مکانیک

پمپهای آتشنشانی , ساختار، عملکرد و استانداردها

آشنایی با خصوصیات و الزامات فنی پمپهای آتشنشانی (Stationary Pumps)

پمپهای آتشنشانی از حیاتی ترین تجهیزات نصب شده در یک مجموعه آتشنشانی به شمار میروند که باید در مواقع حساس، با ضریب اطمینان بالایی عملکرد صحیحی نشان دهند.

لذا اطمینان از نصب و عملکرد صحیح پمپ استانداردی جامع می طلبد که استاندارد NFPA برای این موضوع مرجع قابل قبولی ارائه داده است.

NFPA 20 با نام پمپ های ایستگاهی برای محافظت در برابر آتش ، در حکم مرجعی موثق جهانی، اطلاعات دقیق را درباره پمپ های آتشنشانی ارائه می دهد.

ضمائم A و B – که جزو استاندارد NFPA 20 نیستند – رئوس ارزشمندی درباره طراحی، نصب، آزمایش و نگهداری و عیب یابی پمپ های آتش نشانی بیان می کنند.

در این مقاله به بررسی این نوع از پمپ ها، طبق استاندارد NFPA 20 می پردازیم که برای دانلود اصل استاندارد میتوانید از لینک زیر استفاده نمایید.

کاربرد پمپهای اتشنشانی: در موردی که فشار تغذیه آب عمومی برای فعال کردن اسپرینکلرها خیلی کم است یا انشعاب آب عمومی تامین نشده است، استفاده از پمپهای آتشنشانی ضروری می شود.
پمپهای آتشنشانی کمی گران هستند ولی برای مکان هایی که به تقویت فشار آب نیاز دارند یا تغذیه آب عمومی ندارند، بسیار ارزشمند هستند.

همچنین ،پمپ های آتشنشانی انواع و اندازه های مختلف دارند.

بیشتر پمپهای آتشنشانی محرک های دیزل یا الکتریکی دارند.
پمپ های تقویت فشار معمولا الکتریکی هستند در حالیکه استفاده از پمپ های دیزل برای مخازن آب اختصاصی مرسوم تر هستند.

ظرفیت پمپ ها از gpm 25 تا gpm 5000 و بیشتر و محدوده فشار آنها از 50 تا psi 125 و بیشتر متغیر است.
بعضی از آنها از نوع توربینی با محور عمودی هستند در حالیکه بقیه، پمپ های گریز از مرکز هستند.

——————————–

جزییات پمپهای آتشنشانی طبق استاندارد NFPA 20

به خاطر اهمیت ویژه پمپ های آتشنشانی، NFPA استانداردهایی هم برای متریال و هم برای منحنی های عملکرد این پمپ ها وضع کرده است. یک پمپ آتشنشانی باید مطابق با استاندارد NFPA 20 باشد. تا حدودی، خصوصیات و منحنی عملکرد پمپ های آتشنشانی متفاوت از نمونه های دیگر می باشد.

در اینجا به برخی ویژیگی های این دسته پمپ ها، طبق استاندارد NFPA می پردازیم.

1) اصول پمپهای آتشنشانی هماهنگ با نفپا

ماکزیمم ایمنی و معیارهای فشار خروجی کل از اهمیت بالایی در این پمپ ها برخوردار است.

برخی از اصول بنیادین عبارتند از:

1- انتظار می رود که این پمپ ها فشاری معادل 140-120 درصد نامی خود را (در شرایط نرخ جریان صفر) ایجاد کنند.
2- نقطه نامی پمپ، فشار و جریان معادل 100 درصد فشار و جریان نامی را ایجاد می کند.
3- بیشترین نرخ جریان مورد انتظار از یک پمپ آتش نشانی، نرخ جریانی معادل 150 درصد نرخ جریان نامی در فشاری معادل 65 درصد فشار نامی است.

ویژگی های این سه نقطه، به تعریف منحنی مشخصه پمپ برای یک پمپ آتش نشانی خاص کمک می کنند.

اندازه مناسب: یک پمپ آتشنشانی باید به اندازه ای بزرگ باشد که بتواند آب کافی (جریان و فشار) برای بیشترین جریان مورد انتظار از هر اسپرینکلر منفرد یا یک سیستم سیلابی همچنین یک مقدار اضافه (شیلینگ آتشنشانی) برای نیازهای اطفاء حریق، را تامین کند.

