يعد اختيار مضخة حريق الديزل الصحيحة أحد أهم القرارات في تصميم نظام الحماية من الحرائق. قد لا توفر المضخة الصغيرة جدًا تدفقًا أو ضغطًا كافيًا للمياه عند حدوث حريق، في حين أن المضخة كبيرة الحجم يمكن أن تزيد من تكاليف المعدات واستهلاك الطاقة ومتطلبات التثبيت وتعقيد النظام.
لذلك يجب أن يعتمد تحديد حجم مضخة حريق الديزل على المتطلبات الهيدروليكية الفعلية لنظام الحماية من الحرائق بدلاً من مجرد اختيار مضخة ذات أعلى تدفق أو ضغط متاح. تتطلب العملية فهم الطلب على الرشاشات، ومتطلبات تدفق الخراطيم، وفقدان ضغط النظام، والارتفاع، وإمدادات المياه، وأداء المضخة، ومعايير الحماية من الحرائق المعمول بها.
يشرح هذا الدليل العوامل الرئيسية التي يجب مراعاتها عند تحديد حجم مضخة حريق الديزل ويوفر منهجًا عمليًا للمهندسين والمقاولين والموزعين والمتخصصين في السلامة من الحرائق.
الخطوة الأولى في تحديد حجم مضخة حريق الديزل هي تحديد نقطة العمل المطلوبة.
يتم التعبير عن نقطة تشغيل مضخة الحريق عمومًا بمعلمتين رئيسيتين:
على سبيل المثال، قد يتطلب المشروع مضخة حريق قادرة على توصيل 1000 جالون في الدقيقة عند 100 رطل لكل بوصة مربعة. هذا لا يعني أنه يجب ببساطة اختيار المضخة بناءً على تصنيف اسمي قدره 1000 جالون في الدقيقة. يجب تحليل نظام الحماية من الحرائق بالكامل هيدروليكيًا لتحديد الطلب الفعلي.
يعتمد التدفق المطلوب على نوع نظام الحماية من الحرائق والمخاطر التي يتم حمايتها. يمكن أن يكون للتطبيقات المختلفة متطلبات مائية مختلفة بشكل كبير.
قد تتطلب المنشآت الصناعية والمستودعات والمباني التجارية والمباني الشاهقة ومصانع التصنيع ومشاريع البنية التحتية قدرات مختلفة لمضخات الحريق.
وبالتالي فإن نقطة البداية الصحيحة هي التصميم الهيدروليكي لنظام الحماية من الحرائق.
يعد التدفق أحد أهم العوامل في تحديد حجم مضخة حريق الديزل.
يمكن تحديد التدفق المطلوب من الطلب المشترك لمعدات الحماية من الحرائق التي تحتاج إلى العمل أثناء سيناريو الحريق التصميمي. اعتمادًا على المشروع، يمكن أن يشمل ذلك الرشاشات الأوتوماتيكية، أو أنظمة الأنابيب العمودية، أو محطات الخراطيم، أو الصنابير، أو أنظمة رش الماء، أو أنظمة الرغوة، أو غيرها من معدات إخماد الحرائق الثابتة.
على سبيل المثال، إذا كان نظام الرش يتطلب 750 جالونًا في الدقيقة وكان السماح المطبق لتيار الخرطوم هو 250 جالونًا في الدقيقة، فإن إجمالي التدفق المطلوب يمكن أن يكون تقريبًا:
750 جالونًا في الدقيقة + 250 جالونًا في الدقيقة = 1000 جالونًا في الدقيقة
يجب أن يتبع الحساب النهائي دائمًا التصميم الهيدروليكي المحدد ومتطلبات المشروع المعمول بها.
من المهم عدم تقدير التدفق ببساطة من حجم المبنى. يمكن أن يكون لمبنيين لهما نفس المساحة الأرضية متطلبات مختلفة تمامًا للحماية من الحرائق بسبب الاختلافات في الإشغال وترتيبات التخزين وتصنيف السلع وارتفاع السقف وتصميم الرشاشات ومستوى المخاطر.
بمجرد إنشاء التدفق المطلوب، فإن الخطوة التالية هي تحديد الضغط الذي يجب أن توفره مضخة حريق الديزل.
يجب أن يتغلب ضغط المضخة المطلوب على متطلبات الضغط لنظام الحماية من الحرائق والخسائر بين مصدر المياه وأبعد نقطة هيدروليكيًا.
يمكن التعبير عن الحساب المبسط على النحو التالي:
ضغط المضخة المطلوب = ضغط النظام المطلوب + خسائر الاحتكاك + خسائر الارتفاع + الخسائر الأخرى المطلوبة
هناك عدة عوامل يمكن أن تؤثر على متطلبات الضغط النهائية.
قد تتطلب الرشاشات والأنابيب العامة والصنابير وغيرها من معدات مكافحة الحرائق الحد الأدنى من ضغط التشغيل لتعمل بشكل صحيح.
