st. ogn. pchor. Tomasz Bajerczak
AUTOREFERAT
TEMAT PRACY:
Ocena możliwości stosowania pomp z turbiną wodną.
Celem pracy jest przedstawienie różnych możliwości wykorzystania pomp z turbiną wodną podczas akcji ratowniczo - gaśniczych, prowadzonych przez jednostki Państwowej Straży Pożarnej. Praca ta ma również na celu analizę różnego rodzaju układów pracy z wykorzystaniem turbopompy. Ze względu na konieczność znajomości ogółu zagadnień związanych z turbopompami pożarniczymi, rozszerzeniu uległ zakres pracy, który obejmuje następującą problematykę:
budowa i działanie turbopompy,
charakterystyki turbopompy,
zastosowanie turbopomp w pożarnictwie,
przykłady obliczeniowe rozwinięć bojowych z wykorzystaniem turbopompy.
Praca również zawiera wskazówki eksploatacyjne, dotyczące wykorzystania turbopompy. Wskazówki eksploatacyjne w połączeniu z wnioskami stanowią podsumowanie całości zagadnień poruszonych w pracy, wskazują różnego rodzaju rozwiązania mogące poprzez sterowanie elementami układu lub parametrami pracy zwiększyć możliwości stosowania turbopompy.
Turbopompy w straży pożarnej wykorzystywane są przede wszystkim do wypompowywania wody z miejsc zalanych, przepompowywania cieczy niebezpiecznych z uszkodzonych zbiorników (cystern) do zbiorników zapasowych.
Turbopompy są również wykorzystywane podczas działań gaśniczych na obszarach o utrudnionym dostępie do punktu czerpania wody w celu jej dostarczenia do zbiornika samochodu.
W związku z szerokim zakresem stosowania turbopomp w akcjach ratowniczo - gaśniczych wyróżniamy następujące układy pracy turbopompy:
Podstawowy układ pracy turbopompy - w układzie tym strumień roboczy wody podawany jest z nasady tłocznej autopompy i kierowany do nasady wlotowej turbiny. Po wyjściu z turbiny strumień wody zostaje odprowadzony do zbiornika samochodu. Ciecz z układu wypompowującego turbopompy zostaje odprowadzona przewodem tłocznym z obszaru zalanego do miejsca docelowego.
Układ pompowo - gaśniczy - w układzie tym wodę z nasady tłocznej autopompy podaje się do nasady wejściowej turbiny. Po przejściu przez turbinę woda kierowana jest do zbiornika samochodu. Woda tłoczona przez pompę turbopompy również jest kierowana do zbiornika samochodu. Z drugiej nasady tłocznej autopompy wykonane jest rozwinięcie bojowe. W układzie tym autopompa pracuje z wydajnością będącą sumą wydajności linii zasilającej turbinę i linii gaśniczej. Do linii gaśniczej podaje się wodę, której ilość nie przekracza wydajności pompy turbopompy. Przy zastosowaniu dużych autopomp możliwe jest podanie około 4 do 5 prądów gaśniczych z prądownic wodnych PW - 52. Regulacja pracy takiego układu wykonywana jest w oparciu o stan wody w zbiorniku samochodu. Jeśli wody w zbiorniku samochodu przybywa, to wydajność pompy agregatu jest zbyt duża i można wówczas zwiększyć ilość prądów gaśniczych. W odwrotnej sytuacji, gdy wody w zbiorniku ubywa, wydajność pompy turbopompy jest za mała i należy zmniejszyć liczbę prądów gaśniczych.
Układ specjalny - polega na przepompowywaniu substancji niebezpiecznej z uszkodzonego zbiornika (cysterny) do zbiornika zastępczego. Podczas przepompowywania substancji niebezpiecznych jak np. produkty ropopochodne, ciecze agresywne chemicznie, itp. należy stosować turbopompy wykonane z materiałów odpornych na działanie tych substancji - tzw. wykonanie specjalne.
Podstawowymi podzespołami turbopompy są turbina wodna i pompa wirowa osadzone na wspólnym wale. Podawany z autopompy strumień wody wprawia w ruch obrotowy turbinę wodną a tym samym pompę wirową, która przetłacza wodę z obszaru zalanego do miejsca docelowego.