مثلا، اگر بیشترین تقاضای اسپرینکلر gpm 1000 در فشار psi 60 باشد و تقاضای مورد نیاز (شیلنگ آتش نشانی) gpm 500 باشد، آنگاه تامین دست کم gpm 1500 نرخ جریان در فشار psi 60 از مجموعه ای از پمپ آتش نشانی و آب عمومی یا مخزن اختصاصی انتظار می رود.

2) انواع پمپ های آتشنشانی

پمپ های آتشنشانی مورد تأیید استاندارد NFPA 20 چهار نوع هستند:

1- پمپ های سانتریفوژ یک طبقه افقی Horizontal End Suction Centrifugal Pump
2- پمپ های عمودی خطی Vertical In-Line Pump
3- پمپ پمپ های دو مکشه Horizontal Split-Case or Double Suction Centrifugal Pump
۴- پمپ های عمودی توربینی Vertical Turbine Pump

3) منحنی عملکرد پمپ های آتشنشانی

بر طبق استاندارد NFPA 20 منحنی مشخصه پمپ های آتشنشانی به صورت زیر تعریف می شود:

الف) هد پمپ:  برای تمامی انواع پمپ، هد نقطه شات اف نباید از 140 درصد هد نقطه کاری تجاوز نماید.
ب) دبی و فشار : منحنی مشخصه پمپ باید از محل تلاقی دبی و فشار نقطه کاری و یا بالاتر از این نقطه عبور نماید. به عبارت دیگر در پمپ های آتشنشانی تلرانس منفی برای پمپ مجاز نمی باشد.
پ) بار اضافی: منحنی عملکرد پمپ باید به گونه ای باشد که در دبی های بیش از 150 درصد نقطه کاری، هد پمپ بیش از 65 درصد افت نکند.

—————————————————————–

سایر خصوصیات پمپ های آتشنشانی

– تمام اندازه گیریها و محاسبات باید برای آب تمیز با دمای 20 درجه سانتیگراد انجام شود.
– برای حالتی که دبی به 150 درصد نقطه کاری می رسد، توان مورد نیاز موتور می بایست مشخص شود و در صورت درخواست کارفرما توان نامی محرکه بر اساس این حالت انتخاب گردد.
– برای اطمینان از عملکرد پمپ ها در شرایط خواسته شده، سازنده می بایست هر پمپ را جداگانه با آب تست نماید و گواهینامه های تست را ارائه نماید. در گواهینامه تست می بایست منحنی عملکرد، توان جذبی موتور و منحنی بازده نشان داده شود.
– در مواقعی که پمپ می بایست مکش منفی انجام دهد نباید از پمپ های سانتریفوژ استفاده نمود.
– هر پمپ می بایستی پلاک جداگانه ای داشته باشد. در پلاک پمپ می بایست فشار کاری، دبی نقطه کاری، سرعت چرخش و فاکتورهای عملکرد موتور ذکر گردد.
– هر پمپ می بایستی دارای فشار سنج در سمت رانش و مکش باشد.
– پوسته هر پمپ می بایستی دارای شیر فشار شکن باشد.
– کوپلینگ موتور پمپ و سایر اجزا دورانی پمپ می بایستی مجهز به محافظ (گارد) باشد.

 موتورهای الکتریکی یا الکتروموتورهای پمپ ها طبق استاندارد

– الکتروموتورها می بایست بر طبق استاندارد NEMA MG-1 باشند.
– تمام الکتروموتورها می بایست مناسب جهت کارکرد دائم باشند.
– موتورها نباید سرویس فاکتور کمتر از 1.15 داشته باشند.
– در مواقعی که امکان پاشش آب وجود داشته باشد، الکتروموتورها می بایست از نوع TEFC باشند.
– در مواقعی که عدم قطعیت در تأمین برق وجود دارد، می بایست منبع قدرت یدکی تأمین شود.
– وقتی ژنراتور برای تأمین برق الکتروپمپ استفاده می شود، منبع انرژی می بایست الزامات استاندارد NFPA 110 را داشته باشد.