يفقد الماء الضغط أثناء انتقاله عبر الأنابيب والتجهيزات والصمامات والمصافي والمكونات الأخرى. إن تشغيل الأنابيب الأطول وأقطار الأنابيب الأصغر ينتج عمومًا خسائر احتكاك أكبر.
الارتفاع له تأثير كبير على ضغط مضخة الحريق. ينخفض ضغط الماء مع زيادة الارتفاع. ولذلك يمكن أن تتطلب المباني الشاهقة ضغط تفريغ مضخة أعلى بكثير من المنشآت منخفضة الارتفاع.
يمكن أن تحدث خسائر إضافية في الضغط عبر موانع التدفق العكسي، والصمامات، والعدادات، والمرشحات، وأجهزة الإنذار، والمكونات الأخرى.
يجب تضمين كل هذه الخسائر في الحساب الهيدروليكي قبل اختيار مضخة حريق الديزل.
لا تعمل مضخة الحريق بشكل مستقل عن مصدر المياه. قبل اختيار المضخة، يجب على المهندسين فهم إمدادات المياه المتاحة.
قد يكون المصدر عبارة عن شبكة مياه بلدية، أو خزان مياه مخصص للإطفاء، أو خزان، أو مصدر مياه آخر معتمد.
يمكن أن تشمل المعلومات الهامة المتعلقة بإمدادات المياه ما يلي:
العلاقة بين إمدادات المياه والطلب على المضخات أمر بالغ الأهمية.
على سبيل المثال، إذا كانت إمدادات المياه الواردة توفر بالفعل ضغطًا كبيرًا، فقد تحتاج مضخة الحريق إلى إضافة ضغط أقل. إذا كان ضغط إمدادات المياه قليلًا أو معدومًا، فيجب أن توفر المضخة معظم الضغط المطلوب.
عندما تقوم المضخة بالشفط من خزان المياه، يجب أيضًا مراعاة سعة الخزان وارتفاعه.
أحد الأخطاء الشائعة هو اختيار مضخة حريق الديزل بناءً على التدفق المقدر لها فقط.
يجب أن يأخذ الاختيار المناسب في الاعتبار منحنى أداء المضخة المعتمدة أو المعتمدة بالكامل.
على سبيل المثال، يمكن تصنيف المضخة عند 1000 جالون في الدقيقة، ولكن أداءها عند الضغط المطلوب يجب أن يلبي أيضًا طلب المشروع. يجب أن تكون المضخة قادرة على توصيل التدفق المطلوب عند الضغط المطلوب مع البقاء ضمن متطلبات الأداء المعمول بها.
النقاط التالية مهمة بشكل خاص:
لا ينبغي للمضخة أن تلتقي ببساطة بنقطة واحدة على الورق. يجب أن يكون أدائه مناسبًا لنطاق التشغيل المتوقع لنظام الحماية من الحرائق.
يتكون نظام مضخة حريق الديزل من أكثر من المضخة نفسها. يجب أن يوفر محرك الديزل طاقة كافية لتشغيل المضخة المحددة عبر نطاق التشغيل المطلوب.
لذلك يجب أن يعتمد اختيار المحرك على الطاقة التي تتطلبها المضخة ومتطلبات الحماية من الحرائق المعمول بها.
إذا كانت المضخة المحددة تتطلب قدرة حصانية أكبر عند نقطة تشغيل معينة مما يمكن للمحرك توفيره بشكل موثوق، فقد لا يعمل النظام على النحو المنشود.
عند اختيار مجموعة مضخة حريق الديزل، يجب اعتبار المضخة ومحرك الديزل وجهاز التحكم ونظام الوقود ونظام التبريد والمكونات الأخرى بمثابة نظام متكامل.
وهذا مهم بشكل خاص للمشاريع التي تتطلب معدات مضخات حريق معتمدة أو مدرجة.
قد يكون لأنظمة الحماية من الحرائق ظروف تشغيل تتطلب أكثر من التدفق الاسمي المقدر.
لهذا السبب، يجب على المهندسين تقييم أداء المضخة في ظروف التدفق الأعلى بدلاً من التحقق من نقطة التشغيل المقدرة فقط.
إن المضخة التي تعمل بشكل جيد عند التدفق المقدر ولكنها لا تستطيع توفير الضغط المناسب عند الطلب العالي قد لا تكون خيارًا مناسبًا.
يجب أن يحدد الحساب الهيدروليكي الحد الأقصى المتوقع للطلب، ويجب أن يكون للمضخة المختارة منحنى أداء مناسب لهذه الحالة.
وهذا مهم بشكل خاص للمنشآت الصناعية الكبيرة والمستودعات ومحطات المعالجة والأنظمة التي تحتوي على مكونات متعددة للحماية من الحرائق.
تعتبر ظروف الشفط من الاعتبارات الهامة الأخرى عند تحديد حجم مضخة حريق الديزل.
