소방시설 가압 송수 장치(펌프 성능 및 압력 챔버)

소방시설 가압 송수 장치(펌프 성능 및 압력 챔버)

가압 송수 장치 점검 요령에 대해서 살펴보겠습니다.
가압 송수 장치는 소화에 필요한 물의 양과 적정 압력을 얻기 위해서 설치하는 장치로써 펌프 방식과 고가수조 방식 그리고 압력 수조 방식이 있습니다.

 

주로 많이 사용되는 펌프 방식에 대해서 알아보겠습니다.
먼저 흡입 측과 흡입 배관에 설치된 밸브 개방 상태 및 부속류 등의 정상 설치 여부를 확인합니다.

흡입 측은 버터플라이밸브 관이 개폐 표시형 밸브로 설치되어 있는지와 여과 기능이 있는 스트레이너가 정상적으로 설치되어 있는지 그리고 충격 흡수 작용을 하는 플렉시블 조인트(양 축심을 정확하지 않을 때 고무나 가죽의 탄성체로 축을 연결하는 것)가 정상적으로 설치되어 있는지를 확인합니다.

그리고 펌프의 공동현상을 방지하기 위한 편심 레듀사가 설치되어 있는지를 확인하고, 펌프 토출 측 배관의 설치 상태 및 부속류 등을 확인합니다.
펌프 토출 측에 설치되는 압력계는 체크밸브 이전에 분기되어 서 설치되어야 하고 펌프 토출 측 플랜지에서 가까운 곳에 있어야 합니다.

그리고 성능 시험 배관은 개폐 표시형 개폐밸브 이전에 분기에서 설치되어 있는지를 확인하면 됩니다.
체절 압력 미만에서 개방되는 릴리프 밸브가 여기 체크 밸브와 펌프 사이에서 분기한 구경 20mm 이상의 배관의 설치되어 있는지 확인합니다.

 

릴리프 밸브는 가압 송수 장치 체절 운전 시 수온의 상승을 방지하기 위한 것입니다.
그리고 릴리프 밸브가 작동될 때 배수 배관에서 가압수가 나오는지를 확인할 수 있는 조치를 해놨는지를 확인합니다.
끝으로 가압 송수 장치의 옥내소화전 펌프 표지가 있는지를 확인하면 됩니다.

 

가압 송수 장치 펌프

 

옥내소화전 기동용 수압 개폐 방치의 압력스위치로, 수조 또는 물 올림 탱크의 감시회로마다 도통시험 및 작동시험을 할 수 있어야 합니다.

 

옥내소화전 유량측정장치 175% 이상을 측정할 수 있어야 합니다.
성능 시험 배관의 유량 측정 장치 기준으로 전단 직관부에 개폐밸브를 설치, 후관 직관부에는 유량조절밸브를 설치해야 합니다.(2004년 이후부터 유량조절밸브 설치 필수)

가압 송수 장치가 기동 되는 경우 자동으로 정지되지 않아야 합니다.
수원의 수위가 펌프의 위치보다 낮은 경우 연성계와 진공계를 설치해야 합니다.

양정이 100m가 넘는 펌프는 릴리프 밸브를 10kg/㎤ 이상으로 사용해야 하므로 10kg/㎤ 미만일 경우에는 교체해야 합니다.
양정을 기준으로 최대 140%를 수용할 수 있는 압력계를 사용해야 하므로 기준 용량에 미달되는 압력계는 교체해야 합니다.
배관에 보온재를 사용할 경우에는 난연재료 성능 이상을 사용해야 합니다.

 

옥내소화전 방수구와 스프링클러 헤드까지 물을 가압하여 송수하는 장치로써 아주 중요한 심장 같은 역할을 하는 펌프의 성능시험 및 가압 송수 장치(압력 챔버) 점검 방법에 대해서 알아보겠습니다.

 

먼저 펌프 성능 시험은 건축물 특성에 적합한 방사 압 방수량의 확보 여부를 판단하기 위한 시험입니다.
펌프 성능 시험에는 체절 운전 시험, 정격 유량 성능시험(100%) 그리고 최대 유량 성능 시험(150%)이 있습니다.

체절 운전 시험은 체절 압력 미만에서 릴리프 밸브가 개방되어 물이 방출되는지 확인하는 시험입니다.
체절 압력이란 펌프 토출 측 개폐밸브를 완전히 폐쇄하여 정격 토출량이 0일 때, 정격 토출압력의 140%를 초과하지 않는 압력을 뜻합니다.

