소방펌프의 운용방식/종류

소방펌프의 운용방식/종류

1. 소방펌프

소방용 펌프는 모터펌프이든 엔진펌프이든 소방펌프의 특성 즉 소방펌프에서 요구하는 유량과 양정을 소화할 수 있는 펌프(소방 곡선의 만족)를 소방펌프로 이해할 수 있다.

 

1.1. 엔진펌프의 이해

소방펌프로 사용되는 모터펌프와 엔진펌프의 차이점은 아래 그림에서와 같이 펌프의 동력원이 상용전원(한전전원)을 동력원으로 하는 펌프를 모터펌프, 내연기관(엔진)의 동력원을 이용하는 경우를 엔진펌프로 구분 이해할 수 있다.

 

1.2. 비상전원으로 사용할 경우 엔진펌프의 이해

엔진펌프를 비상전원(비상용 발전기)과의 비교를 해보면 아래의 그림처럼 도해 해볼 수 있다.

<그림2>에서와 같이 엔진펌프는 비상용 발전기에 적용되는 엔진과 소방용으로 적용하는 펌프를 모터 등을 제외하고 엔진의 동력원을 펌프에 직접 전달할 수 있는 펌프의 일종으로 볼 수 있다.

 

1.3. 동력전달과정의 이해

엔진펌프를 비상전원(비상용 발전설비)과 소화용수를 토출하기 위한 동력전달과정을 살펴보면 <그림3> 과 같이 비상전원(비상동력원)의 설치시와 엔지펌프의 설치시의 동력 전달 과정에서 많은 부분이 절약될 수 있다는 것을 알 수 있다.

또한 발전기 전원으로서 모타를 기동 하기 위하여는 모타 용량의 배 이상의 기동 부하를2.5~3배 이상의 기동부하를 요구하는바 모터펌프의 설치시 예비전원 발전기의 동력은 모터 용량의 2.5~3배 이상의 엔진을 적용하여 발전기의 용량을 산정하여야 하며, 엔진펌프의 선정시 모터의 기동부하 용량을 필요로 하지 않고 펌프에서 필요로 하는 실 부하 용량의 동력만을 산정하면 된다.

 

2. 엔진펌프 소화설비에서의 구성 유형

소화설비를 구성하는 방법은 주로

① 엔진펌프의 (ON-OFF 운전방법 설치)

② 엔진펌프와 충압펌프의 설치 방법

③ 주모타펌프와 예비(엔진) 펌프, 충압펌프 설치

④ 주엔진펌프 와 예비엔진펌프 즉, 엔진펌프 2대와 충압펌프의 설치 소화설비를 구성하는 방법

등이 있으며 기타 설치하고자 하는 현장의 특성에 의한 동시(병열)부하 운전, 순차부하 운전 등 다양한 운전방법으로

운용되고 있으며, 특정 운전 방법에 대하여는 후술하기로 한다.

 

엔진펌프의 운전방법은 주로 압력수조방법을 주로 사용하고 있으며, 압력수조를 설치하지 않고 토출 배관에 압력스위치를 설치하는 방법에도 적용되고 있으며 압력수조 설치 방법에 국한 이해를 돕고자 한다.

 

2.1. ON-OFF 운전

소화설비를 모터펌프 또는 엔진펌프 단독 운전의 경우와 모터펌프와 예비전원으로서 엔진펌프를 같이 설치하여 소화설비를 구성하는 방법이 있으며 엔진펌프와 관련 운전 방법에 대하여만 설명한다.

 

2.1.1 ON-OFF단독 운전

① ON-OFF 운전

소화설비 중 소화배관내의 압력차를 이용하지 않고 수동으로 ON-OFF 시킴으로 엔진펌프를 수동 동작 소화용수를 공급하는 방법이며, 충압펌프 및 압력챔버를 설치하지 않는 소화설비 구성 방법이다.

