بوستر پمپ آتش نشانی

زمان تقریبی مطالعه این مقاله : 11 دقیقه

استاندارد NFPA 20چیست؟

استاندارد NFPA 20 به پمپ‌های آتش‌نشانی مربوط می‌شود. این استاندارد شامل قوانین و مقرراتی برای نصب و عملکرد پمپ‌ها، موتورهای محرک، کنترلرها و تجهیزات جانبی آن‌ها است.

بوستر پمپ آتش نشانی

FM چیست؟

FM یک واحد فنی مستقل از شرکت Factory Mutual Insurance است که تاییدیه عملکرد سیستم‌ها و تجهیزات با ریسک بالا را صادر می‌کند. در مورد پمپ‌های آتش‌نشانی، داشتن تاییدیه FM یکی از الزامات و نیازمندی‌های استاندارد NFPA است. معمولاً داشتن این تاییدیه نشان‌دهنده کیفیت بالاتر محصول نسبت به محصولات مشابه است.

مونتاژ بوستر پمپ آتش نشانی و نحوه عملکرد پمپ ها

در این فیلم کوتاه با نحوه مونتاژ پمپ اصلی ، دیزل پمپ و پمپ جوکی و تابلو برق آشنا خواهید شد.

جزییات ساختار پمپ های آتش نشانی مطابق با استاندارد NFPA 20

الف) خصوصیات پمپ های آتش نشانی

به دلیل اهمیت ویژه پمپ‌های آتش‌نشانی، NFPA استانداردهایی برای مواد و همچنین منحنی‌های عملکرد این پمپ‌ها تعیین کرده است. یک پمپ آتش‌نشانی باید با استاندارد NFPA 20 مطابقت داشته باشد. به نظر می‌رسد که ویژگی‌ها و منحنی عملکرد پمپ‌های آتش‌نشانی با پمپ‌های سایر صنایع متفاوت است. به عبارت دیگر، پمپ‌های صنایع دیگر براساس حداکثر بازده و ملاحظات اقتصادی انتخاب می‌شوند، اما در پمپ‌های آتش‌نشانی این معیارها اولویت ندارند. پمپ‌های آتش‌نشانی برای عملکرد مطمئن در طول عمر خود طراحی می‌شوند و حداکثر ایمنی و معیارهای فشار خروجی کل اهمیت بالایی دارند.

پمپ آتش نشانی( طراحی و انتخاب )

در این فیلم که مطابق کدnfpa20 نحوه طراحی و انتخاب پمپ های اطفا حریق شامل پمپ های ( اصلی، رزرو،جوکی و دیزل پمپ ) مشاهده خواهید کرد.

اساس پمپ های آتش نشانی

برخی از اصول بنیادی پمپ‌های آتش‌نشانی عبارتند از:

1. این پمپ‌ها باید بتوانند در شرایط بدون جریان، فشاری معادل 120-140 درصد فشار نامی خود ایجاد کنند.
2. در نقطه نامی، پمپ باید فشار و جریان معادل 100 درصد فشار و جریان نامی خود را تولید کند.
3. بیشترین نرخ جریان مورد انتظار از یک پمپ آتش‌نشانی باید معادل 150 درصد نرخ جریان نامی باشد که در این حالت فشار باید 65 درصد فشار نامی باشد.

ویژگی‌های این سه نقطه به تعریف منحنی مشخصه پمپ برای یک پمپ آتش‌نشانی خاص کمک می‌کنند.

ب) انواع پمپ های آتش نشانی

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

۱- پمپ های سانتریفوژ تک طبقه افقی Horizontal End Suction Centrifugal Pump

 

2- پمپ های عمودی خطی Vertical In-Line Pump

3- پمپ های اسپلیت کیس یا همان پمپ های دو مکشه Horizontal Split-Case or Double Suction Centrifugal Pump

4- پمپ های عمودی توربینیVertical Turbine Pump

هر کدام از این پمپ‌ها به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند. به عنوان مثال، پمپ‌های عمودی خطی به دو نوع کوپلینگ صلب و کوپلینگ انعطاف‌پذیر تقسیم می‌شوند. همچنین سایر انواع پمپ‌ها نیز به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند که می‌توان جزئیات آن‌ها را در استاندارد NFPA 20 یافت.