정격 유량 성능시험은 주 펌프를 동작시켜 성능시험을 할 때 펌프 명판에 표시된 토출량의 100%가 되도록 유량 조절 밸브를 조정하고 압력계의 지시 값을 기록하는 시험입니다.

최대 유량 성능 시험은 펌프 명판에 표시된 토출량의 150% 가 되도록 유량 조절 밸브를 조정할 때 압력계 지시 값을 기록하는 시험입니다.

펌프 성능 시험에 외관 점검에 대한 사항은 동일합니다.
먼저 펌프 명판에 표시된 토출량의 175% 이상을 측정할 수 있는 유량계가 수평 배관의 제대로 설치되어 있는지를 확인합니다.

 

그리고 그 유량계의 상류 측의 배관의 길이는 호칭 구경의 약 8배 이상이 되는지 그리고 여기 하류 측은 이 호칭 구경의 약 5배 이상이 되는지를 확인(원활한 유량을 측정할 수 있는 이격거리로써 법적 강제사항은 아님)하고 배관의 굴곡은 없는지를 확인하면 되겠습니다.

또 제어반에 설치되어 있는 감시제어반과 여기 펌프실에 설치되어 있는 동력 제어반 mcc 패널이 라고도 합니다.
mcc 패널에 전원이 정상 공급되어 있는지 그리고 각종 스위치는 정상 위치 즉 자동의 위치에 있는지를 확인해야 합니다.

펌프 주변에 설치된 부속장치나 밸브류 등이 정상 위치에 있는지를 확인하고 전동기 회전으로 인해서 위험하지는 않은지 주변을 확인합니다.

그리고 성능 시험 전에 펌프 명판에 있는 정격 토출량과 정격 토출 압력을 확인합니다.
토출량 175% 이상 측정 가능한 유량계 설치 여부를 확인합니다.

1차 측은 호칭 구경의 8배, 2차 측은 호칭 구경의 5배가 되는지 확인합니다.
감시제어반과 동력 제어반 전원의 정상 공급 여부를 확인합니다.

각종 스위치의 정상 위치를 확인합니다.
펌프 명판에 적힌 정격 토출량과 정격 토출 압력을 확인합니다.

 

가압 송수 장치 개폐밸브

 

이제부터 본격적으로 펌프 성능 시험의 종류에 따른 시험 과정을 알아봅니다.
먼저 체절 운전 성능 시험입니다.

 

mcc 패널에서 주펌프와 충압펌프 스위치를 수동으로 전환합니다.
다음으로 개폐 표시형 개폐밸브를 시계방향으로 돌려 개폐 밸브를 폐쇄합니다.

그러면 경보음과 함께 템퍼 스위치가 작동하게 됩니다.
이 밸브는 os&y 밸브라고도 합니다.

여기 있는 스크루와 안 보일 때까지 끝까지 밸브를 오른쪽으로 돌려줍니다.
그런 다음 릴리프 밸브 상단 캡을 열고 스패너로 릴리프 밸브 조절 볼트를 시계방향으로 돌려 이 작동 압력을 최대 높입니다.

이 과정은 릴리프 밸브가 개방되기 전에 펌프에 최대 압력을 확인하기 위한 조치입니다.
그런 다음 주 펌프를 수동(전환)을 기동 합니다.

 

펌프 운전 확인 등이 점등되지 않으면 보조 펌프를 기동을 해봐야 합니다.
이와 같이 운전 확인 등이 점등돼야 하는 것도 현장에서 확인하시기 바랍니다.

펌프 토출 측 압력계의 압력이 급격히 상승하다가 정지할 때 압력이 펌프가 낼 수 있는 최대 압력이라고 보면 됩니다.
이때 압력을 확인하고 체크에 놓습니다.

그런 다음 스패너로 릴리프 밸브 조절 볼트를 아까 돌렸던 반대방향 즉, 반시계 방향으로 적당히 돌려서 스프링의 힘을 작게 해 줍니다.

이것은 릴리프 밸브가 펌프의 체절 압력 미만에서 압력에서 개방되도록 하는 것입니다.
다시 주 펌프를 수동으로 기동 합니다.

 

다음으로 릴리프 밸브가 체절 압력 미만에서 가압수의 개방상태를 확인하겠습니다.
체절 운전 시 정격 토출압력의 140% 미만에서 릴리프 밸브가 개방되는지를 확인합니다.

만약에 릴리프 밸브가 체절 운전 미만에서 작동하지 않을 경우에 캡을 다시 열어서 스페너로 조절 볼트를 조정하여 줍니다.
끝으로 주펌프를 정지시켜 줍니다.

