永嘉縣大西洋泵業(yè)制造有限公司

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魏喜超
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浙江省溫州市永嘉縣甌北鎮(zhèn)東甌工業(yè)區(qū)沿河路7號(hào)
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325000
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XBD消防泵|消火栓泵|消火栓系統(tǒng)和消防泵的探討

2012-6-10  閱讀(517)

消火栓給水系統(tǒng):
1.1消火栓的栓口壓力和系統(tǒng)分區(qū)
  我國《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GBJ16—87修訂版(以下簡(jiǎn)稱《建規(guī)》)第8.6.2和《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045—95(以下簡(jiǎn)稱《高規(guī)》)第7.4.6條規(guī)定消火栓栓口靜水壓力不應(yīng)大于0.8Mpa,當(dāng)大于0.8Mpa時(shí)應(yīng)采取分區(qū)給水系統(tǒng)。
  美國NFPA14《StandardfortheInstallationofStanpipeandHoseSystem》(1996Editon)中規(guī)定系統(tǒng)任何一點(diǎn)的壓力在任何時(shí)間不能超過2.41Mpa,當(dāng)栓口處靜壓力超過1.21Mpa時(shí)應(yīng)設(shè)減壓裝置。
  我國
消火栓的靜壓不應(yīng)大于0.80Mpa是系統(tǒng)分區(qū)值。消火栓的靜壓要求是鑒于消火栓的質(zhì)量——承壓力。我國《室內(nèi)消火栓》GB3445—82中規(guī)定室內(nèi)消火栓工作壓力為1.60Mpa,試驗(yàn)壓力為2.40Mpa,遠(yuǎn)大于靜壓分區(qū)值0.80Mpa,因而我國的系統(tǒng)分區(qū)值可適當(dāng)提高。在美國系統(tǒng)分區(qū)有兩個(gè)值確定,一是與我國相當(dāng)?shù)乃陟o壓不超過1.21Mpa;二是系統(tǒng)任何一點(diǎn)的壓力在任何時(shí)間不能超過2.41Mpa,這是系統(tǒng)必須串聯(lián)分區(qū)的要求。據(jù)調(diào)查,我國有不少的建筑高度在60m—70m,這樣高度的建筑物加上地下室高度和屋頂水箱高度,其總高度往往大于80m,致使消火栓系統(tǒng)要分區(qū),造成消火栓給水系統(tǒng)設(shè)備、管道增加,投資增加。適當(dāng)提高此值或借鑒美國標(biāo)準(zhǔn),可節(jié)省大量投資,并簡(jiǎn)化系統(tǒng)。
  建議靜壓分區(qū)值1.0Mpa—1.2Mpa,系統(tǒng)串聯(lián)分區(qū)值2.40Mpa。這樣既可以充分利用消火栓的承壓力,又可以節(jié)省投資。

1.2消火栓的等級(jí)
    我國室內(nèi)消火栓有DN65、DN50、和DN253個(gè)規(guī)格,DN25的水喉不能單獨(dú)使用,僅可與DN65和DN50配合使用。NEPA14消火栓分為3個(gè)等級(jí):Ⅰ級(jí)為DN65的消火栓,僅設(shè)栓口;Ⅱ級(jí)為DN40的消火栓箱,配有水龍帶和水槍的消火栓,對(duì)于輕危險(xiǎn)等級(jí)的場(chǎng)所可選用DN25的水喉;Ⅲ級(jí)為DN65的栓口和DN40的消火栓箱,對(duì)于輕危險(xiǎn)等級(jí)的場(chǎng)所,DN40的消火栓箱可改為DN25的水喉;設(shè)有自動(dòng)噴水系統(tǒng)的場(chǎng)所,可不設(shè)DN40的消火栓箱。目前我國DN50的消火栓基本不用,DN40的消火栓沒有,DN25的水喉不能單獨(dú)使用。DN65的消火栓職業(yè)消防隊(duì)員和非職業(yè)消防隊(duì)員都可用。在美國DN65消火栓僅為職業(yè)消防隊(duì)員用。所以DN40、DN25的消火栓為自救消火栓。
    建議《建規(guī)》中不設(shè)消火栓的場(chǎng)所均設(shè)水喉,水喉可與給水系統(tǒng)聯(lián)合。設(shè)有自動(dòng)噴水系統(tǒng)的場(chǎng)所僅設(shè)DN65的消火栓栓口;不設(shè)自動(dòng)噴水的場(chǎng)所設(shè)DN65的消火栓栓口和DN25的水喉。這樣既可以節(jié)省投資,又可以兼顧消防隊(duì)員專業(yè)救火和非專業(yè)人員火災(zāi)初期救火。

