옥내소화전설비 펌프의 성능곡선(H-Q 곡선)

소화펌프 성능곡선에 대하여

가. 소화펌프의 특징

소화펌프는 토출량에 변화가 있는 펌프이다. 옥내소화전설비의 방수구 하나가 개방되는 상황에서도 펌프는 기동하고 옥내소화전 두 개가 개방되는 상황에서도 동일한 펌프가 기동된다. 화재안전기준에서는 옥내소화전이 최대 두 개가 개방될 것이라고 예상하고 있지만 때로는 세 개의 옥내소화전설비 방수구를 사용하여 화재진압활동을 할 수도 있다. 소화펌프는 이렇게 토출량이 변동되는 특징이 있다.

 

나. 펌프의 토출량과 압력 변화

펌프의 성능시험인 세가지 시험 모두 펌프 토출량의 변화를 기준으로 압력의 변화를 측정한다. 토출량의 변동 즉 유량의 변동에 따라 펌프의 압력이 급변하지 않아야 한다. 스프링클러 헤드 하나가 개방되거나 또는 30개가 개방되거나에 상관없이 동일한 펌프가 기동하게 되는데, 펌프의 압력이 급상승하거나 급감하지 않는 성능이어야 한다는 것이다.

 

다. 펌프 성능곡선(H-Q 곡선)의 제시 목적

펌프의 성능곡선(Pump Performance Curve)은 펌프가 운전되는 체절운전점, 정격운전점, 최대운전점에서의 성능기준을 제시하는 것이다. 펌프 토출량의 변화에 따라 펌프 압력이 급상승하거나 급강하하지 않도록 하여야 하므로 세 가지의 기준점을 제시하는데 그 목적이 있다. 결국 펌프 토출량의 변화(방출 유량의 변화)에 따른 압력과의 상관관계를 보여준다.

 

 

펌프 성능곡선의 표시

 

펌프의 성능 규정

 

가. 체절운전점

펌프가 토출량이 0인 체절운전을 하는 경우 정격토출압력의 140%를 초과하지 않아야 한다. 그러므로 체절운전점의 표시는 유량은 0인 상태에서 압력은 정격토출압력의 140%인 지점이 된다. 표에서는 A 지점을 말한다.

 

나. 정격운전점

펌프의 정격운전이라는 것은 펌프가 정격토출량을 배출하는 경우 정격토출압력이 형성되는 것을 말한다. 그러므로 정격운전점은 토출량이 100%인 지점과 토출압력이 100%인 지점이 만나는 곳이 된다. 표에서는 B 지점으로 표기하였다.

 

다. 최대부하운전점

최대부하운전이란 펌프가 정격토출량의 150%로 운전시 정격토출압력의 65% 이상이 되는 것을 말한다. 그러므로 최대부하운전점은 토출량이 150%인 지점과 토출압력이 65%인 지점이 만나는 곳이 된다. 표에서는 C 지점으로 표기하였다.

 

펌프의 성능곡선

펌프 성능곡선

가. 펌프 성능곡선에서의 양정과 토출량

펌프의 성능곡선은 펌프의 토출량(Q)과 양정(H)과의 관계를 보여준다. Y축은 양정(Head)을 나타내고 X축은 유량(Flow Rate)을 나타낸다. 곡선을 살펴보면 유량이 많을수록 즉 펌프의 토출량이 많을수록 양정(Head)은 감소한다. 토출량이 없는 체절운전점에서는 펌프의 압력이 최상으로 상승한다. 그리고 펌프의 토출량이 최대 부하인 상태에서는 양정이 감소하게 된다.

 

나. 펌프의 성능시험 결과와 성능곡선의 비교

펌프의 체절운전시 정격토출압력의 140%를 초과해서는 안되므로, 체절운전시험 결과 펌프의 체절운전압력은 성능곡선의 체절운전점 아래에 형성되어야 한다. 그리고 정격토출량의 150%를 토출하는 때에는 정격토출압력이 65% 이상이 되어야 하므로, 펌프의 토출압력은 최대부하운전점 이상에 위치하여야 한다. 그러면 펌프의 성능이 정상이라고 본다.

 

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