پ)چیدمان پمپ های آتش نشانی

چیدمان پمپ‌های آتش‌نشانی باید به یکی از 7 شکل زیر باشد:

تک پمپه Single fire pump set

1. یک الکترو پمپ
2. یک دیزل پمپ

دو پمپه Duplex fire pump set

1. دو الکترو پمپ
2. یک الکترو پمپ و یک دیزل پمپ
3. دو دیزل پمپ

چند پمپه  Multi fire pump set

1. یک الکترو پمپ و دو دیزل پمپ
2. سه دیزل پمپ

پمپ های طبقاتی برای اطفا حریق

در این فیلم در مورد پمپ های طبقاتی برای ساختمانهای بلند مرتبه صحبت خواهد کرد که از مزایا آنها لوله کشی کمتر و هزینه کمتر می توان نام برد .

ت) متریال پمپ های آتشنشانی

پوسته پمپ:

با توجه به فشار کاری پمپ، پوسته پمپ ممکن است از چدن خاکستری GG 25، GGG 40، چدن نشکن، برنز یا استنلس استیل ریخته‌گری شده ساخته شود.

پروانه:

طبق استانداردهای NFPA 20 و UL 448-FM 1311، پروانه پمپ‌های آتش‌نشانی باید از برنز یا استنلس استیل ساخته شوند. استفاده از پروانه چدنی در پمپ‌های آتش‌نشانی مجاز نیست.

محور:

محور پمپ باید از استنلس استیل ساخته شود. علاوه بر این، استانداردهای FM 1311 و UL 448 قوانین مشخصی برای طراحی محور پمپ‌های آتش‌نشانی تعیین کرده‌اند.

آب بندی:

نوار گرافیتی (نوع بدون آزبست)

یاتاقان ها:

بلبرینگ‌ها باید با گریس روانکاری شوند و به اندازه کافی استحکام داشته باشند تا بتوانند حداقل ۵۰۰۰ ساعت در حداکثر بار دوام بیاورند.

ث) منحنی عملکرد پمپ های آتش نشانی
بر طبق استاندارد NFPA 20 منحنی مشخصه پمپ های آتشنشانی به صورت زیر تعریف می شود:
الف) هد شات اف . برای تمامی انواع پمپ، هد نقطه شات اف نباید از ۱۴۰ درصد هد نقطه کاری تجاوز نماید.
ب) دبی و فشار نقطه کاری. 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 ۱۵۰ درصد نقطه کاری، هد پمپ بیش از ۶۵ درصد افت نکند.

مناسب‌ترین نوع پمپ برای بوستر پمپ آتش‌نشانی، پمپ‌های افقی مکش از ته و پمپ‌های دومکشه هستند. این پمپ‌ها به دلیل شیب کم منحنی عملکرد، با تغییرات نسبتاً زیاد در دبی، تغییرات زیادی در فشار نخواهند داشت.

طبق استاندارد NFPA، پمپ باید بتواند در دبی ۱۵۰٪ حداقل ۶۵٪ فشار طراحی را ایجاد کند. همچنین، در دبی صفر، هد آن نباید بیش از ۱۴۰٪ فشار طراحی باشد (هد در دبی صفر باید بین ۱۰۱٪ تا ۱۴۰٪ هد طراحی باشد).

مثال

یک پمپ با ظرفیت 1000 gpm و فشار نامی 120 psi را در نظر بگیرید:

– حداقل فشار برابر با 120 psi می‌باشد و نمی‌تواند از این مقدار کمتر باشد (فشار بیشتر از 78 psi مورد قبول است).
– حداکثر فشار شات‌آف برابر با 120 psi است و نمی‌تواند از این مقدار بیشتر باشد (فشار کمتر از 168 psi مورد قبول است).

ج)حداکثرفشار مجاز تولید شده توسط پمپ

حداکثر فشار ایجاد شده توسط پمپ نمی‌تواند از حداکثر فشار تجهیزات سیستم بیشتر باشد و در هیچ نقطه‌ای از سیستم و در هیچ زمانی نمی‌تواند از 24 بار (350 پوند بر اینچ مربع) بیشتر شود. این فشار برای پمپ‌های سانتریفیوژ در دبی صفر اتفاق می‌افتد.

