单级泵与两级泵是我部门的最佳选择

作者:Steve Morelan—watererous公司客户服务经理bob综合手机在线登录

消防部门在制定泵送式消防设备的采购规范时，必须选择所使用的泵送设备类型。必须考虑到泵的额定容量，所需的泵级数，泵是如何驱动的，泵的位置，泵与辊能力的需要，特殊的泵性能要求，泵结构的特殊材料的需要(根据当地的水条件)，压力控制系统的类型，入口连接和出口的大小和位置，等等。这些都是重要的考虑因素，每一个都必须仔细研究，以确保仪器将发挥预期的功能。

这篇文章的目的是集中在一个最重要的考虑上面列出-所需泵级数．许多人在这个决定中挣扎，因为他们似乎缺乏对可用选项及其优点的理解。本文将讨论单级泵和两级泵的区别。3级和4级泵也很容易得到，但通常只在需要很高的排出压力时指定。

当决定是否应指定单级泵或两级泵时，应使用四个主要标准。

1. 性能
2. 泵的生活
3. 简单的操作
4. 成本

性能

应该指出的是，NFPA 1901汽车消防设备标准，不区分单级泵和两级泵。两个泵必须通过标准中列出的相同的性能测试。本质上，两个泵的作用是一样的。不同的是，它们不是设计做同样的事情。在某些操作条件下，一个泵的工作效率比另一个泵高。造成这种情况的原因超出了本文的范围，但实际的差异值得探讨。

单级泵设计用于大流量的水。如果设备的流量经常达到或接近泵的额定容量，那么单级泵可能是最好的选择。即使两级泵的额定排量相同(即1500gpm)，它也比两级泵更高效(在发动机转速较低的情况下)。单级泵工作最好的当泵送达到或接近额定容量时。

但大多数消防部门的泵并没有一直在额定容量或接近额定容量的情况下运行。事实上，它们通常只用于泵出额定容量的一小部分。看看你们舰队的装备。上一次泵在火警时达到额定流量是什么时候?对于许多部门(包括大型部门)来说，大多数火灾都是用一根手握线每分钟流动约100加仑来扑灭的。

两级串联/并联泵实际上是“双泵合二为一”。当在容积(平行)位置工作时，它们模仿单级泵的设计。在PRESSURE(系列)位置，与单级泵相比，在发动机转速较低的情况下，它们可以更高效地将流量提高到额定流量的70%。

下表显示了使用1500gpm泵获得各种常见火场流量所需的泵速和马力。泵制造商之间的实际数字可能有所不同，但比较将是相似的。

	单级		两级-压力(系列)位置
性能	RPM	惠普	RPM	惠普
100加仑每分钟150磅	3215	74	2300	32
200 GPM @ 150 psi	3235	79	2315	38
500 GPM @ 150 psi	3220	91	2515	67

泵的生活

所以两级泵在大多数流量下效率更高这对我来说意味着什么?简而言之，这意味着很多。如果使用的单级泵流量小于额定容量，则需要比两级泵转速更快。这将导致发动机额外的燃料消耗。一个典型的柴油发动机在控制速度下运行时每小时消耗大约20加仑的燃料。这听起来可能不多，但随着这些设备的使用寿命——加上今天的燃料价格——美元可以迅速增加。

此外，发动机运行速度超过必要的结果对发动机、底盘传动和传动系统组件的额外磨损。对于大多数部门来说，这并不是一个大问题，因为今天消防设备中使用的发动机、变速箱和传动系统，基本上与需要大修之前运行数十万英里的越野卡车使用的设计相同。但仍然不能回避的事实是，使用两级泵将减少这些部件的磨损量。

到目前为止，使用两级泵的最大优点是使用寿命更长。如上所述，如果使用的单级泵流量小于额定容量，则需要比两级泵转速更快。这将导致泵磨损更快。同样，这可能不是一个巨大的考虑，对于一些部门不响应许多电话，但对于繁忙的部门，这可能导致一个意外的过早的预算打破泵检修工作。

更重要的是，柴油发动机运行得越快，马力就越大。然而，泵只需要发动机输出功率的一小部分。多余的马力将转化为热能。这将导致消防泵中的水升温。如果水太热，水泵就会出现灾难性故障。

最后，如上所述，单级泵设计用于大流量的水。它们不是用来产生高压的。事实上，要在200psi的压力下达到125gpm(典型的300 ' 1-1/2攻击管线)，单级泵需要旋转快而不是在150psi下1500gpm。在这个速度下，叶轮希望流量超过1500加仑/分钟。但是软管末端的喷嘴限制了通过叶轮的流量为125加仑/分钟。这就导致了泵内大量的湍流，因为水离开叶轮无处可去。这种现象导致了所谓的“再循环空化”，它可以迅速破坏离心泵。在200psi的压力下，使用两级泵来开发同样的125 gpm，需要的速度降低了25%左右，这大大减少了泵内的循环空化量。

简单的操作

毫无疑问，单级泵比两级泵操作更简单，因为两级泵的操作人员必须决定是将泵放入VOLUME还是PRESSURE中，而单级泵则不需要这样的决定。如果操作单级泵时需要更多的流量或压力，操作人员只需提高发动机转速就可以达到这一要求。然而，这是只有操作员能做的事。如上所述，使用两级泵，操作人员可以将泵的压力(PRESSURE)转换为体积(VOLUME)，从而在不改变发动机转速的情况下获得所需的输出。实际上，由于两级泵在压力模式下可提供额定容量的70%，因此很少需要做出这样的决定。这意味着在发生火灾时，操作人员可以让泵处于PRESSURE模式。在罕见的情况下，当需要超过70%的额定容量来灭火时，操作人员会迅速观察到在全发动机油门下泵入的水不足，并意识到需要将泵转到VOLUME模式。

成本

两级泵比单级泵稍微贵一些，但与整个设备使用寿命的总成本相比，两者的成本差异并不大。如上所述，额外的初始成本将被设备寿命期间节省的燃料所抵消。

结论

与单级泵相比，两级串联/并联泵是首选的泵，原因如下:

1. 两级泵在几乎所有作业范围内的性能都更好，特别是在容量小于额定容量的70%和压力大于150psi的情况下。
2. 两级泵的使用寿命更长，特别是当泵经常用于低容量/高压应用时。
3. 对于具有两级串联/并联泵的泵来说，额外的操作人员培训是最少的。
4. 两级泵的额外初始成本是微不足道的，并被设备寿命期间节省的燃料所抵消。

Steve Morelan，拥有42年的消防服务经验，是小加拿大(MN)消防部门的退休助理消防队长和watererous公司的客户服务经理。bob综合手机在线登录他在世界各地指导了数百个泵的操作、维护和检修课程。他也是明尼苏达州认证消防设备操作员。