بوستر پمپ آتش نشانی چیست

پمپ های آتش نشانی مورد تائید استاندارد nfpa20

پمپ آتش نشانی، پمپی است که جریان و فشار لازم را برای محافظت از حریق فراهم می کند. در ادامه تیپ پمپ های مورد تائید استاندارد nfpa20 آورده شده است:

• پمپ سانتریفیوژ تک طبقه افقی (Horizontal endsuction centrifugal pump)
• پمپ عمودی خطی (Vertical in-line pump)
• پمپ اسپلیت کیس یا پمپ های دو مکشه (Horizontal split-case or double suction centrifugal pump)
• پمپ عمودی توربینی (Vertical turbine pump)
• پمپ با چند ورودی و چند خروجی (Multistage multiport)

پمپ آتش نشانی همواره باید در تراز ارتفاعی پایین تر نسبت به مرکز خروجی مخزن ذخیره آب قرار گیرد (مگر آنکه پمپ مذکور به منظور مکش آب از تراز پایین تر نسبت به مخزن فهرست شده باشد) مانند پمپ های Vertical shaft turbine

در این قسمت به شرح پمپ های مورد تائید استاندارد nfpa20 می پردازیم:

1. پمپ سانتریفیوژ تک طبقه افقی (Horizontal endsuction centrifugal pump): پمپی که نازل مکش در طرف مقابل محفظه ی آب بندی (استافینگ باکس) قرار دارد بطوری که عمود بر شفت می باشد. پمپ مکش از انتها، نوعی پمپ سانتریفیوژ افقی است که نازل مکش آن بر خط مرکز پمپ و در سمت مخالف محفظه ورودی شفت عمود استف در اصل تخلیه پمپ عمود بر ورودی مکش می باشد که ظرفیت آنها در استاندارد محدود شده و بیشتر از ۷۵۰ bpm نمی تواند باشد، به این نوع پمپ ها، پمپ مکش از ته هم گفته می شود، که معمولا از این نوع پمپ ها در مصارف متنوع استفاده می کنیم و چه در S1 و S2 و S3 و چه در بحث پمپ های سیرکوله، اچ بک و مکان های دیگر از این نوع پمپ ها استفاده می کنند.*ورودی پمپ عمود بر شفت است و خروجی پمپ مخالف جهت چرخش الکتروموتورها (یا شفت پمپ) می باشد
2. پمپ عمودی خطی (Vertical in-line pump): پمپ گریز از مرکزی که محرک آن از طریق پمپی که فلنچ پمپ و تخلیه آن در یک راستا می باشد ساپورت می شود، نوع پمپ سانتریفیوژی که بخش محرک آن توسط پمپ پشتیبانی شده و اتصالات مکش دهش آن، خط مرکزی مشترکی دارند که محور شفت را نصف می کند. در مکان های استفاده می شود که محدودیت فضا داریم، از مزایای این نوع پمپ ها می توان به قیمت پایین اشاره کرد در ضمن باید اشاره کرد که هزینه تعمیر و نگهداری بالایی دارند و اینکه برای ظرفیت های کمتر و محدودتر از ۱۵۰۰ gpm استفاده میشه. یکی از معایب بزرگ این نوع پمپ ها این است که محرک آن فقط الکتریکی است یعنی در اصل شما نمی توانید از دیزل استفاه کنید.
3. پمپ اسپلیت کیس یا پمپ های دو مکشه (Horizontal split-case or double suction centrifugal pump): پمپ گریز از مرکزی که محفظه ی آن موازی شفت و به دو قسمت تقسیم شده است، می توان براحتی تعمیر و نگهداری را انجام داد و از بزرگترین مزایای این نوع پمپ ها این است که می توانیم پمپ ها را به دو حالت تقسیم کنیم، باز کنیم و براحتی Packaging را انجام دهیم. این نوع پمپ ها می توانند دو پروانه داشته باشند و اگر نیاز به هد بالاتری باشد می توانیم از پمپ های Double suction که دو پروانه ای هستند استفاده کنیم.
4. پمپ عمودی توربینی (Vertical turbine pump): پمپ گریز از مرکزی با شفت عمود بر پروانه که با شفت هم محور است و آبدهی و فشار بسیار بالایی دارند که می توانند بصورت منفی مکش داشته باشند و می توانند با هر محرکی چه الکتروموتور و چه دیزل پمپ کوپل شوند.
5. پمپ با چند ورودی و چند خروجی (Multistage multiport): در مکان هایی استفاده می شود که زون بندی مختلفی داشته باشیم، یعنی بعنوان مثال شما زون ۱ و ۲ داشته باشید و بخواهید از یک پمپ استفاده کنید و فضای کمتری را هم به پمپ ها اختصاص دهید، می توانید از این نوع پمپ ها استفاده کنید که دو ورودی دارند و می تواندد دو زون را پاسخگو باشند.