تمام تجهیزات موجود در لیست برای فشار 12.1 بار (175 پوند بر اینچ مربع) یا بیشتر طراحی شده‌اند.

En12845 در استاندارد اروپا در دبی 140%  هدی برابر 70% ایجاد کند

مثال

یک پمپ با ظرفیت 1000 gpm و فشار نامی 120 psi را در نظر بگیرید:

– حداقل فشار برابر با 120 psi می‌باشد و نمی‌تواند از این مقدار کمتر باشد (فشار بیشتر از 84 psi مورد قبول است).
– حداکثر فشار شات‌آف برابر با 120 psi است و نمی‌تواند از این مقدار بیشتر باشد (فشار کمتر از 168 psi مورد قبول است).

مقایسه حداقل فشار در حداکثر دبی

ح) تأثیر طراحی پروانه روی منحنی عملکرد پمپ های آتشنشانی.
پروانه‌های پمپ‌ها بر اساس نوع استفاده‌شان برای هدای پایین، متوسط و بالا طراحی می‌شوند. در تصاویر زیر، تأثیر طراحی پروانه بر مشخصات فشار و دبی نشان داده شده است. طبق تصویر، هرچه پروانه پهن‌تر، تعداد پره‌ها بیشتر و زاویه پره‌ها کمتر باشد، منحنی پمپ نرم‌تر خواهد بود.

به دلیل منحنی نرم‌تر، پمپ‌های آتش‌نشانی هزینه‌ی بالاتری دارند. این منحنی نرم‌تر به معنای داشتن فشار شات‌آف کمتر است.

برخلاف سایر پمپ‌ها که مسیر خروجی آن‌ها بسته می‌شود و فشار ناگهان افزایش می‌یابد، پمپ‌های آتش‌نشانی با منحنی نرم‌تر، فشار شات‌آف پایین‌تری دارند.

خ)شاسی پمپ های آتش نشانی

شاسی پمپ های آتش نشانی باید سازه یکپارچه و ماشین کاری شده و یا از ورق یک تیکه باشند.

د) سایر خصوصیات پمپ های آتش نشانی

– تمام اندازه‌گیری‌ها و محاسبات باید برای آب تمیز با دمای 20 درجه سانتیگراد انجام شود.

– در صورتی که دبی به 150 درصد نقطه کاری برسد، توان مورد نیاز موتور باید مشخص شود و در صورت درخواست کارفرما، توان نامی محرکه بر اساس این حالت انتخاب شود.

– برای اطمینان از عملکرد پمپ‌ها در شرایط مورد نیاز، سازنده باید هر پمپ را جداگانه با آب تست کند و گواهینامه‌های تست را ارائه دهد. در گواهینامه تست باید منحنی عملکرد، توان جذبی موتور و منحنی بازده نشان داده شود.

– در مواردی که پمپ می‌بایست مکش منفی انجام دهد، نباید از پمپ‌های سانتریفوژ استفاده شود.

– هر پمپ باید پلاک جداگانه‌ای داشته باشد که در آن فشار کاری، دبی نقطه کاری، سرعت چرخش و فاکتورهای عملکرد موتور ذکر شده باشد.

– هر پمپ باید دارای فشارسنج در سمت رانش و مکش باشد.

– پوسته هر پمپ باید دارای شیر فشارشکن باشد.

– کوپلینگ موتور پمپ و سایر اجزا دورانی پمپ باید مجهز به محافظ (گارد) باشد.

ذ) موتورهای الکتریکی

– الکتروموتورها باید به استاندارد NEMA MG-1 منطبق باشند.

– همه الکتروموتورها باید برای استفاده دائمی مناسب باشند.

– الکتروموتورها نباید سرویس فاکتور کمتر از 1.15 داشته باشند.

– در صورتی که احتمال پاشش آب وجود داشته باشد، الکتروموتورها باید از نوع TEFC باشند.