1.3、消火栓的位置、設(shè)置以及栓口壓力
  我國《建規(guī)》和《高規(guī)》規(guī)定消火栓設(shè)在走道、樓梯附近等明顯易于取用的地點(diǎn)。消火栓的間距:高層為30m,多層為50m,水龍帶長(zhǎng)度為20m—25m。消防電梯前室設(shè)消火栓,屋頂設(shè)試驗(yàn)消火栓。消火栓栓口距地高度為1.1m,美國NF—PA14規(guī)定:(1)消火栓立管亦即是消火栓(因不設(shè)栓箱和水龍帶)不應(yīng)通過危險(xiǎn)的區(qū)域,應(yīng)設(shè)于防止機(jī)械破壞和火災(zāi)破壞的地方;(2)消火栓立管和供水邊緣立管應(yīng)設(shè)于封閉樓梯間,或者位于與封閉樓梯間等效防火的位置;(3)干式系統(tǒng)的消火栓立管不應(yīng)封閉于建筑物的墻內(nèi)或壁栓內(nèi);(4)消火栓應(yīng)置于沒有障礙物,距地0.9m—1.5m的位置。若設(shè)有自動(dòng)噴水系統(tǒng)時(shí),邊緣主管可不考慮保護(hù),給DN40的消火栓供水的立管可不考慮保護(hù)。DN65的消火栓應(yīng)位于下列位置:(a)每一個(gè)樓梯的中間樓梯平臺(tái);(b)鄰近墻的任一邊的水平出口;(c)在從建筑物進(jìn)入走廊的每一個(gè)走廊出口;(d)在有采光頂?shù)氖覂?nèi)林蔭地的每一個(gè)走廊出口和回廊出口,或者在外部公共空間進(jìn)入室內(nèi)林陰地;(e)在去屋面的zui高層的樓梯中間平臺(tái)設(shè)zui不利點(diǎn)試驗(yàn)消火栓;(f)在沒有自動(dòng)噴水系統(tǒng)的樓層zui不利點(diǎn)到消火栓的zui大距離不應(yīng)超過45.7m,在有自動(dòng)噴水系統(tǒng)的樓層zui不利點(diǎn)到消火栓的zui大距離不應(yīng)超過61m。對(duì)于設(shè)置Ⅱ級(jí)DN40消火栓的建筑物:其任何部位到消火栓距離不大于39.7m。小于DN40的消火栓距離不大于36.6m。這樣消火栓的設(shè)置與疏散距離相當(dāng),便于理解。我國《建規(guī)》規(guī)定民用建筑房間到樓梯口的疏散距離為20m—40m,設(shè)有自動(dòng)噴水系統(tǒng)時(shí)疏散距離可增加25%,即增加10m。房間門至室內(nèi)zui近點(diǎn)的直線距離為15m。如果DN65的消火栓設(shè)置在樓梯間,則樓層zui不利點(diǎn)到消火栓的zui大距離不應(yīng)超過55m,當(dāng)設(shè)有自動(dòng)噴水系統(tǒng)時(shí)為65m?!陡咭?guī)》規(guī)定的疏散距離與《建規(guī)》相同。所以如果我國規(guī)范規(guī)定DN65的消火栓設(shè)置在樓梯間,消火栓的布置與美國規(guī)范相當(dāng)。
  我國的消火栓布置僅消防電梯前室允許設(shè)消火栓,而樓梯間不允許設(shè)消火栓。原因是消火栓設(shè)在樓梯間會(huì)破壞樓梯間的密封性,即使得防排煙功能被削弱或被破壞,影響疏散,通常消火栓設(shè)在走廊內(nèi)。走廊內(nèi)的消火栓火災(zāi)時(shí)沒有保護(hù),而且走廊內(nèi)又充滿煙氣,往往本層著火點(diǎn)附近的消火栓消防隊(duì)員無法取用,消防隊(duì)員要使用本層較遠(yuǎn)的消火栓或者著火層上下層的消火栓,或者由消防車供水,水龍帶沿樓梯敷設(shè)至著火層。這樣同樣會(huì)破壞封閉樓梯間的防煙功能。其實(shí)消防隊(duì)員要5min內(nèi)才能趕到,此時(shí)如建筑物內(nèi)人員還在建筑物內(nèi),該疏散的人員已經(jīng)疏散,而無法疏散的人員僅靠疏散樓梯可能已無法實(shí)現(xiàn)。所以消火栓置于樓梯間并不影響疏散樓梯間的功能,為此建議DN65的消火栓宜設(shè)于樓梯間,DN40和DN25的自救消火栓設(shè)于走廊。
  我國的消火栓都配有水龍帶,多年不用和不維護(hù),到消防時(shí)基本不能使用,消防時(shí)消防隊(duì)員使用自帶的水龍帶。為此建議DN65的消火栓僅設(shè)栓口不配栓箱和水龍帶,DN40、DN25消火栓設(shè)消火栓箱和水龍帶。