نمونه بوستر پمپ آتش نشانی با پمپ های Double suction

نمونه بوستر پمپ آتش نشانی با پمپ های توربینی (شفت و قلاف)

آرایش پمپ های آتش نشانی در بوستر پمپ اطفا حریق (بر اسا ضوابط آتش نشانی تهران)

برای هر سیستم آتش نشانی باید دو پمپ با ظرفیت ۱۰۰% در نظر گرفته شود (در صورتی که بنا به هر دلیلی یکی از پمپ ها از کار افتاد دیگری پاسخگو سیستم باشد)، در صورت استفاده از پمپ های فهرست شده، در نظر گرفتن یک پمپ اصلی کافس است، هر بوستر پمپ باید دارای یک عدد جوکی پمپ، برای شرایط جبران افت جزئی باشد، در کلیه شرایط، پمپ های آتش نشانی باید هم توسط سیستم شهری و هم سیستم برق اضطراری تغذیه شوند در غیر اینصورت باید محرک یکی از پمپ ها، موتور دیزل باشد.

منحنی عملکرد پمپ اطفا حریق در بوستر پمپ های آتش نشانی (طبق استاندارد nfpa20)

Nfpa20 یکی از استانداردهای مرجع اطفا حریق است که می توان به آن رجوع کرد جهت انتخاب بوستر پمپ آتش نشانی، در این بخش می خواهیم دستورالعمل هایی که در مورد منحنی عملکرد پمپ های آتش نشانی در بوستر پمپ اطفا حریق بررسی کنیم، استاندارد شرایط را معرفی کرده  و اگر شرایط پابرجا بود پمپ میتواند قابل اعتماد باشد که در زیر این شرایط تشریح داده شده است.

پمپ ها باید در حداقل ۱۵۰% ظرفیت نامی (دبی)، حداقل ۶۵% هد نامی کلی را فراهم کند، در اصل پمپ مورد نظر ما باید بتواند در ۱۵۰% دبی، ۶۵% هد را پوشش داده تا بتوانیم به این پمپ اعتماد کنیم.

به منظور اطفا حریق، پمپ گریز از مرکزی باید انتخاب شود که در اصل بیشترین نیاز هر سیستم اطفا حریق متصل به پمپ، کمتر یا برابر با ۱۵۰% جریان نامی پمپ باشد، در ادامه باید گفت که نقطه Shutoff یا نقطه ی قطع جریان (جریان صفر) نباید بیش از ۱۴۰% هد نامی در هر پمپی باشد، یعنی استاندارد می گوید بهتر است بین ۱۰۱% تا ۱۴۰% باشدو بالاتر از آن نرود، زیرا هرچه  نقطه ی Shutoff  شما پایین تر آیدف منحنی تخت تر خواهد شد و منحنی ایده آل پمپ اطفا حریق هم به همین شکل می باشد.