– در صورتی که قطعیت در تأمین برق وجود نداشته باشد، باید یک منبع تأمین برق ضروری تهیه شود.

– زمانی که ژنراتور برای تأمین برق به الکتروپمپ استفاده می‌شود، منبع تأمین برق باید با الزامات استاندارد NFPA 110 سازگار باشد.

ر) دیزل پمپ

– پمپ‌های دیزلی مورد استفاده در سیستم‌های آتش‌نشانی باید قابل اطمینان و با کیفیت بالا باشند و برای این سیستم‌ها طراحی شده باشند.

– در صورت استفاده از دیزل‌پمپ، باید به دمای محیط و ارتفاع از سطح دریا توجه شود.

– پمپ و دیزل‌پمپ باید با استفاده از کوپلینگ‌های انعطاف‌پذیر به هم متصل شوند.

– دیزل‌پمپ باید مجهز به گاورنر باشد و قابلیت تنظیم سرعت دیزل بین ۱۰ درصد شات‌اف و ماکزیمم بار کاری پمپ را داشته باشد.

– دیزل‌پمپ باید دارای دستگاه خاموش‌کننده Over speed shut-down device باشد که در صورت افزایش سرعت به ۲۰ درصد، دیزل را خاموش کند.

– موتور باید مجهز به سرعت‌سنج Tachometer باشد.

– موتور باید دارای گیج فشار روغن و نشانگر دما باشد.

– تمام نشانگرهای کنترلی موتور باید به صورت مناسب به تابلو کنترل متصل شوند.

– هر دیزل‌پمپ باید مجهز به دو باتری ذخیره باشد، و هر باتری باید دو برابر ظرفیت برای نگه‌داشتن سرعت میل لنگ داشته باشد. همچنین، هر دو باتری باید دارای کنتاکتورهای دستی کنترلی باشند تا وارد مدار شوند.

– تمام نشانگرهای کنترلی موتور باید به طور صحیح به تابلو کنترل متصل شوند.

– هر دیزل‌پمپ باید مجهز به دو باتری ذخیره باشد.
– هر باتری باید دو برابر ظرفیت مورد نیاز برای نگه داشتن سرعت میل لنگ که توسط سازنده توصیه شده است، داشته باشد.
– هر دو باتری باید دارای کنتاکتورهای دستی کنترلی باشند تا به مدار وصل شوند.

ز) تجهیزات جانبی
– شیرآلات مکش و رانش باید از نوع دروازه‌ای OS&Y باشند.
– در صورتی که بین قطر فلنج مکش و لوله مکش اختلاف سایز وجود داشته باشد، باید از یک تبدیل خارج از مرکز استفاده شود.
– در صورتی که بین قطر فلنج رانش و لوله رانش اختلاف سایز وجود داشته باشد، باید از یک تبدیل مرکزی استفاده شود.
– پمپ‌های آتش‌نشانی باید دارای شیر فشارشکن (relief valve) و شیر تخلیه هوا در خروجی (برای پمپ‌های دو مکشه اسپلیت کیس) و همچنین فشارسنج باشند.
ژ) پمپ های جاکی Jockey Pumps
– پانل باید به طور خاص برای کنترل پمپ‌های آتش‌نشانی با موتور الکتریکی ساخته شود.
– تمامی اجزای سیستم کنترلی باید قبل از ارسال از کارخانه توسط تولید کننده مونتاژ، سیم‌کشی و آزمایش شوند.
– طراحی سیستم کنترلی باید بسیار قابل اعتماد باشد.
– توضیحات هر لامپ یا دکمه و موارد مشابه روی پانل باید به گونه‌ای نوشته شوند که امکان پاک شدن یا پاک شدن آنها وجود نداشته باشد.
س)سیستم کنترلی پمپ های آتشنشانی با محرکه الکتریکی

