يعد تصميم نظام شفط مضخة حريق فعال ومتوافق خطوة حاسمة لضمان عمل نظام الحماية من الحرائق الخاص بك بشكل موثوق أثناء حالات الطوارئ. يمكن أن يؤدي تصميم الشفط غير المناسب إلى تجويف المضخة، أو انخفاض الأداء، أو حتى فشل النظام بالكامل - وهي نتائج لا تستطيع أي منشأة تحملها عندما تكون الأرواح والممتلكات على المحك.
في هذه المقالة، سوف نستكشف العناصر الأساسية لتصميم مضخة شفط الحريق، بما في ذلك اعتبارات التخطيط والمبادئ الهيدروليكية وحجم الأنابيب وأفضل الممارسات وفقًا لـ NFPA 20 والمعايير العالمية الأخرى.
جانب الشفط لمضخة الحريق هو خط الأنابيب الذي يزود المياه من المصدر (مثل الخزان أو الخزان أو الشبكة العامة) إلى مضخة الحريق. والغرض منه هو ضمان التدفق الكافي والمتسق للمياه في ظل ظروف الضغط الصحيحة.
إذا كان تصميم الشفط سيئًا — على سبيل المثال، إذا كان الأنبوب صغيرًا جدًا، أو به الكثير من الانحناءات، أو يسمح بوجود جيوب هوائية — فقد لا تتلقى المضخة كمية كافية من الماء. يمكن أن يؤدي ذلك إلى انخفاض الضغط، أو أداء غير مستقر، أو حتى التجويف، حيث تنهار فقاعات البخار وتلحق الضرر بالدفاعة.
يضمن نظام الشفط المصمم بشكل صحيح ما يلي:
إمدادات المياه دون انقطاع إلى المضخة
الضغط الكافي ومعدل التدفق
عملية مستقرة خلال جميع ظروف الطلب
الامتثال لمعايير مثل NFPA 20
اعتمادًا على مصدر المياه وبيئة التركيب، يمكن لمضخات الحريق استخدام عدة ترتيبات شفط:
عندما تكون إمدادات المياه البلدية موثوقة وتحافظ على الضغط الكافي، يمكن أن تسحب مضخة الحريق مباشرة منها. في هذا الإعداد، من الضروري التأكد من قدرة المدينة الرئيسية على تحمل الطلب على الحرائق دون انخفاض مفرط في الضغط.
تستخدم العديد من الأنظمة خزان مياه الإطفاء كمصدر للشفط. وهذا يوفر كمية مضمونة من المياه مستقلة عن أنابيب المدينة الرئيسية. يجب أن يتم تصميم الخزان بتركيبات ومصافي مناسبة والحد الأدنى لمستويات المياه كما هو محدد في NFPA 22.
في بعض المنشآت الصناعية أو النائية، قد يكون مصدر المياه عبارة عن بركة أو خزان. عادةً ما يتم استخدام المضخات التوربينية العمودية هنا، حيث أنها مصممة لسحب المياه من مصادر أقل من الدرجة مع مصاعد شفط طويلة.
يتطلب كل نوع شفط اعتبارات تصميمية مختلفة لتوجيه الأنابيب وحدود السرعة ورأس الشفط الإيجابي الصافي (NPSH).
لضمان توصيل المياه بكفاءة إلى مضخة الحريق، يجب التحكم بعناية في العديد من عوامل التصميم:
يجب أن يكون أنبوب الشفط كبيرًا بدرجة كافية لتقليل فقد الاحتكاك ومنع السرعة المفرطة. وفقًا لـ NFPA 20:
يجب ألا تتجاوز سرعة أنبوب الشفط15 قدمًا / ثانية (4.6 م / ثانية).
في معظم الحالات، من الأفضل الحفاظ على السرعة أدناه10 أقدام/ث (3 م/ث)لتقليل الاضطراب.
يمكن أن تتسبب الأنابيب ذات الحجم الصغير في حدوث انخفاض في الضغط وتؤثر على NPSH المتوفر في المضخة (NPSHa).
يوصي NFPA 20 بأن يكون أنبوب الشفط على الأقل10 أنابيب بأقطار مستقيمةمباشرة قبل دخول المضخة. وهذا يقلل من الاضطراب ويضمن تدفقًا موحدًا إلى عين المكره.
عند تقليل حجم الأنبوب عند مدخل الشفط، استخدمه دائمًامخفضات غريب الأطوار مسطحة من الأعلى (FOT). وهذا يمنع تشكل جيوب هوائية في الجزء العلوي من خط الشفط، مما قد يسبب التجويف.
يجب وضع أنابيب الشفط لمنع تراكم الهواء. يساعد انحدار أنبوب الشفط للأعلى قليلاً نحو المضخة على تحرير أي هواء محصور.
يمكن استخدام المصافي لمنع دخول الحطام إلى المضخة، خاصة عند السحب من الخزانات أو المصادر المفتوحة. ومع ذلك، يجب أن يتم تصميمها مع الحد الأدنى من فقدان الضغط وسهولة الوصول إلى الصيانة.
يقيس NPSH (رأس الشفط الإيجابي الصافي) الضغط المطلق عند شفط المضخة مقارنةً بضغط بخار السائل. إذا كان NPSH المتوفر (NPSHa) أقل من NPSH المطلوب (NPSHr) بواسطة المضخة، فسيحدث التجويف.
NPSHa = الضغط الجوي + الرأس الساكن – فقدان الاحتكاك – ضغط البخار
لمنع التجويف، تأكد دائمًا من:
NPSHa ≥ NPSHr + هامش الأمان(عادة 1 متر أو 3 أقدام كحد أدنى).