دیزل موتورهای پمپ آتشنشانی

– موتورهای دیزلی استفاده شده در پمپ های آتشنشانی، می بایست قابل اطمینان، با کیفیت بالا و برای سیستم های آتشنشانی طراحی شده باشد.
– در حالتی که موتور دیزل انتخاب شده است، می بایست دمای محیط و ارتفاع از سطح دریا مورد توجه قرار گیرد.
– پمپ و دیزل موتور می بایست توسط کوپلینگ های انعطاف پذیر کوپله شوند.
– دیزل موتورها می بایست مجهز به گاورنر باشند و قابلیت تنظیم سرعت دیزل بین 10 درصد شات اف و ماکزیمم بار کاری پمپ را داشته باشد.
– دیزل موتور باید دارای دستگاه خاموش کننده افزایش سرعت Over speed shut-down deviceباشد که وقتی سرعت 20 درصد افزایش می یابد دیزل خاموش گردد.
– موتور می بایست مجهز به سرعت سنج Tachometer باشد.
– موتور می بایست داری گیج فشار روغن باشد.
– موتور می بایست دارای نشانگر دما باشد.
– تمام نشانگر های کنترلی موتور می بایستی به طور مناسبی به تابلو کنترل متصل گردند.
– هر دیزل موتور می بایستی مجهز به دو باتری ذخیره باشد.
– هر باتری می بایستی دو برابر ظرفیت برای نگه داشتن سرعت میل لنگ که توسط سازنده توصیه شده است، دارا باشد.
– هر دو باتری می بایستی دارای کنتاکتورهای دستی کنترلی باشند تا وارد مدار گردند.
خ) تجهیزات جانبی
– شیرآلات مکش و رانش می بایستی از نوع دروازه ای OS&Y باشند.
– درمواقعی که بین قطر فلنج مکش و لوله مکش اختلاف سایز وجود دارد، یک تبدیل خارج از مرکز می بایست استفاده شود.
– درمواقعی که بین قطر فلنج رانش و لوله رانش اختلاف سایز وجود دارد، یک تبدیل مرکزی می بایست استفاده شود.
پمپ های آتشنشانی می بایستی دارای، شیر فشار شکن پوسته Casing relief valve، شیر تخلیه هوا در خروجی (برای پمپ های دو مکشه اسپلیت کیس) و فشار سنج باشند.

پمپ های جاکی Jockey Pumps

– پمپ های جاکی برای ثابت نگه داشتن فشار در تمام زمانها در سیستم آتشنشانی استفاده می شود.
– جاکی پمپ باید فشار خروجی کافی داشته باشد تا فشار مورد نظر سیستم محافظتی آتشنشانی تأمین گردد.
– پمپ های جاکی همچنین از ایجاد ضربه قوچ وقتی پمپ اصلی وارد مدار می شود جلوگیری می کند.

——————————

سیستم کنترلی پمپهای آتشنشانی با محرکه الکتریکی

– پانل می بایستی به طور ویژه برای کارکرد پمپ های آتشنشانی با محرکه الکتریکی ساخته شوند.
– تمام سیستم کنترلی باید قبل از ارسال از کارخانه توسط سازنده، مونتاژ، سیم کشی و تست گردند.
– طراحی سیستم کنترلی می بایست بسیار قابل اطمینان باشد.
– مفهوم هر لامپ و یا دکمه و مانند آن روی پانل می بایستی به گونه ای نوشته شود که امکان پاک کردن و یا از بین بردن آن نباشد.

پوشش Enclosure :
– پانل می بایستی به طور مطئمنی در برابر قطرات آب محافظت شود (حداقل مطابق توصیه های NEMA و IEC). وقتی که تجهیزات در محیط های بیرون و یا ویژه ای نصب می گردند، درجه حفاظت تابلو می بایستی مناسب باشد.
– پانل می بایستی کاملاً روی زمین مستقر شود.
– پانل های نوع ایستاده On stood یا دیواری می بایستی مجهز به تمام تجهیزات لازم جهت نصب باشند.
– پانل می بایستی به طور مطمئنی قفل شود.