1.4、消火栓栓口余壓
  我國《建規(guī)》和《高規(guī)》對(duì)消火栓栓口出水壓力規(guī)定為:大于0.50Mpa時(shí),消火栓處應(yīng)設(shè)減壓裝置。消火栓的充實(shí)水柱為7m、10m、13m,充實(shí)水柱對(duì)應(yīng)的消火栓zui小出水壓力為16m、19m、22m。NFPA14規(guī)定:DN65消火栓的栓口處zui大zui小剩余壓力為0.69Mpa,對(duì)于DN40和DN25的消火栓zui大zui小剩余壓力為0.45Mpa,這說明美國規(guī)范對(duì)消火栓的出口壓力很重視,消火栓的栓口壓力為恒定值,大于此值可設(shè)減壓裝置,通常為減壓穩(wěn)壓消火栓。
  消火栓栓口處的zui小剩余壓力和zui大壓力取決于消防隊(duì)員和使用者對(duì)消火栓反作用推力的承受能力,以及滅火對(duì)消火栓充實(shí)水柱的要求。我國消火栓栓口處zui大剩余壓力0.50Mpa,zui小剩余壓力為16m、19m、22m。而美國消火栓栓口處的zui小剩余壓力和zui大壓力為一個(gè)值,DN65消火栓為69m,小于DN65消火栓為45m。美國消火栓的間距大于我國的間距,其水龍帶的zui大長(zhǎng)度為3根25m的帶子,若去掉水帶和接口處的水頭損失,其實(shí)際栓口壓力與我國相當(dāng)。顯然美國的栓口壓力比我國的要大得多,其zui小剩余壓力不僅與反推力有關(guān),還和保護(hù)半徑有關(guān)。美國DN65的消火栓其設(shè)置與樓梯的間距相當(dāng),即便于消火栓立管的保護(hù)、消防隊(duì)員的應(yīng)用和人員疏散。按我國目前《高規(guī)》、《建規(guī)》對(duì)疏散距離的規(guī)定,消火栓布置在樓梯間,則消火栓的間距為40m-80m,設(shè)有自動(dòng)噴水系統(tǒng)時(shí)為50m-100m。如水龍帶為3根25m,則可一股水注到達(dá)任何部位,如利用同一樓梯間上下層的消火栓可保證有兩股水柱到達(dá)任何部位。
  為便于建筑物的美觀和消防隊(duì)員的實(shí)戰(zhàn)滅火以及與接軌,建議DN65的消火栓僅設(shè)置在疏散樓梯間內(nèi),其間距與樓梯間的間距相當(dāng),zui大zui小剩余壓力為0.50Mpa,這樣消火栓可接2根水龍帶,保護(hù)半徑會(huì)更大。DN25的水喉間距為30m,zui大zui小剩余壓力為0.40Mpa。