نقطه Shutoff (نقطه دبی صفر) چیست؟

زمانی که پمپ در حالت کار است و شیر خروجی پمپ رو ببندیم، اون فشار ماکزیممی که ایجاد می کند، نقطه Shutoff یا نقطه دبی صفر می گویند، که قبل تر گفتیم بهتر است بالاتر از ۱۴۰% نباشد. پس ما باید دو مولفه را در نظر بگیریم: ۱- پمپ بتواند در ۱۵۰% دبی نامی، ۶۵% هد نامی را پوشش دهد ۲- نقطه ی شات آف در جریان صفر از ۱۴۰% هد نامی بالاتر نرود.

ظرفیت توصیه شده پمپ های آتش نشانی در بوستر پمپ های اطفا حریق

پیشنهاد میشود حداکثر جریان تقاضای سیستم با یک نقطه از منحنی پمپ بین ۹۰ تا ۱۴۰% ظرفیت نامی پمپ ارتباط داشته باشد، اما در هیچ مورد حداکثر جریان تقاضای سیستم مجاز نیست که بیشتر از ۱۵۰% ظرفیت نامی پمپ باشد. عملکرد پمپ در صورت کار در ظرفیت های بیش از ۱۴۰%، ظرفیت نامی می تواند شرایط مکش را تحت تاثیر قرار دهد. استفاده از پمپ در ظرفیت های کمتر از ۹۰% ظرفیت نامی توصیه نمی  شود، با داشتن شرایط مکش مناسب، پمپ می تواند در هر نقطه از منحنی مشخصه خود از نقطه Shutoff تا ۱۵۰% ظرفیت نامی خود کار کند.

منحنی راندمان پمپ های آتش نشانی در بوستر پمپ های آتش نشانی

دبی توصیه شده و سایز تجهیزات در مکش و دهش پمپ های اطفا حریق

اگر آبدهی پمپ بیشتر از ۵۰۰۰ gpm شد، باید علاوه بر تست، تائیدیه آزمایشگاه را هم گرفته و مراجع ذی صلاح هم نظرشان را اعلام کنند.

الزامات در مکش دهش پمپ های آتش نشانی بوستر پمپ اطفا حریق

لایه مرزی:

در جریان حوبل یک جسم حتی اگر لزجت کم باشد، ناحیه باریکی پیرامون جسم بوجود می آید که در آن ناحیه به واسطه گرادیان سرعت بزرگی که ناشی از چسبیدن سیال به مرز جسم است، تنش برشی حائز اهمیت می باشد، این ناحیه لایه مرزی نامیده می شود. در وردی یک کانال یا لوله عمدتا لایه مرزی بسیار نازک است بطوری که در این ناحیه می توان جریان را به جز در نزدیکی جداره لوله غیر لزج در نظر گرفت.

نصب زانویی در مکش پمپ:

طول خط مکش باید به گونه ای باشد که فاصله فلنج مکش پمپ تا اولین تجهیز (یا اتصال) که باعث افت در مسیر می شود، حداقل ۱۰ برابر قطر لوله ورودی باشد.

فاصله مجاز لوله و نصب اتصالات در مکش پمپ:

1. لوله بصورت مستقیم و بدون هیچگونه زانویی و سه راهی به قسمت مکش وارد می شود: در این شرایط طول افقی باید حداقل ۱۰ برابر قطر لوله مکش باشد، طول خط مکش باید به گونه ای باشد که فاصله فلنج مکش پمپ تا اولین تجهیز یا اتصال که باعث افت در مسیر می شود، حداقل ۱۰ برابر قطر لوله ورودی باشد.