الف) خصوصیات

– پانل باید به طور خاص برای کنترل پمپ‌های آتش‌نشانی با موتور الکتریکی طراحی شود.
– تمامی اجزای سیستم کنترلی باید قبل از ارسال از کارخانه توسط سازنده، مونتاژ، سیم‌کشی و آزمایش شوند.
– طراحی سیستم کنترلی باید بسیار قابل اعتماد باشد.
– توضیحات هر لامپ، دکمه و موارد مشابه روی پانل باید به گونه‌ای نوشته شوند که امکان پاک شدن یا حذف آن نباشد.
ب) پوششEnclosure
– پانل باید به طور قاطع در برابر قطرات آب محافظت شود، به‌طوری‌که حداقل با توصیه‌های NEMA و IEC سازگار باشد، و وقتی که در محیط‌های بیرونی یا شرایط خاص نصب می‌شود، باید دارای درجه حفاظت مناسب باشد.
– پانل باید به طور کامل روی زمین قرار گیرد.
– پانل‌های نوع ایستاده یا دیواری باید همه تجهیزات لازم برای نصب را داشته باشند.
– پانل باید به‌طور مطمئن قفل شود.
پ) راه اندازی و کنترل
– راه‌اندازی و کنترل باید به صورت دستی یا اتوماتیک باشد.
– کنترلر اتوماتیک باید برای راه‌اندازی و محافظت الکتروموتور خودعمل‌کننده باشد.
– وقتی که سوییچ فشار استفاده می‌شود، باید از سوییچی استفاده شود که مستقل از تنظیمات بالا و پایین در مدار کنترل باشد.
– برای هر پمپ و همچنین پمپ‌های جاکی، هر کنترلر باید سوییچ فشار جداگانه ویژه خود را داشته باشد.
– در حالت غیر اتوماتیک، سوییچ عملکرد دستی باید روی کنترل پانل به گونه‌ای باشد که موتور به صورت دستی روشن شود و عملکرد سوییچ دستی تأثیری بر سوییچ فشاری نداشته باشد. سیستم باید به گونه‌ای باشد که هنگام خاموش کردن دستی، سیستم در حالت کار باقی بماند.

ت) تجهیزات سیگنال و آلارم

• یک نشانگر قابل رویت باید توان در همه‌ی فازها را نشان دهد.
• نقص یا برگشت فاز در ترمینال‌های کنتاکتورهای موتور باید مورد مانیتورینگ قرار گیرد و این موضوع برای تمامی فازها باید بررسی شود.
• کنترلر باید مجهز به مدارات عملکرد زیر باشد:
• الف) کنترل کارکرد موتور و پمپ
• ب) تشخیص جریان دو فازه
• پ) تشخیص برگشت فاز
• ت) اتصال کنترلر به منبع جایگزین.

ش)سیستم کنترلی پمپ های آتشنشانی با محرکه دیزلی
الف) خصوصیات
– کنترلرها باید به طور خاص برای استفاده در پمپ آتش نشانی با محرکه دیزلی طراحی شوند.
– قبل از ارسال از کارخانه، تمام سیستم‌های کنترلی باید توسط سازنده مونتاژ، سیم‌کشی و تست شوند.
– همه کنترلرها باید دارای نشانگر “Diesel Engine Fire Pump Controller” باشند و نام سازنده در محل مناسبی باید درج شده باشد.
ب) پوشش

– کنترلر باید به حد امکان نزدیک به دیزل موتور نصب شود و در کنار آن قرار گیرد.

– کنترلر باید در مکانی نصب شود یا به نحوی محافظت شود که از خطر خرابی ناشی از پاشش آب از پمپ‌ها و اتصالات جلوگیری شود.

– پوشش باید مطابق استاندارد NFPA 70 باشد.

 

پ) راه اندازی و کنترل

– راه‌اندازی و کنترل می‌بایست به صورت اتوماتیک یا دستی باشد.

– منبع تغذیه اصلی کنترلر نباید برق AC باشد.

– در صورت استفاده از سیستم کنترل فشار آب، مدار کنترل باید به گونه‌ای طراحی شود که دارای یک سوئیچ فشاری مستقل باشد و از تنظیمات بالا و پایین مستقل باشد.

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

ص)فلوچارت انتخاب پمپ های آتش نشانی

ض)مراحل کارکرد پمپ های آتش نشانی

ط)ظرفیت پمپ های آتش نشانی

ظ) نمای روبرو و کناری بوستر پمپ های آتش نشانی مطابق EN12845