1.5、消火栓系統(tǒng)
  我國《高規(guī)》第7.1.3條規(guī)定室內(nèi)消防給水泵應(yīng)采用高壓或臨時(shí)高壓給水系統(tǒng),《建規(guī)》第8.6.1條規(guī)定嚴(yán)寒地區(qū)非采暖的廠房、庫房的室內(nèi)消火栓系統(tǒng),可采用干式系統(tǒng)。
  美國NFPA14把消火栓系統(tǒng)分為5個(gè)系統(tǒng):(1)全自動(dòng)干式系統(tǒng)——平時(shí)系統(tǒng)管道充滿壓縮空氣,并設(shè)有像干式報(bào)警閥一樣的裝置,允許水自動(dòng)進(jìn)入開啟的消火栓,系統(tǒng)的供水設(shè)施有能力供應(yīng)并滿足系統(tǒng)消防用水量;(2)全自動(dòng)濕式系統(tǒng)——平時(shí)系統(tǒng)管道為充水的濕式系統(tǒng),其供水設(shè)施能夠自動(dòng)供應(yīng)并滿足系統(tǒng)所需消防水量;(3)半自動(dòng)干式系統(tǒng)——干式管道系統(tǒng)上設(shè)有像雨淋閥一樣的裝置,在每一個(gè)消火栓處設(shè)一個(gè)遙控裝置,以便允許水進(jìn)入系統(tǒng),遙控裝置動(dòng)作時(shí),系統(tǒng)的供水設(shè)施有能力供應(yīng)并滿足系統(tǒng)所需消防水量(4)手動(dòng)干式系統(tǒng)——系統(tǒng)管道為干式,且系統(tǒng)無*的給水設(shè)施,手動(dòng)干式系統(tǒng)需要的消防用水來自消防車的消防泵,并通過消防水泵接合向系統(tǒng)供水;(5)手動(dòng)濕式系統(tǒng)——管道為濕式,而且連接一個(gè)小流量供水裝置以維持系統(tǒng)內(nèi)水壓,但系統(tǒng)無*的能夠滿足系統(tǒng)所需水量的給水設(shè)施,手動(dòng)濕式系統(tǒng)需要的消防用水來自消防車的消防泵,并通過消防水泵接合器向系統(tǒng)供水。
顯然《高規(guī)》所指的常高壓系統(tǒng)和臨時(shí)高壓系統(tǒng)實(shí)際都是美國規(guī)范所指的全自動(dòng)濕式系統(tǒng),《建規(guī)》所指的干式系統(tǒng)應(yīng)是美國規(guī)范所指的全自動(dòng)干式系統(tǒng)或半自動(dòng)干式系統(tǒng)。對(duì)于全自動(dòng)干、濕式系統(tǒng)而言只要消防時(shí)系統(tǒng)能全自動(dòng)并提供滿足系統(tǒng)消防所需水量即可??梢妵鴥?nèi)對(duì)消火栓系統(tǒng)提出常高壓系統(tǒng)和臨時(shí)高壓系統(tǒng)意義不大,原因是很難找到一個(gè)真正意義上的常高壓消火栓給水系統(tǒng),大西洋泵業(yè)消防泵領(lǐng)域、即消火栓給水系統(tǒng)任何時(shí)間不需啟動(dòng)消防泵即能滿足系統(tǒng)消防所需的水量和水壓。為此建議取消常高壓系統(tǒng)和臨時(shí)高壓系統(tǒng)的概念,用全自動(dòng)干式系統(tǒng)、全自動(dòng)濕式系統(tǒng)、半自動(dòng)干式系統(tǒng)、手動(dòng)干式系統(tǒng)、手動(dòng)濕式系統(tǒng)等新概念,這樣概念明確。同時(shí)鑒于國內(nèi)的實(shí)際情況,建議采用全自動(dòng)干式系統(tǒng)、全自動(dòng)濕式系統(tǒng)、半自動(dòng)干式系統(tǒng)、手動(dòng)干式系統(tǒng)4個(gè)系統(tǒng)。同時(shí)對(duì)于極為重要的建筑物采用雙水源供水系統(tǒng),即除消防水池和消防泵供水外,增設(shè)屋頂水箱或壓力水罐供水。