   

2. لوله مکش در حالت نصب افقی و موازی با شفت پمپ با استفاده از زانویی به پمپ وارد می شود:  در این حالت به دلیل تغییر مسیر ناگهانی در صفحه افقی، نمی توان زانویی را در فاصله ای کمتر از ۱۰ برابر قطر لوله از مکش پمپ نصب کرد.
3. لوله ورودی، زانو و سه راهی در حالت موازی با شفت پمپ: نصب زانوها و سه راهی های دارای صفحه خط مرکزی موازی با محور پمپ افقی دو مکشه مجاز نیستند مگر در مواردی که فاصله بین فلنج های ورودی مکش پمپ و زانویی و سه راهی بیشتر از ۱۰ برابر قطر لوله مکش باشد.
4. لوله ورودی، زانو و سه راهی در حالت عمود بر شفت پمپ: نصب زانویی و سه راهی هایی که خط تقارن آنها عمود بر شفت می باشد، در هر جایی از ورودی پمپ مجاز است.
5. لوله افقی پس از عبور از دو زانویی وارد پمپ می شود: زانویی دوم که زانویی در اصل دورتر به قسمت مکش است، در فاصله ای قرار بگیرد که مجموع طول لوله های عمودی و افقی بیشتر از ۱۰ برابر قطر لوله مکش باشد.

سوالی که در این قسمت بوجود می آید این است که استاندارد nfpa20 نصب زانویی با شعاع بلند در مکش لوله را الزام کرده است؟ در جواب باید گفت خیر، زیرا استفاده از زانویی با شعاع بلند توسط استاندارد nfpa20 الزام نشده است، زیرا زانویی عمود بر محور پمپ، شرایط جریان متلاطم ایجاد نمی کند اما ممکن است باعث نامتعادل شدن جریان آب شود، در نتیجه برای به حداقل رساندن بی نظمی آب، زانو از نوع شعاع بلند توصیه می شود اما الزام نیست.

سوال بعدی، آیا الزام نصب زانویی حداقل ۱۰ برابر قطر لوله از فلنج مکش برای انواع پمپ های آتش نشانی مورد تائید استاندارد nfpa20 اعمال می شود؟ خیر، فقط در مورد پمپ های آتشنشانی افقی اعمال می شود، در یک پمپ اطفا حریق خطی (با شفت عمودی) بدلیل ساختار و طراحی، نگرانی کمتری وجود دارد.

SDF (Suction Diffiuser Flex)

تجهیزی است که با اتفاقی که با پره هایی که درونش وجود دارد سعی می کند آب را به حالت لمینار در آورده تا بتوانیم از این اختشاش در ورودی پمپ جلوگیری کنیم، پس زمانی ما از این تجهیز استفاده می کنیم که امکان حذف زانویی در مکش پمپ وجود داشته باشد.

دیفیوزر در مکش پمپ های آتش نشانی

قطعه ای که جریان یکنواخت را به سمت مکش پمپ فراهم میکند و در پمپ خانه هایی که کوچک هستند دراصل بجای استفاده از یک لوله مستقیم به طول ۱۰ برابر قطر مکش میتوانیم از این تجهیز استفاده کنیم.

با حذف SDF می توانیم از دیفیوزر استفاده کنیم که هم حکم زانویی و هم حکم تجهیزی به منظور آرام کردن سیال در مکش پمپ را دارد، تا بتوانیم اختشاش را کنترل کنیم و در مکان هایی استفاد میشود که فضا در پمپ خانه محدود است.

تولید و ساخت بوستر پمپ آتش نشانی

قبل از اینکه بوستر پمپ آتش نشانی را ساخته و جهت استفاده در پروژه ها ارسال کنیم، باید بوستر پمپ در حالت هیدرواستاتیکی حداقل به مدت ۵ دقیقه تست شود (که نافکو تولید کننده بوستر پمپ آتش نشانی برای اطمینان حدود ۱۰ الی ۱۵ دقیقه بوستر پمپ اطفا حریق را تحت فشار هیدرواستاتیکی قرار می دهیم که اگر بعنوان مثال در اتصالات نشتی بوجود آمد، همان لحظه برطرف گردد). فشار تست نباید کمتر از ۱/۵ برابر مجموع هد Shutoff پمپ و حداکثر هد مکش مجاز باشد، در هر صورت نباید کمتر از تقریبا ۱۷ بار باشد.