이 방법은 각층 혹은 기타 일정 장소에 설치되어 있는 소화전함과 연동 되어 수동으로 ON-OFF시키는 방법으로서 엔진펌프에서의 수동 운전과는 구별되어야 한다.

엔진펌프에서의 수동 운전은 장비의 유지 및 보수 시운전을 위한 운전으로 인식되어야 된다, .

 

② 필요 전원

ON-OFF 운전 방식에 있어서의 필요 전원은 단상 220V 전원으로서 축전지의 자동충전 전원 및 예열히타 전원, ON-OFF회로 구성 전원으로 주로 1kW미만의 전원을 필요로 하나 적용하는 엔진에 따라 필요로 하는 전원의 용량이 더 큰 용량을 필요로 하는 경우도 있다.

 

③ 수신기와의 연동

소방용 엔진펌프의 운전반에서는 ON-OFF회로 구성의 AC220V 입력 2단자가 인출되어 있거나 운전 접점(시그널)은 무전원의 접점만을 필요로 하며(ON-OFF 회로 구성을 엔진펌프 운전반에 회로를 구성 하거나 수신기에 회로를 구성 하는 방법에 따라서 입력 전원 단자 혹은

무접점의 인출방식 구분), 소방펌프의 운전시 수신기에 운전 확인 램프를 점등시켜하므로 전원 공급단자 또는 무접점 2단자와 확인 램프용 연결 2단자 등 4단자를 필요로 하고 있다.

 

2.1.2 모터펌프와 엔진펌프 연동의 ON-OFF운전

① 운전의 개요

운전 방법은 단독 ON-OFF방법과 동일하나 모터펌프의 운전 불가능시를 대비하여 예비 전원으로 엔진펌프를 설치하는 운전방법으로 이해 할 수 있다.

ON-OFF 운전뿐만 아니라 소화설비의 전 운전방법에도 적용될 수 있는 정상운전이 될 수 없는 경우는 모터 반의 회로 소화배관상의 문제 등이 있을 수 있으며 여기에서는 엔진펌프와 관련된 부분만 설명 하고자 한다.

 

모터펌프의 운전 불가능의 경우는 다음과 같은 사항이 있을 수 있다.

㉮ 상용(한전) 전원의 단전 경우

㉯ 모터의 상용전원 스위치를 OFF의 경우

㉰ 모터 회로상 접촉기의 오손, 과전압계전기의 동작(트립) 경우

㉱ 모터의 오손

㉲ 기타 수리중의 이유로 필요시 운전하지 못할 경우

 

또한 모터펌프는 운전이 되나 정상적인 소화용수의 토출이 되지 않는 경우도 나타날 수 있습니다. 이러한 경우는 펌프에서의 오손의 경우로서 다음과 같은 원인이 있을 수 있다. .

㉮ 펌프 임펠라의 오손

㉯ 상 변환으로 인한 펌프의 역 회전

㉰ 펌프 내에 에어(AIR) 의 고임 - 주로 축봉장치가 원인이 될 수 있음

㉱ 펌프 축봉장치 외의 소화용수 누수 - 동파 등의 원인에 의한 펌프의 오손

 

펌프의 정상적인 소화 운전을 하지 못하는 경우는 주로 관리자의 책임 범위에 있는 사항이라고는 하나 어떠한 원인이든 정상적인 소화 활동을 할 수 없는 경우로서 이해할 수 있으며 이러한 경우에 대비하여 엔진펌프를 설치하는 운전으로 이해할 수 있다.

 

② 엔진펌프의 운전 조건

모터펌프의 정상적인 운전이 불가능할 경우에 대비하는 소화설비에 있어서 엔진펌프의 운전 조건은 다음과 같으나 ON-OFF운전의 경우는 펌프의 운전을 "ON"시킬 경우에 국한 된다.