1.6、消火栓設(shè)計(jì)流量
  《高規(guī)》規(guī)定高層建筑室內(nèi)消火栓的設(shè)計(jì)流量為20L/S—40L/S,《建規(guī)》規(guī)定民用建筑室內(nèi)消火栓的設(shè)計(jì)流量為5L/S—30L/S,室外消防水量為10L/S—30L/S;廠房倉庫等設(shè)計(jì)流量為5L/S—40L/S;室外消防水量為10L/S—45L/S。設(shè)計(jì)消防歷時(shí),甲、乙、丙類倉庫為3h,一類高層建筑為3h,其它為2h。
  NFPA14規(guī)定Ⅰ級(jí)、Ⅲ級(jí)消火栓系統(tǒng)水力zui不利消火栓立管的zui小流量為31.55/s,附加立管的zui小流量應(yīng)為每一根15.76L/S,但總流量不應(yīng)超過78.85L/S。Ⅱ級(jí)消火栓系統(tǒng)水力zui不利消火栓立管的zui小流量為6.32L/S,不需附加流量。Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)消火栓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)消防歷時(shí)均為0.5h。當(dāng)設(shè)有自動(dòng)噴水系統(tǒng)時(shí)消火栓流量可減少。NFPA14規(guī)定對(duì)于與自動(dòng)噴水聯(lián)合的消火栓系統(tǒng),輕危險(xiǎn)等級(jí)、中危險(xiǎn)等級(jí)和嚴(yán)重危險(xiǎn)等級(jí)的室內(nèi)消火栓給水量有3個(gè)等級(jí)即0L/S、3.15/S、和6.3L/S;當(dāng)自動(dòng)噴水與室內(nèi)外消火栓系統(tǒng)聯(lián)合時(shí),室內(nèi)外消火栓給水量輕危險(xiǎn)等級(jí)為6.31L/S、中危險(xiǎn)等級(jí)為15.77L/S和嚴(yán)重危險(xiǎn)等級(jí)為31.54L/S。由此美國設(shè)有自動(dòng)噴水系統(tǒng)的建筑物室內(nèi)消火栓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水量大為減少。
  所以我們可借鑒美國的經(jīng)驗(yàn),對(duì)設(shè)有自動(dòng)噴水的建筑物可適當(dāng)減少消火栓給水系統(tǒng)的給水量。