 

 

 

1. 체절 운전시험(릴리프 밸브 개방 시험)

 

1) 주펌프, 충압펌프를 수동 위치로 전환한다.

2) 개폐밸브를 폐쇄한다.

3) 릴리프 밸브로 작동압력을 최대화한다.

4) 주펌프 수동 기동 후, 최대 압력을 체크한다.

5) 주펌프 스위치를 정지 위치로 전환한다.

6) 릴리프 밸브를 조작해 스프링 힘을 조정한다.

7) 주펌프를 수동 기동으로 기동 시킨다.

8) 체절 압력 미만에서 가압수 개방 여부를 확인한다.

9) 정격 토출압력 미만에서 릴리프 밸브 개방을 확인한다.

10) 주펌프 스위치를 정지 위치로 전환한다.

 

가압 송수 장치 주펌프 기동

 

다음은 정격 유량 성능 시험에 대해서 알아보도록 하겠습니다.
정격 유량 성능 시험이란 펌프를 기동한 상태에서 유량 조절 밸브를 개방해서 정격유량 상태가 100% 일 때, 토출 압력이 정격 압력 이상이 되는지를 확인하는 시험입니다.

 

그 순서는 다음과 같습니다
먼저 성능 시험 배관의 개폐를 개방(왼쪽으로 돌림)하고 주 펌프를 수동으로 기동 합니다.

이때 성능 시험 배관의 유량 조절 밸브를 서서히 개방하면서 앞서 확인한 정격 토출량의 100%인 500 LPM 되었을 때의 토출 압력을 압력 게이지로 확인합니다.(유량조절밸브는 2004년 이후부터 설치)

토출압력이 펌프의 제어 펌프에 부착된 정격 토출량에서 전 양정의 100% 이상이면 정상 상태입니다.
이렇게 게이지가 0.53 메가 파스칼 이상이므로 정상 상태인 걸 알 수 있습니다.

 

2. 정격유량 성능시험

 

1) 성능 시험 배관의 개폐밸브를 개방한다.

2) 주펌프를 수동으로 기동 한다.

3) 정격유량 상태가 100% 일 때, 토출압력을 확인한다.

4) 펌프 전 양정의 100% 이상인지 확인한다.

5) 주펌프 스위치를 정지 위치로 전환한다.

 

앞서 체절 운전시험과 정격 유량 성능시험을 알아보았습니다.
끝으로 최대 유량 성능 시험에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

최대 유량 성능 시험은 정격 운전 시의 토출 압력을 확인 후에 유량 조절 밸브를 개방하면서 전격 유량의 150%에 도달했을 때의 토출 압력을 확인하는 시험입니다.
토출압력이 펌프 전 양정의 65% 이상이면 펌프의 성능시험은 정상 상태로 볼 수 있습니다.

 

 

3. 최대 유량 성능시험

 

1) 성능 시험 배관의 개폐밸브를 개방한다.

2) 주펌프를 수동으로 기동 한다.

3) 정격유량 상태가 150% 일 때, 토출압력을 확인한다.

4) 펌프 전 양정의 65% 이상인지 확인한다.

5) 주펌프 스위치를 정지 위치로 전환한다.

 

마지막으로 펌프 성능 시험 후에 펌프를 복구하는 방법에 대해서 알아보겠습니다.
성능 시험 배관 상의 개폐 밸브와 유량 조절 밸브를 폐쇄시켜 줍니다.

펌프 토출 밸브를 반시계 방향으로 돌려 개방해 줍니다.
그리고 제어반에서 충압펌프와 주펌프의 선택 스위치를 자동으로 전환시키면 복구가 됩니다.

 

4. 성능시험 후 복구 방법

 

1) 성능시험 배관의 개폐밸브와 유량조절밸브를 폐쇄한다.

2) 펌프 토출 측 밸브를 개방한다.

3) 동력 제어반에서 주 펌프와 충압펌프 스위치를 자동위치로 전환한다.
(첫 번째와 두 번째는 순서가 바뀌어도 상관없지만 물탱크가 클 경우에는 성능시험 배관을 먼저 폐쇄하는 것이 좋음)

 

끝으로 가압 송수 장치 기동 장치 압력 챔버 점검 방법에 대해서 알아보겠습니다.
보통 압력 챔버와 기동용 압력스위치 두 가지 방식으로 설치되지만 일반적으로 설치되는 압력 챔버를 점검해 보도록 하겠습니다.

먼저 압력 챔버의 압력 스위치 점검 방법입니다.
이 챔버의 압력스위치 보호 덮개를 엽니다.