راه اندازی و کنترل:
– راه اندازی و کنترل می بایستی بصورت دستی یا اتوماتیک باشد.
– کنترلر اتوماتیک باید خود عمل کننده Self-acting برای راه اندازی و محافظت الکتروموتور باشد.
– وقتی سویچ فشار استفاده می شود، باید سویچی استفاده شود که مستقل از تنظیمات بالا و پایین کالیبر در مدار کنترل باشد.
– برای تمام پمپ ها و همچنین پمپ جاکی، هر کنترلر باید سویچ فشار جداگانه مخصوص خودش را داشته باشد.
– برای حالت غیر اتوماتیک، سوئیچ عملکرد دستی روی کنترل پانل باید به گونه ای باشدکه موتور به صورت دستی روشن شود و عملکرد سوئیچ دستی تأثیری بر سوئیچ فشاری نداشته باشد. سیستم باید به گونه ای باشد تا موقع خاموش کردن دستی، سیستم در حالت کار باقی بماند.

تجهیزات سیگنال و آلارم
– یک نشانگر قابل رویت باید دسترسی توان در تمام فازها را نمایش دهد.
– نقص فاز یا برگشت فاز Phase reversal در ترمینال کنتاکتورهای موتور باید مونیتور شود. تمام فازها می بایستی مونیتور شوند.

– کنترلر باید مجهز به مدارات عملکرد زیر باشد:
الف) کارکرد موتور و پمپ
ب) دو فاز شدن جریان
پ) برگشت فاز
ت) کنترلر به منبع جایگزین Alternative source متصل شده است.

سیستم کنترلی پمپهای آتشنشانی با محرکه دیزلی

– کنترلرها می بایست به طور ویژه برای کارکرد پمپ آتشنشانی با محرکه دیزلی ساخته شوند.
– تمام سیستم کنترلی باید قبل از ارسال از کارخانه توسط سازنده، مونتاژ، سیم کشی و تست گردند.
– تمام کنترلرها باید دارای علامت Diesel Engine Fire Pump Controller باشند و نام سازنده دستگاه در محل مناسبی درج گردیده باشد.

– کنترلر می بایست تا جایی که عملاً امکان دارد نزدیک دیزل موتور باشد و در کنار آن نصب گردد.
– کنترلر باید در محلی نصب گردد و یا به طریقی محافظت گردد که امکان خرابی ناشی از پاشش آب از پمپ ها و یا اتصالات نباشد.
– پوشش باید مطابق استاندارد NFPA 70 باشد.

– راه اندازی و کنترل می بایستی به صورت اتوماتیک و یا غیر اتوماتیک باشد.
– منبع تغذیه اولیه کنترلر نباید برق ac باشد.
– وقتی سیستم کنترل فشار آب استفاده می شود، مدار کنترل باید سوئیچ فشاری داشته باشد که مستقل از تنظیمات بالا و پایین کالیبراسیون باشد.

– برای حالات زیر می بایست نشانگرها و آلارمهای جداگانه ای وجود داشته باشد:
1) از کار افتادن استارت اتوماتیک موتور
2) خاموش شدن موتور به خاطر سرعت غیر مجاز Over speed
3) خرابی باتری.
4) از کار افتادن شارژر باتری.
5) فشار بسیار پایین روغن در سیستم روانکاری
6) دمای سیستم خنک کاری
ث) اتصالات و سیم کشی
– اجزای سیم کشی کنترلر باید به صورتی باشد که برای کارکرد دائم مناسب باشد.

آزمایش های منظم دوره ای مورد نیاز پمپهای آتشنشانی

فصل پنجم استاندارد NFPA 25، با نام ” بازرسی، آزمایش و نگهداری سیستم های اطفاء حریق بر مبنای آب” شامل اطلاعات کاملی از  تستهای پیشنهادی و دوره تکرار آنهاست.

دانلود آخرین ویرایش استاندارد NFPA 25

پمپ های آتشنشانی، در هر نوع و اندازه ای نه تنها باید بطور دوره ای و ترجیحا به روش روشن شدن خودکار (استارت اتوماتیک) آزمایش شوند بلکه گاه باید دستی نیز روشن شوند.

برخی بر این باورند که این پمپ ها باید هفتگی آزمایش شوند (مانند آنچه در NFPA 20 آمده است ) و بقیه می گویند پمپ های دیزل، هفتگی و پمپ های الکتریکی، ماهانه نیازمند آزمایش هستند.

این آزمایش ها شامل آزمون راه اندازی و کارکردی (بدون جریان آب) هستند.