2、消防給水系統(tǒng)穩(wěn)壓泵
  消防給水系統(tǒng)穩(wěn)壓是系統(tǒng)平時(shí)維持壓力的水泵,對(duì)系統(tǒng)起著監(jiān)護(hù)作用和使系統(tǒng)具有自動(dòng)控制的功能。穩(wěn)壓泵的壓力可根據(jù)系統(tǒng)壓力而確定,一般穩(wěn)壓泵的壓力可根據(jù)系統(tǒng)壓力而確定,一般穩(wěn)壓泵的壓力比主泵高0.1Mpa—0.2Mpa,或者穩(wěn)壓泵壓力為主泵的1.1倍—1.2倍。但對(duì)于穩(wěn)壓泵流量的確定就有不同的說法?!陡咭?guī)》第7.4.8條增壓設(shè)施應(yīng)符合下列規(guī)定:對(duì)消火栓給水系統(tǒng)不應(yīng)大于5L/S;對(duì)自動(dòng)噴水系統(tǒng)不應(yīng)大于1L/S。美國NFPA20《StandandfortheInstallationofCentrifugalFirePumps》(1996Edition)規(guī)定穩(wěn)壓泵(PressureMaintenanPumps/JoceyPumps/Make—UpPumps)的流量不少于系統(tǒng)正常條件下的泄漏量,壓力應(yīng)能足夠維持系統(tǒng)所需的壓力。顯然我國規(guī)定了穩(wěn)壓泵的流量的上限,而美國規(guī)定了穩(wěn)壓泵的下限。我國的穩(wěn)壓泵的流量設(shè)置要求是能滿足1個(gè)消防單元的用水量,美國是系統(tǒng)的泄漏水量。
  自動(dòng)噴水系統(tǒng)管道的泄漏水量按國家《采暖與衛(wèi)生工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》第3.15條規(guī)定:水壓試驗(yàn)時(shí),10min內(nèi)壓力降不大于0.05Mpa。然后將試驗(yàn)壓力降至工作壓力作外觀檢查,以不漏為合格?!蹲詣?dòng)噴水滅火系統(tǒng)施工及驗(yàn)收規(guī)范》第6.2.3條規(guī)定水壓試驗(yàn)的測(cè)試點(diǎn)應(yīng)設(shè)在系統(tǒng)管網(wǎng)的zui低點(diǎn),對(duì)管網(wǎng)注水時(shí),應(yīng)將管網(wǎng)的空氣排凈,并應(yīng)緩慢升壓,達(dá)到試驗(yàn)壓力后,穩(wěn)壓30min,目測(cè)管網(wǎng)無泄漏、無變形,且壓力降不大于0.05Mpa?!督o水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50268—97第10.2.13條規(guī)定:DN100的鋼管允許滲水量為0.28L(min•km),DN150的鋼管允許滲水量為0.3L(min•km)。顯然若管道施工達(dá)到國家規(guī)范,系統(tǒng)管網(wǎng)的泄漏水量很少。作者本人曾觀察過兩個(gè)已竣工的工程,室內(nèi)管道的泄漏水主要在管道的接口處毛細(xì)作用滲漏水,以及一端與大氣接觸的試驗(yàn)排水閥門和水泵出口止回閥的泄漏水量。管道接口處毛細(xì)作用滲漏水一般形不成水滴,多在空氣中蒸發(fā)。一端與大氣接觸的閥門漏水很易觀察,及時(shí)關(guān)閉或更換閥門便不成問題。水泵出口止回閥由于關(guān)不嚴(yán)而向水池中回水,這一現(xiàn)象不易觀察,是系統(tǒng)管網(wǎng)泄漏水量的一大隱患。例如一工程選用的穩(wěn)壓泵流量為1.33L/S,穩(wěn)壓泵長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行亦達(dá)不到設(shè)定壓力,經(jīng)檢查是水泵出口止回閥關(guān)不嚴(yán)而向水池中漏水,更換止回閥后,穩(wěn)壓泵正常工作,而且?guī)滋靻?dòng)一次。這說明系統(tǒng)的泄漏量很少很少,幾乎可以忽略不計(jì)。
  據(jù)調(diào)查國內(nèi)外穩(wěn)壓泵的流量多選為0.5L/S—2.0L/S之間,當(dāng)系統(tǒng)無氣壓罐時(shí)停泵有水錘現(xiàn)象。鑒于穩(wěn)壓泵對(duì)系統(tǒng)有著監(jiān)護(hù)和自動(dòng)控制功能的要求。我們建議穩(wěn)壓泵的流量為1.0L/S—2.0L/S,壓力為比主泵高0.1Mpa—2.0Mpa或者為主泵的1.1倍—1.2倍。穩(wěn)壓泵設(shè)有氣壓罐,若不設(shè)氣壓罐,應(yīng)在穩(wěn)壓泵的控制器上作文章,使之在停泵時(shí)不至于因水錘作用而頻繁啟動(dòng)。

3、消防泵
  NFPA20對(duì)消防泵的性能規(guī)定如下:水泵出流量為選定工作點(diǎn)的流量的150%時(shí),其揚(yáng)程不小于選定的工作點(diǎn)的揚(yáng)程的65%,關(guān)閉水泵時(shí)的揚(yáng)程不大于選定工作點(diǎn)揚(yáng)程的140%。其實(shí)際是規(guī)定了水泵的性能曲線是一條平滑的曲線。我國規(guī)范對(duì)消防水泵沒有詳細(xì)的規(guī)定,致使消防水泵的選用上有不少出入。建議設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)參考NFPA20的規(guī)定。
  《高規(guī)》和《建規(guī)》對(duì)消防水泵的性能沒有測(cè)試要求,NFPA20規(guī)定消防泵在出水管上設(shè)測(cè)量用流量計(jì)。流量計(jì)應(yīng)能測(cè)試水泵選定流量的175%,消防泵在出水管上應(yīng)設(shè)直徑大于89mm的壓力表,這樣水泵安裝后可全面測(cè)試水泵的性能,以便得知是否能滿足設(shè)計(jì)要求。建議設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中考慮這個(gè)問題。

 



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