가압송수장치(소화펌프) 기동점, 정지점 설정 방법에 대한 고찰

가압송수장치(소화펌프) 기동점, 정지점 설정 방법

가압송수장치의 설정방법을 들어가기 전에

가압송수장치(펌프)는 설계시 계산된 정격토출양정과 정격토출량 이상의 펌프를 선정하며, 일반적으로 비용적 펌프인 원심펌프를 사용한다. 이러한, 원심펌프는 토출량이 가변적이어서 토출량과 양정이 서로 반비례하는 H-Q 성능곡선을 형성하게 된다. (그림1참조)

소화펌프의 성능곡선

그렇다보니 토출량과 양정이 큰 원심펌프는 최소유량 방출에 의한 기동 시에도 체절운전점에 가까운 양정을 가지게 된다. 이렇게 토출량과 양정이 큰 펌프의 정지점을 정격토출압력으로 설정하였을 경우, 이는 펌프가 기동하자마자 곧바로 정지점에 이르게 되는 상황이 발생한다.

주펌프의 자동정지 금지 규정 신설 이유

가. 이런 문제가 있었습니다.

펌프가 기동하는 때부터 체절점에 가까워지는 압력은 펌프에서 토출하는 압력에 비해 헤드 하나로 방수되는 압력이 작아서 배관 내부의 순간적인 압력 상승을 야기한다. 따라서, 기동용수압개폐장치의 압력스위치로 배관의 압력 상승이 전달되는 속도가 빨라지게 되고, 압력스위치의 동작으로 인해 펌프의 기동과 정지를 반복하게 하는 단속운전의 결과를 초래한다.

 

나. 개정한 이유는

이러한 단속운전은 전동기를 손상시키게 되고 또한 소화설비의 정격토출압력을 확보하지 못하는 경우가 발생되므로, 펌프의 정지점을 최소유량 기동점 이상 체절점 미만의 부근에 설정하여야 한다. 그러나, 실제 시공현장에서는 정지점을 정격토출양정으로만 설정하는 것이 대부분의 일반적인 시공사례였다. 그래서 이러한 문제점을 개선하고자 2008.12.15. 화재안전기준을 개정하여 주펌프가 기동된 경우에는 자동으로 정지되지 않도록 정지점의 설정을 없애게 된다.

 

 

소화펌프 설치시 고려할 사항

따라서 현장에서 펌프를 설치할 때에는 체절점이 정격토출양정에 최대한 가까운 펌프를 선정(최소 유량 기동점이 정격토출양정에 가까운 펌프)하여 시공하거나, 토출측의 배관에 설치하는 순환배관의 구경을 크게 하여 최소유량에도 펌프가 기동하여방수압력을 확보할 수 있도록 하여야 한다.

그러나 이러한 조치없이 단순히 전기적인 조작이나 기동압력스위치의 정지점을 체절점 이상으로 설정하는 경우 펌프가 기동되면 그 후 펌프는 체절운전과 같은 환경이 되며, 결국 오랜 펌프 기동시에는 배관의 손상 및 전동기의 손상을 가져올 수 있다. 그러므로 소방시설업자는 설계, 시공, 감리시 단순히 펌프의 정지점을 조정하여 설정하는 방법을 지양하여야 할 것이다. 즉, H-Q 성능곡선이 완만한 펌프를 사용하거나 [그림2 참조] H-Q 성능곡선이 완만하도록 순환배관으로의 토출량 배출을 검토하여 시공하여야 한다.

 

성능곡선이 완만한 펌프

소화펌프의 기동점, 정지점 설정방법

가. 실무에서 많은 경우에

대부분의 소방기술자들은 기술서나 화재안전기준의 충압펌프 기준을 적용하여 관행적으로 “자연낙차압 + 0.2Mpa이상”을 적용하여 주펌프의 기동점을 설정하고 그 압력범위 내에서 충압펌프를 설정하는 일반적이다. 그러나 정확한 펌프의 기동점과 정지점을 설정하기 위하여 가장 중요한 것은 보조펌프의 최대 운전점을 찾는 것이다. 즉, 충압펌프가 최소유량에서 토출될 때 최대 능력치를 찾는 것이 중요하다는 것이다. 쉽게 설명하면 다음과 같다.

 

나. 충압펌프의 최대 운전점은

옥내소화전이 설치된 건물에 주펌프, 예비펌프와 충압펌프가 있다고 가정할 경우 먼저 주펌프와 예비펌프를 정지하고 옥내소화전 1개를 방수하면 충압펌프만 운전될 것이다. 처음에는 압력이 올라가다가 일정시간이 지나면서 점점 압력이 떨어지게 되고 결국에는 더 내려가지도 올라가지도 않는 일정 압력을 유지하면서 운전하게 된다. 이 지점이 바로 충압펌프가 운전할 수 있는 최대 운전점이 되는 것이다.

 

다. 충압펌프의 최대 운전점이 중요한 이유

충압펌프의 최대운전점이란 반대로 말하면 주펌프가 최소 유량(옥내소화전 1개만 개방될 때 필요한 유량)에서 기동되지 않도록 하는 한계점이다. 주펌프 기동점을 충압펌프의 최대운전점 밑으로 설정하게 되면 어떤 현상이 일어날까? 화재 진압을 위해 옥내소화전을 1개만 사용하는 때에 충압펌프가 정격토출압력(0.17Mpa) 이상을 토출해 내지는 못하면서, 주펌프는 동작하지 않고 충압펌프만 계속 동작되는 현상이 발생된다는 것이다.

 

라. 이렇게 해야 한다고 생각합니다.

그렇기 때문에 충압펌프의 최대운전점 위의 지점에 주펌프의 기동점을 설정하여 주펌프가 최소유량 기동점에서 동작할 수 있는 환경을 만들어 주어야 한다. 이런 방법으로 주펌프의 기동점을 설정하였으면 충압펌프의 기동점과 정지점은 설정하기 쉽다. 충압펌프는 배관 내 누수압력을 일시적으로 보충하여 항상 일정압력을 유지하는 것이 목적이므로 정지점은 체절점 부근에서 설정하고 그 아래에 기동점을 설정하여 배관 내 압력을 조기에 감시하도록 설정하면 된다.

소화펌프의 기동점과 정지점에 대한 새로운 설정 방법

이렇게 적용하는 것이 소방기술서나 해설서 등과 다른 부분이 있어 100% 맞다고 할 수는 없지만 본인의 경험과 실무적용 사례를 보건데 일반적으로 시공하는 사례보다는 훨씬 효율적이라고 생각되며 많은 현장에서 적용하였으면 하는 바램이다.

 

작성자 : 종처리 쌤

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끝까지 읽어 주셔서 감사 드립니다.

글 내용 중에 제가 잘못 생각하고 있는 부분이 있거나,

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