آزمایش جریان آب

همه پمپ های آتشنشانی باید دست کم بطور سالانه در شرایط جریان آب کامل آزمایش شوند و ویژگی های آنها در شرایط دبی صفر، نقطه نامی و بیشترین خروجی اندازه گیری شود.

به دلیل این که امکان دارد کارایی پمپ به تدریج کاهش یابد یا در اثر آسیب های موقت در مخزن آب مشکل ایجاد شود، به کمک نتایج سالانه آزمایش جریان آب می توان به دقت این مشکلات را نشان داد و پیش از نیاز به وجود پمپ ها در شرایط اضطراری، به حل این مشکلات کمک کرد.

از دبی سنج برای اندازه گیری نرخ جریان آب در یک سیستم بازچرخش استفاده می شود. معمولا پمپ های آتشنشانی با دبی های نامی بیش از gpm 2500 برای آزمایش دبی سنج دارند، اگرچه ممکن است پمپ های کوچک نیز نیاز به دبی سنج داشته باشند.

بازرسی کامل واحد

پمپ های آتشنشانی باید دست کم هر هفته برای کنترل شرایط عمومی پمپ، محرک و کنترلر، بازرسی (و راه اندازی) شوند.

بازرسی باید شامل خود پمپ، یاتاقان ها، محفظه آب بندی، مکش مخزن آب و رانش، صافی ها، کارایی پمپ، آژیرهای قطع برق، مخازن سوخت و منابع تغذیه الکتریکی باشد.

محدوده بازرسی پمپ های آتش نشانی دیزل و بنزینی باید شامل باتری ها، سطح روغن، سیستم خنک کننده، تسمه ها و شیلنگ ها، و شرایط مکانیکی عمومی موتور باشد.

محرک دیزل های آتش نشانی، مانند خودرو یا کامیون، به تنظیم سالیانه و دیگر نگهداری هایی که توسط سازنده مشخص شده است، نیاز دارد و یک مکانیک دیزل متخصص باید این کار را انجام دهد.
تمام کارکردهای کنترلر پمپ آتشنشانی باید حداقل سالیانه آزمایش شوند. سازنده کنترلر می تواند متخصص محلی را برای کمک در انجام این آزمایش ها، معرفی کند.

پس از پایان آزمایش ها، باید گزارشی از آزمون شامل آزمایش های انجام شده و تنظیم همه ابزارهای دارای تاخیر زمانی تهیه شود. گزارش باید شامل نتایج آزمایش کارکرد پمپ، محرک و کنترلر باشد. مقایسه نتایج سال به سال می تواند مشکلات را پیش از جدی شدن آن آشکار سازد.

آزمون پذیرش

مولفین و بیشتر بیمه گذاران و مراجع دارای قدرت اجرایی موافقند که تست پذیرش برای یک پمپ آتشنشانی مشخص در هر سیستم نصب شده جدید، ضروری است.

NFPA20 آزمایش های پذیرش یک پمپ آتش نشانی تازه نصب شده را لازم می داند و در فصل 11  معیار مشخصی را ارائه می دهد.

” آزمون سه نقطه ای ” و منحنی مشخصه پمپ، یک آزمون پایه ای برای کمترین نرخ جریان است که البته مولفین پیشنهاد می کنند که در آزمایش های پذیرش، پنج نقطه مورد آزمایش برداشت شود.

واحد کنترل پمپ آتشنشانی نیز در آزمایش پذیرش دارای مراحلی است. NFPA 20 شش استارت دستی و شش استارت خودکار و یک حداقل زمان کارکرد پنج دقیقه ای برای محرک پمپ می خواهد.

پمپ های آتشنشانی الکتریکی نیز باید با اندازه گیری ولتاژ و جریان الکتریکی در شرایط جریان مختلف، آزمایش شوند.

متخصصان پمپ آتشنشانی، شامل سازندگان و نصب کنندگان، آزمایش های پذیرش را به طور متداول انجام می دهند. اگر پروانه پمپ بطور اشتباهی نصب شده باشد یا در مسیر مکش، انسداد وجود داشته باشد، آزمایش پذیرش، موقعیت خوبی برای یافتن این مشکلات است.

پایان

امتیاز دهید
مجموعه استانداردهای مدیریت کیفیت ایزو پکیج استانداردهای مدیریت کیفیت مجموعه استانداردهاASME پکیج استانداردهای مدیریت کیفیت

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

دکمه بازگشت به بالا