㉮ 상용전원의 단전

㉯ 모터펌프는 운전되나 정상적인 소화용수를 토출하지 못할 경우(셋팅 압력 이하의 운전이 될 경우)

 

③ 회로의 구성시 필요 사항

㉮ ON-OFF DC운전 회로의 구성은 DC전원으로 구성 되어야할 것이며 이에 따른 DC전원의 안정적인 확보를 위한 축전지 및 충전장치를 필요로 합니다.충전기의 선택시 단순 충전기의 선택 보다는 축전지의 상태를 감시할 수 있는 충전기의 선택도 보다 필요할 것이며 충전

기의 기능은 옵션에 따라 선택할 수 있습니다.

충전기의 주 기능은 축전지의 안정적인 충전 기능을 기본 기능으로 하고 있으며 옵션 기능으로서는 과전압 저전압(12V or 24V 이하로의 전압)시의 알람 또는 접점 인출 기능이 있는 충전기의 선택이라면 축전지의 감시에 보다 효율성을 가질 수도 있다.

㉯ 펌프의 운전시 소화배관의 압력 감시를 위한 압력 감시기 또는 압력 스위치를 필요로 하며 압력계의 설치시 주로 예비 접점을 포함한 2조의 접점으로 설치를 한다.

현재 일반적인 소화설비는 부식에 의한 녹물의 발생과 이에 따른 불순물의 생성 등으로 배관상에 설치되는 압력계 등의 정상적인 동작에 장애가 발생활수도 있으며 최소화 하기 위하여 2조을 설치하는 경우도 있다.

현재시중 유통되고 있는 화공 약품 중 음용할 수 있는 약품이 있어 소화 용수에 희석하여 사용하는 곳도 있다 이처럼 음용 가능한 화공약품

을 소화용수와 희석할 경우 소화배관의 부식이 발생하지 않으며 항상 청수을 유지할 수 있으면 이물질 생성 등의 문제는 최소화할 수 있으며 현재 사용 중인 건물도 있습니다.

모터펌프와 엔진펌프 연동의 ON-OFF운전은 모터펌프의 정상적인 운전이 되지 않을 경우에 대비하는 예비 펌프 설치의 소화설비로서 이해되며 엔진펌프의 운전조건은 모터펌프를 운전 시켰으나 모터펌프가 운전되지 않거나 운전된다 하더라고 정격압력(설정 압력)이 발생하지 않을 경우 운전하는 조건부 운전이다.

 

2.2. 엔진펌프 및 충압펌프 설치

소화설비를 주 모터펌프를 설치하지 않고 엔진펌프를 주펌프로 대체하며 충압펌프와 같이 설치 소화배관내의 압력차를 이용(압력챔버의 스위치 접점 이용)하여 자동 기동/정지하는 일반적으로 구성하는 방법이다.

이 운전방식은 상용 전원을 펌프의 동력원으로 하는 주 모터펌프의 설치를 하는 않는 방법으로서 장비 설비비 및 이에 따르는 동력전원의 설비 비용 등의 절감 잇점을 가지고 있다.

① 엔진펌프 및 충압펌프 운전

압력수조 방법으로서 주 엔진펌프 와 충압펌프, 압력챔버를 설치하여 소화배관내의 압력차이를 압력 챔버에 부착되어 있는 스위치의 단락 접점을 이용하여 엔진펌프의 자동 기동/정지 운전을 하는 방법으로서 상용전원과는 관계하지 않는 운전방법이다.

 

② 필요전원

엔진펌프에서 필요로 하는 전원은 단상 220V을 필요로 하며, 축전지의 자동 충전용 전원 및 예열히타 전원용 필요로 한다.

엔진펌프와 충압펌프의 회로 구성을 동일함에 구성할 때는 별도의 전원 입력은 필요로 하지 않으며 충압펌프의 동력 입력 전원에서 220V를 인출 회로를 구성하고 있다.

 

③ 수신기와의 연동

이 방법의 설치시 수신기와의 연결 단자는 엔진펌프 운전 접점 2단자, 엔진펌프 운전 확인 접점 2단자, 충압펌프 운전 접점 2단자, 충압펌프 운전 확인 램프용 접점 2단자 등 총 8단자를 필요로 한다.