حافظ على رفع الشفط إلى الحد الأدنى.
استخدم انحناءات نصف قطرها كبيرة وناعمة بدلاً من المرفقين الحادين.
قلل التركيبات والصمامات الموجودة على جانب الشفط.
تأكد من أن درجة حرارة الماء ضمن حدود التصميم (ارتفاع درجات الحرارة يقلل من NPSHa).
مضخات الحريق ذات الحالة المنفصلة الأفقية هي النوع الأكثر استخدامًا في أنظمة مكافحة الحرائق في المباني والصناعات. يجب أن يتبع تخطيط الشفط هذه المبادئ:
يجب أن يقترب أنبوب الشفط من المضخةأفقيا ومستقيما، بدون أكواع مباشرة قبل شفة الشفط.
ثَبَّتَمخفض غريب الأطوار (مسطح في الأعلى)مباشرة عند شفط المضخة.
يمدصمامات العزلمثل صمامات بوابة OS&Y، ولكن تجنب تركيبها بالقرب من شفة الشفط.
ضمان الخلوص المناسب للصيانة والمحاذاة.
تجنب النقاط العالية أو مناطق الهواء المحاصرة في خط الشفط.
عند استخدام مضخات الحريق المزدوجة، يجب أن يكون لكل مضخة أنبوب شفط خاص بها من الرأس لتجنب تداخل التدفق.
تم تصميم مضخات الحريق التوربينية العمودية للاستخدام مع مصادر المياه المفتوحة أو الخزانات حيث يكون مستوى الماء أقل من المضخة. على عكس المضخات الأفقية، فهي لا تحتاج إلى أنابيب شفط، حيث يخدم أنبوب العمود ومجموعة الوعاء هذا الغرض.
تشمل اعتبارات التصميم ما يلي:
يجب أن يظل وعاء المضخة مغمورًا دائمًا عند الحد الأدنى لمستوى الماء.
وجود مسافة كافية بين جرس الشفط وقاع الخزان (عادةً ≥ 0.5 مرة قطر جرس الشفط).
الحجم المناسب لرأس التفريغ وأنبوب العمود لتقليل فقدان الرأس.
يجب أن تكون مصفاة الشفط مقاومة للتآكل ويمكن إزالتها بسهولة.
حتى الأخطاء البسيطة في تصميم الشفط يمكن أن تؤدي إلى مشكلات مكلفة في الأداء. تتضمن بعض الأخطاء الأكثر شيوعًا ما يلي:
تثبيت الكوع مباشرة قبل مدخل المضخة- يسبب توزيعًا غير متساوٍ للسرعة والتجويف.
استخدام المخفضات متحدة المركز بدلاً من غريب الأطوار (مسطحة في الأعلى)- يمكن أن يحبس الهواء في الجزء العلوي من الأنبوب.
قطر الأنبوب غير كاف- يؤدي إلى خسائر احتكاك عالية وتقليل NPSHa.
تنفيس غير لائق أو المنحدرة- يسمح بتكوين جيوب هوائية.
توصيل مضخات متعددة برأس شفط مشترك دون تباعد مناسب أو توازن التدفق.
رفع الشفط المفرط— يقلل من NPSHa، خاصة في منشآت الرفع العمودي.
إن تجنب هذه المخاطر أثناء التصميم يضمن عمرًا أطول للمضخة، وأداءً مستقرًا، والامتثال لمعايير السلامة من الحرائق.
يعد معيار NFPA 20، "معيار تركيب المضخات الثابتة للحماية من الحرائق"، المرجع الأساسي لتصميم شفط مضخة الحريق. وهي تحدد متطلبات أنابيب الشفط والتجهيزات والصمامات والمصافي والسرعات المقبولة.
تشمل المعايير الإقليمية الإضافية التي تكمل NFPA 20 ما يلي:
يو ال 448: متطلبات مضخات الحريق بالطرد المركزي.
أوراق بيانات FM العالمية لمنع فقدان الممتلكات: إرشادات حول غرفة المضخة وتكوين الشفط.
قوانين مكافحة الحرائق المحلية أو لوائح سلطة المياهالتي تحكم تفاصيل التثبيت.
إن اتباع هذه المعايير يضمن أن نظامك ليس فعالاً فحسب، بل أيضًا معتمدًا للامتثال للتأمين والفحص.
للتلخيص، فيما يلي أفضل ممارسات التصميم للحصول على أداء شفط موثوق:
حافظ على أنابيب الشفط قصيرة ومستقيمة قدر الإمكان.
حجم خطوط الشفط بسخاء للحد من السرعة أقل من 15 قدم/ثانية.
استخدم مخفضات غريب الأطوار بشكل مسطح في الأعلى.
حافظ على تشغيل مستقيم لـ 10 أقطار من الأنابيب قبل المضخة.
التأكد من التهوية المناسبة وتجنب الجيوب الهوائية.
تحقق من أن NPSHa يتجاوز NPSHr بهامش آمن.
اتبع معايير NFPA 20 وUL والمعايير المحلية للتخطيط والمواد.
اختبار وفحص أداء الشفط أثناء التشغيل.
يعد نظام شفط مضخة الحريق المصمم جيدًا أساس أي نظام موثوق للحماية من الحرائق. فهو يضمن أن مضخة الحريق الخاصة بك تعمل بكامل كفاءتها عندما يكون الأمر أكثر أهمية - أثناء حالات الطوارئ.
510x380.jpg)