مکش پمپ های اطفا حریق؛ مقایسه ای بین استاندارد nfpa آمریکا و en اروپا

در استاندارد nfpa20؛ مکش پمپ های اطفا حریق نمی تواند منفی باشد، ای ناستاندارد سال هاست که مکش منفی برای پمپ اطفا حریق را مردود می داند و تاکید دارد که الزاما مخزن باید روی پمپ سوار باشد، بر این اساس هر کجا که سطح آب پایین تر بود باید از پمپ های توربینی عمودی استفاده شود.

در استاندارد en؛ امکان مکش منفی برای پمپ آتش نشانی امکان پذیر است، این استاندارد توصیه می کند پمپ های آتش نشانی مکش منفی نداشته باشند اما چناچه به دلایل خاصی مجبور به اجرای چنین کاری باشیم باید موارد زیر را رعایت نمود:

• حداکثر عمق مکش نباید از ۳/۲ متر بیشتر باشد
• بهتر است در مسیر مکش منفی، شیر کشویی و یا شیر پروانه ای نصب گردد
• هر پمپ می بایست مسیر مکش مجزا داشته باشد و کلکتور در مکش وجود ندارد
• برای جلوگیری از بروز پدبده کاویتاسیون می بایست NPSH_a حداقل یک متر از NPSH_r بیشتر باشد

محاسبه هد و دبی بوستر پمپ آتش نشانی

در محاسبه هد بوستر پمپ آتش نشانی مانند آبرسانی عمل خواهیم کرد و دبی بوستر پمپ آتش نشانی را هم بر اساس بیشترین میزان مصرف در یک زمان مشخص محاسبه میشود، یعنی به تعداد و نوع اسپرینکلر و همچنین فایر باکس ها را که می خواهیم در زمان بیشترین مصرف شروع به کار کنند بستگی دارد.

دبی یک جعبه آتش نشانی در حال کار برابر است با ۵۰gpm  و با توجه به تعداد جعبه هایی که در ساختمان بکار رفته است، دبی پمپ به شکل زیر محاسبه می شود:

gpm = 50 x n

n = تعداد جعبه های آتش نشانی

اما در محاسبه ی دبی اسپرینکلر باید به چند نکته توجه نمود که در جداول زیر به آنها اشاره شده است:

جهت تعیین محل اسپرینکلرها نیز بر اساس استاندرد NFPA20، حداکثر فاصله ی بین اسپرینکلرها باید طبق جدول زیر باشد:

مقدار آب مصرفی اسپرینکلرها بستگی به نازل و فشار پشت هر اسپرينكلر دارد، پس در اینصورت با فرمول زیر محاسبه میشود:

Q=K√P

Q = مقدار جريان بر حسب gpm

P = فشار پشت هر اسپرينكلر بر حسب psi

K = ضريب نوع اسپرينكلر

نکته: ضريب K به قطر نازل اسپرينكلر بستگی دارد و طبق جدول زير محاسبه میشود:

مثال: با فرض اینکه فشار پشت نازل ۱۰ psi باشد، دبی یک اسپرینکلر با قطر نازل ۱٫۲ اینچ را محاسبه کنید؟

Q = K√P= 5.6*√۱۰ =۱۷٫۳۹ gpm

پیشنهاد مطالعه: محاسبه هد و دبی جهت انتخاب پمپ

کتابچه تعمیر و نگهداری (چک لیست) بوستر پمپ آتش نشانی

دانلود کتابچه تعمیر و نگهداری بوستر پمپ آتش نشانی نافکو

نتیجه گیری

توضیحاتی که داده شد جنبه آشنایی با بوستر پمپ آتش نشانی و شرح اجزای تشکیل دهنده، راهنمای تعمیر و نگهداری، نکات ساخت و تولید، الزامات پمپ های اطفا حریق، آرایش پمپ های اطفا حریق و… را داشت، جهت دریافت اطلاعات بیشتر میتوانید با واحد پشتیبانی شرکت نافکو در ارتباط باشید.