지시 눈금치의 레인지 값과 디프의 설정 압력이 적정한지를 확인하고 이 단자가 풀리지 않았는 지를 확인합니다.
그리고 마지막으로 도통 시험용 종단 저항이 적절하게 설치되어 있는지를 확인하시면 됩니다.

그리고 여기 압력 챔버에 하부에 연결된 배수 밸브를 개방해서 펌프가 압력 스위치에 설정된 기동점에서 기동 되는지를 확인한 다음에 다시 배수밸브를 닫았을 때 배관 내 펌프 정지점에서 정상적으로 정지가 되는지를 확인합니다.

 

 

5. 압력스위치 점검방법

 

1) 압력스위치의 보호덮개를 개방한다.

2) 지시 눈금치의 레인지(Range), 디프(Diff) 설정압력을 확인한다.

3) 단자의 풀림 여부를 확인한다.

4) 배수밸브를 개방한다.

5) 설정된 기동점에서 펌프가 기동 하는지 확인한다.

6) 배수밸브를 폐쇄한다.

7) 설정된 정지점에서 배관 내 압력이 정지하는지 확인한다.

 

압력 챔버 모습

 

압력 챔버 내에 충분한 공개가 없을 때 펌프가 연속적으로 운전되지 못하고 이 짧은 주기로 기동 정지를 반복하게 되는데 이것을 방지하기 위해서 압력 챔버 내에 공기를 교체해줘야 합니다.

 

그럼 이 공기를 교체하는 방법에 대해 알아보겠습니다.
먼저 압력 챔버 내에 압축 공기가 적당량이 있는지를 확인해야 합니다.

펌프가 기동 되지 않도록 동력 제어반(mcc)에서 주펌프와 충압펌프의 스위치를 수동 위치로 전환시킵니다.
그리고 압력 챔버로 연결되는 개폐밸브를 잠그고 하부에 배수 밸브를 개방하여 배수되는 물에 상태를 확인해야 합니다.

배관에서 배수되는 물이 강하게 방출되면 압축 공기가 있는 것입니다.
만약 여기 배관에서 물이 약하게 방출되거나 전혀 안 나오면 챔버 내 압축 공기가 누설된 경우라서 물을 다 빼내고 공기를 다시 교체해야 합니다.

먼저 이 공기를 교체하기 전에 챔버 상부에 안전밸브의 밴트를 올려 공기를 주입시켜서 내부의 물을 완전히 배수시킵니다.
그런 다음 챔버와 연결된 급수 밸브를 계속 열고 닫아서 배관 내의 가압수로 압력 챔버 내부의 물과 이물질을 씻어 냅니다.

일부 현장에서는 안전밸브가 밴트 밸브가 아닌 릴리프 밸브로 되어 있는데 이때는 압력 스위치 연결용 동관을 풀어서 신선한 공기를 유입시켜서 챔버 내 물을 완전히 배수시키고 다시 동관을 견고하게 조립해야 합니다.

 

6. 압력 챔버 내 공기량 확인

 

1) 주펌프와 충압펌프를 수동으로 기동 한다.

2) 압력 챔버에 연결된 개폐밸브를 폐쇄한다.

3) 배수밸브를 개방한다.

4) 배수되는 물의 압력을 확인한다.

 

 

7. 압력 챔버 내 공기 교체 방법

 

1) 안전밸브 밴트를 올려 공기를 주입한다.

2) 압력 챔버 내부의 물을 완전히 배수시킨다.

3) 급수밸브를 열고 닫기를 반복하여 압력 챔버 내부를 청소한다.

 

다음으로 공기를 교체시킨 압력 챔버를 복구하는 방법입니다.
먼저 배수 밸브를 닫습니다.
그런 다음 급수를 개방하여 배관 내에 가압수로 챔버를 채웁니다.

동력 제어반에서 전원 투입, 충압펌프를 자동위치로 전환시켜서 배관 내에 세팅된 압력까지 채웁니다.
그리고 이 주 펌프 스위치를 자동모드로 전환시킵니다.

 

8. 압력 챔버 복구 방법

 

1) 배수밸브를 폐쇄한다.

2) 안전밸브를 닫는다.

3) 급수밸브를 개방하여 가압수로 압력 챔버를 채운다.

4) 충압펌프 스위치를 자동으로 전환해 세팅한 압력까지 채운다.

5) 주펌프 스위치를 자동으로 전환시킨다.

 

이상으로 가압 송수 장치 중에서도 펌프 방식의 점검 및 성능 시험 방법에 대해서 알아보았습니다.

끝까지 긴 글 읽어주셔서 감사합니다.