Charakter pracy turbopompy ściśle związany jest z charakterystykami pracy turbiny i pompy.
Charakterystyka pracy turbiny to zależność wysokości ciśnienia na wejściu i wyjściu turbiny w funkcji wydatku. Okazuje się iż wraz ze wzrostem wydatku przepływającego przez turbinę rośnie wysokość ciśnienia na wejściu i wyjściu turbiny.
Charakterystyka pompy natomiast to zależność ciśnienia od wydatku. Na podstawie sporządzonych w pracy charakterystyk pompy turbopompy można stwierdzić iż uzyskiwany przez nią wydatek w dużej mierze zależy od ciśnienia na wejściu do turbiny. Wraz ze wzrostem ciśnienia na wejściu do turbiny rośnie wydajność pompy turbopompy.
Obserwując parametry eksploatacyjne turbopompy można stwierdzić iż pompa turbopompy należy do pomp niskociśnieniowych. W związku z dużymi wydajnościami przez nią uzyskiwanymi przekraczającymi nawet wydajności najczęściej stosowanych motopomp, turbopompy można stosować przy przepompowywaniu dużych ilości cieczy na niewielkie odległości.
W układzie podstawowym parametry eksploatacyjne turbopomp są zbliżone dla wszystkich powszechnie stosowanych, do ich zasilania autopomp i zamieszczane zostały w tabeli 3. Uzyskane bowiem ciśnienia na wejściu turbiny pozwala na pracę pompy turbopompy z wydajnością od 1450 do 1850 l/min, zależności od rodzaju linii wężowych i wysokości podnoszenia.
Gdy zastosowano do zasilania turbiny w układzie podstawowym motopompę M8/8 turbopompa zaczęła pracować z wydajnością od 560 do 1300 l/min. Z rysunków 17 i 19 można odczytać iż turbopompa współpracując z autopompą uzyskuje około 70% większą wydajność niż przy współpracy z motopompą dla tych samych wysokości podnoszenia.
Niekiedy korzystne jest pracować autopompą w zakresie niższych charakterystyk (mniejsze obroty), wówczas kosztem wydatku uzyskuje się większą wysokość podnoszenia.
Układ pompowo - gaśniczy nakłada większe ograniczenia jeśli chodzi o autopompy w porównaniu z układem podstawowym. Połączenie równoległe układu zasilającego turbinę z układem gaśniczym spowodowało, iż autopompy zaczęły pracować w zakresie mniejszych ciśnień. Zbyt niskie ciśnienia uzyskiwane we współpracy autopompy A16/8 i motopompy M8/8 z układem pompowo - gaśniczym eliminują wykorzystanie ich w tym układzie.
Matematyczna analiza pracy układy z wykorzystaniem turbopompy dowiodła olbrzymie korzyści związane z wydajnością i wysokością podnoszenia przy wykorzystaniu do współpracy z turbopompą linii wężowych wykonanych z odcinków W - 110.
Sądzę iż powyższa praca szeroko traktująca problemy związane z wykorzystaniem turbopomp, ich możliwościami, zakresem stosowania w połączeniu ze wskazówkami eksploatacyjnymi przybliży pewne zasady eksploatacji tego urządzenia i przyczyni się do tego iż działania ratowniczo - gaśnicze z użyciem turbopompy staną się o wiele efektywniejszymi.
st. ogn. pchor. Tomasz Bajerczak
TEMAT PRACY:
Ocena możliwości stosowania pomp z turbiną wodną.
W powyższej pracy przeprowadzono analizę możliwości wykorzystania turbopomp w akcjach ratowniczo - gaśniczych. W celu przypomnienia ogółu zagadnień związanych z turbopompami pierwsze rozdziały pracy dotyczą głównie budowy, zasady działania i charakterystyk turbopompy.
W dalszej części przedstawiono możliwości wykorzystania turbopomp w pożarnictwie oraz przeprowadzono obliczeniową analizę parametrów eksploatacyjnych pozwalających ocenić możliwości stosowania pomp z turbiną wodną w działaniach prowadzonych przez jednostki PSP.