные насосы, требуется установка аварийного пожарного насоса с независимым приводом, расположенного вне машинного отделения. Это обязательное требование для пассажирских судов и грузовых судов валовой вместимостью 2000 и более.

2. Классификация и типы судовых пожарных насосов

Судовые пожарные насосы классифицируются по нескольким ключевым признакам.

2.1. По типу привода

• Электроприводные: Наиболее распространенный тип. Привод осуществляется асинхронным электродвигателем переменного тока. Требуют надежного электроснабжения от главного или аварийного источника электроэнергии.
• Дизельные: Используются в качестве аварийного пожарного насоса, а также на судах, где нет возможности обеспечить электропривод требуемой мощности. Независимы от судовой электросети.
• Привод от главного двигателя: Могут применяться в качестве одного из основных насосов, если возможен отбор мощности с вала главного двигателя или редуктора. Должны оставаться в рабочем состоянии при остановленном главном двигателе (например, через муфту свободного хода).

2.2. По конструктивному исполнению

• Центробежные насосы: Абсолютно преобладающий тип благодаря простоте конструкции, высокой надежности, возможности работы на загрязненной воде, плавной регулировке производительности и созданию равномерного потока. Могут быть одно- или многоступенчатыми.
• Поршневые насосы: В настоящее время практически не применяются в качестве основных судовых пожарных насосов из-за пульсирующей подачи, сложности конструкции и больших габаритов.

3. Конструкция и состав насосного агрегата

Типичный электроприводной пожарный насосный агрегат включает следующие основные компоненты:

• Центробежный насос: Состоит из корпуса (часто чугунного с покрытием), рабочего колеса (бронза, нержавеющая сталь), вала, уплотнений. Конструкция должна быть стойкой к морской воде.
• Электродвигатель: Защищенного или водозащищенного исполнения (степень защиты IP55, IP56 или выше), с изоляцией класса не ниже F. Мощность выбирается с запасом для обеспечения пуска и работы в требуемой рабочей точке.
• Запорно-регулирующая арматура: Задвижки или клиновые затворы на всасывающих и нагнетательных трубопроводах, обратный клапан на всасывании.
• Контрольно-измерительные приборы (КИП): Манометры на нагнетании, вакуумметр на всасывании, датчики давления для системы автоматики.
• Система автоматики и управления: Шкаф управления с аппаратами пуска, защиты и контроля. Обеспечивает дистанционный пуск/останов с ходового мостика и пожарных постов, автоматическое поддержание давления в системе (частотное регулирование или байпас), сигнализацию состояния.

4. Система электроснабжения и кабельная продукция

Надежность электроснабжения пожарных насосов является первостепенной задачей. Электропроводка должна соответствовать жестким требованиям по пожарной безопасности, механической стойкости и устойчивости к окружающей среде.

4.1. Требования к кабелям

Кабели для питания и управления пожарными насосами должны быть судовыми, нераспространяющими горение, стойкими к воздействию масел, морской воды, вибрации. Основные типы:

• Силовые кабели: Для питания электродвигателей. Должны иметь медные жилы, изоляцию и оболочку из безгалогенных материалов с низким дымовыделением (например, на основе кремнийорганических соединений, сшитого полиэтилена, специальных композиций PVC). Маркировка по ГОСТ 31565-2012 (кабели судовые): КНРЭв, КНРЭм, КНРЭнг(А)-HF и аналоги.
• Кабели управления и контроля: Для цепей управления, сигнализации, датчиков. Многожильные, экранированные для защиты от электромагнитных помех. Марки: КНРЭВнг(А)-HF, КНРЭПнг(А)-HF.

4.2. Схемы электроснабжения

Основные пожарные насосы питаются от главного распределительного щита (ГРЩ). Аварийный пожарный насос должен питаться от аварийного распределительного щита (АРЩ), который, в свою очередь, получает энергию от аварийного источника (дизель-генератор или аккумуляторная батарея).

Кабельные трассы для основных и аварийных насосов должны быть разнесены по возможности максимально, чтобы исключить одновременное повреждение при локальном пожаре или затоплении.

4.3. Защита и управление

• Пусковая аппаратура: Для двигателей пожарных насосов применяются автоматические выключатели (АВ) с комбинированными расцепителями (тепловой и электромагнитный) и устройства плавного пуска (УПП) или частотные преобразователи (ЧП) для снижения пусковых токов и регулирования давления.
• Защиты: Обязательны защиты от короткого замыкания, перегрузки, «сухого хода», минимального напряжения. Для двигателей, расположенных в пожароопасных зонах, может требоваться защита от повышенной температуры подшипников.
• Дистанционное управление: Пусковые кнопки или переключатели располагаются на ходовом мостике и у входа в пожарное отделение.