 

2.3 모터펌프 및 엔진펌프, 충압펌프 설치

소화설비를 주 모터펌프 및 엔진펌프, 충압펌프와 같이 설치 소화배관내의 압력차를 이용하여 자동 기동/정지하는 설치 방법으로서 주로 권장하는 방법이다.

 

① 모터펌프 및 엔진펌프, 충압펌프 운전

소화 배관내의 압력차를 이용하는 운전방법으로 소화배관의 압력이 설정 압력 이하로 낮아질시 모터펌프의 운전을 우선으로 하고 모터펌프의 제 기능이 되지 않을시 소화배관의 압력이 엔진펌프의 운전점으로 낮아지면 운전하는 방법이다.

각 펌프의 운전점의 분활 조정은 압력탱크의 압력 스위치에서 이루어 진다.

 

② 필요 전원

엔진펌프에서 필요로 하는 전원은 단상 220V를 필요로 하며 축전지의 자동 충전용 전원 및 예열히타 전원용 필요로 한다.

또한 엔진펌프와 주 모터펌프, 충압펌프의 회로 구성을 동일함에 구성 할때는 별도의 전원 입력은 필요로 하지 않으며 주 모터펌프 및 충압펌프의 동력 입력 전원에서 220V를 인출 회로를 구성하고 있다.

③ 수신기와의 연동

이 방식의 설치시 수신기와의 연결 단자는 주 모터펌프 운전 접점 2단자, 주 모터펌프 운전확인 램프용 접점 2단자, 엔진펌프 운전 접점 2단자, 엔진펌프 운전 확인 접점2단자, 충압펌프 운전 접점 2단자 충압펌프 운전 확인 램프용 접점 2단자 등 총 12단자를 필요로 한다.

이 방법에서 필요로하는 접점은 3개의 접점이다.

소방펌프의 설치시 설치하고자한 소방펌프의 유량이 많을시 2대로 유량을 나누어 설치하는 경우도 있다.

이때 2대를 설치할시 필요로 하는 유량을 1/2하고 동일 양정의 펌프를 선정하고 있으며 2대의 펌프를 동시 혹은 순차 운전시 유량은 합산이 되나 양정은 합산이 되지는 않습니다.

위에서 언급된 주펌프 및 예비펌프의 운전 접점을 동일 접점에서가 아닌 별도로 구분된 접점에서 순차 접점에 의한 설정을 할때 주펌프 및 예비펌프가 순차에 의한 동시 운전점이 나타날 수 있으며, 이때 합산된 일시적 과유량에 의한 배관내의 140%를 초과하는 체절압력이 발생할 수도 있다.

 

2.4 엔진펌프 2대와 충압펌프 설치

주펌프를 엔진펌프로 선정하고 예비펌프 또한 동일한 엔진펌프로의 선정, 충압펌프와 설치하는 방법이다.

① 엔진펌프 2대와 충압펌프 설치

주로 고가수조와 관련 설치가 이루어지고 있는 방법으로서 항의 2.2.항의 엔진펌프 및 충압펌프 설치시와 동일한 방법으로서 차이점은 엔진펌프 2대를 설치하되 한대의 운전시 다른 한대는 운전대기를 하고 이미 운전 중인 엔진펌프의 이상 운전 등에 의한 정지에 대비하는 예비펌프로 이해할 수 있다.

 

② 필요 전원

엔진펌프 및 충압펌프 설치시와 동일하다.

 

③ 수신기와의 연동

주 엔진펌프와 예비 엔진펌프의 운전 접점은 각각의 신호를 받아 운전하는 방법으로서 주 엔진펌프 운전 접점 2단자, 예비 엔진펌프 운전 접점 2단자, 엔진주펌와 예비 엔진펌프 운전표시램프 각각 2단자씩 4단자와 충압펌프의 운전 2단자 확인 2단자로 구분 총 12단자를 필요로 한다.