5. Аварийный пожарный насос: особенности

Аварийный пожарный насос является ключевым элементом резервирования. Его особенности:

• Привод: Автономный дизельный двигатель с ручным и дистанционным пуском, способный запуститься при низких температурах. Или электродвигатель, питаемый от аварийного генератора, расположенного выше палубы переборок.
• Расположение: Вне машинного отделения, обычно в отдельной рубке на верхней палубе или в носовой части. Это обеспечивает доступ при пожаре в МКО.
• Автономность: Должен иметь собственный топливный бак, рассчитанный на не менее 18 часов работы, систему предпускового подогрева, независимый забортный кингстон.
• Кабельные сети: Если насос электроприводной, кабели от аварийного щита должны прокладываться по маршруту, не проходящему через МКО и другие пожароопасные зоны.

6. Таблица: Сравнительные характеристики основных типов приводов

Параметр	Электропривод	Дизельный привод	Привод от ГД
Зависимость от судовой сети	Полная	Отсутствует (кроме систем предпуска)	Частичная (для вспомогательных систем)
Готовность к пуску	Мгновенная	Требуется время на прогрев и запуск ДВС	Зависит от состояния ГД
Эксплуатационные расходы	Ниже	Выше (топливо, ТО ДВС)	Низкие
Уровень шума и вибрации	Низкий	Высокий	Средний/Высокий
Типичное применение	Основные насосы	Аварийный насос	Один из основных насосов (опционально)

7. Техническое обслуживание и испытания

Регламентные работы включают:

• Ежедневно: Визуальный осмотр, проверка показаний КИП.
• Еженедельно: Пробный пуск насосов под нагрузкой с проверкой давления на удаленных рожках. Проверка систем автоматического пуска и переключения.
• Ежемесячно: Комплексная проверка аварийного дизельного насоса с работой под нагрузкой не менее 30 минут.
• Ежегодно/при доковании: Проверка производительности и создаваемого напора, вскрытие и осмотр рабочего колеса и уплотнений, проверка сопротивления изоляции электродвигателя и кабелей (не менее 1 МОм).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В1: Каков минимально допустимый срок запуска аварийного пожарного насоса с дизельным приводом?

Согласно требованиям SOLAS и большинства классификационных обществ, аварийный пожарный насос с дизельным двигателем должен быть способен к надежному пуску при температуре +5°C и ниже (при наличии системы предпускового подогрева) и подаче воды не позднее чем через 5 минут после запуска. Ручной пуск должен обеспечиваться в течение 15 секунд. На судах ледового плавания требования к температуре пуска ужесточаются.

В2: Можно ли использовать кабели в обычной изоляции из ПВХ для питания пожарных насосов?

Нет, это запрещено. В судовых условиях, особенно в закрытых помещениях, при пожаре кабели с изоляцией из обычного ПВХ выделяют большое количество густого черного дыма и коррозионно-активные галоидные газы (хлороводород), что приводит к потере видимости, отравлению людей и коррозии электрооборудования. Обязательно применение кабелей, не распространяющих горение, с низким дымовыделением и безгалогенной изоляцией (маркировка -нг(А)-HF, LS, LSHF).

В3: Как выбирается мощность электродвигателя пожарного насоса?

Мощность выбирается на основе гидравлического расчета системы, учитывая требуемую производительность (м³/ч), напор (м.в.ст. или МПа), КПД насоса и КПД передачи. К расчетной мощности добавляется запас не менее 10-15%. Особое внимание уделяется пусковому режиму: момент сопротивления центробежного насоса пропорционален квадрату частоты вращения, поэтому пусковой ток может в 5-7 раз превышать номинальный. Для его ограничения применяются УПП или ЧП.

В4: Что такое система поддержания давления (jockey pump) и является ли она обязательной?

Это малый подпиточный насос, поддерживающий постоянное давление в пожарном трубопроводе в режиме дежурства, когда основные насосы выключены. Его применение не является прямым требованием SOLAS для водяных систем, но широко используется на судах для предотвращения частых пусков основных мощных насосов при незначительных утечках и для обеспечения мгновенной готовности системы. Он включается при падении давления ниже уставки и отключается при восстановлении. Основные пожарные насосы запускаются при дальнейшем, более значительном падении давления.

В5: Каковы требования к прокладке кабелей, питающих аварийный пожарный насос?

Кабели, питающие аварийный пожарный насос от аварийного распределительного щита, должны прокладываться по маршрутам, максимально удаленным от машинного отделения и других пожароопасных помещений. Предпочтительна прокладка по открытой палубе или в специальных коридорах, имеющих класс огнестойкости. Если кабели проходят через зоны с повышенной пожарной опасностью, они должны быть защищены от огня (например, в огнестойких коробах или иметь специальное огнезащитное покрытие) для обеспечения работоспособности в течение времени, требуемого правилами.

Заключение

Судовые пожарные насосы представляют собой сложную инженерную систему, где механическая часть, электропривод, система управления и кабельная инфраструктура должны соответствовать высочайшим стандартам надежности и безопасности. Грамотный выбор оборудования, правильный расчет и монтаж кабельных линий с применением специализированной продукции, а также строгое соблюдение регламентов технического обслуживания являются обязательными условиями для обеспечения постоянной готовности системы к действию в аварийной ситуации. Интеграция современных решений, таких как частотное регулирование и интеллектуальные системы мониторинга, позволяет повысить энергоэффективность и диагностируемость, не снижая при этом требований к отказоустойчивости.