يجب أن تتلقى المضخة كمية كافية من الماء عند وصلة الشفط الخاصة بها. يمكن أن تؤدي ظروف الشفط السيئة إلى التجويف، أو التشغيل غير المستقر، أو انخفاض الأداء، أو تلف المضخة.
تشمل العوامل التي يجب تقييمها ما يلي:
من الممكن أن تواجه المضخة ذات الحجم الصحيح مشكلات تشغيلية إذا كان تصميم الشفط سيئًا.
ولذلك ينبغي تقييم أنبوب الشفط مع اختيار المضخة بدلاً من التعامل معها كمسألة منفصلة.
يصبح الارتفاع مهمًا بشكل خاص في المباني الشاهقة والمواقع الصناعية الكبيرة.
وبما أنه يجب توصيل المياه إلى ارتفاع أعلى، يلزم ضغط إضافي للتغلب على فرق الارتفاع.
بالنسبة لأنظمة مكافحة الحرائق لمسافات طويلة، يمكن أن تصبح خسائر الاحتكاك في شبكة الأنابيب كبيرة أيضًا.
وبالتالي فإن المضخة المناسبة لمبنى صغير منخفض الارتفاع قد تكون غير مناسبة تمامًا لمنشأة صناعية شاهقة أو كبيرة، حتى لو كان معدل التدفق المطلوب يبدو مشابهًا.
يجب أن تأخذ الحسابات الهيدروليكية في الاعتبار المسار الكامل من مصدر المياه إلى النقطة الأكثر تطلبًا هيدروليكيًا.
قد يبدو أن الحجم الكبير يوفر أمانًا إضافيًا، ولكن اختيار مضخة أكبر بكثير ليس هو الحل الأفضل دائمًا.
يمكن لمضخة الحريق كبيرة الحجم أن تخلق العديد من التحديات، بما في ذلك:
يجب أن يكون الهدف هو اختيار مضخة تلبي بشكل مناسب الطلب المحسوب للحماية من الحرائق مع الالتزام بالمتطلبات المعمول بها.
المضخة الأكبر ليست مضخة أفضل تلقائيًا.
بالنسبة للعديد من مشاريع الحماية من الحرائق الدولية، يجب أن يتوافق اختيار المضخة مع معايير محددة ومتطلبات الاعتماد.
يعد NFPA 20 أحد المعايير الرئيسية التي يتم الرجوع إليها عادةً لاختيار وتركيب المضخات الثابتة للحماية من الحرائق.
قد تتطلب المشاريع أيضًا معدات مضخات حريق مدرجة في قائمة UL أو معتمدة من FM اعتمادًا على السلطة ذات الاختصاص القضائي أو مواصفات المشروع أو متطلبات التأمين أو اللوائح المحلية.
عندما تكون الشهادة مطلوبة، يجب تقييم حزمة المضخة الكاملة وفقًا لمتطلبات الشهادة المعمول بها.
يمكن أن يشمل ذلك المضخة، ومحرك الديزل، وجهاز التحكم، والملحقات، والمكونات الأخرى لمجموعة مضخة الحريق.
تأكد دائمًا من أحدث المتطلبات المعمول بها مع مهندس المشروع والسلطة المختصة ومتطلبات الاعتماد.
تعتمد مضخات حريق الديزل على توفر الوقود بشكل موثوق أثناء حالات الطوارئ.
بعد تحديد حجم المضخة، يجب على المشروع أيضًا تقييم استهلاك وقود محرك الديزل ومدة التشغيل المطلوبة.
يجب أن يكون حجم خزان الوقود مناسبًا وفقًا لمتطلبات المشروع المعمول بها واللوائح المحلية.
يجب أن يوفر التثبيت أيضًا تهوية مناسبة وترتيبات العادم والتبريد وأنظمة البطاريات وإمكانية الوصول إلى الصيانة.
الهدف ليس مجرد جعل محرك الديزل قويًا بما يكفي لتشغيل المضخة. يجب أن يكون نظام مضخة حريق الديزل الكامل قادرًا على التشغيل والتشغيل بشكل موثوق عند حدوث طلب طارئ على المياه.
خذ بعين الاعتبار منشأة صناعية افتراضية ذات المتطلبات الهيدروليكية التالية:
الطلب على الرش:800 جالون في الدقيقة
بدل تيار خرطوم:200 جالون في الدقيقة
إجمالي التدفق المطلوب:1,000 جالون في الدقيقة
لنفترض أن الحساب الهيدروليكي يحدد أن النظام يتطلب 110 رطل لكل بوصة مربعة عند تفريغ المضخة بعد الأخذ في الاعتبار ضغط النظام المطلوب، وخسائر الاحتكاك، والارتفاع، والخسائر الأخرى.
وبالتالي فإن نقطة العمل الأولية لمضخة الحريق ستكون:
1000 جالون في الدقيقة عند 110 رطل لكل بوصة مربعة
الخطوة التالية هي مراجعة نماذج مضخات الحريق المتوفرة ومنحنيات أدائها.
يجب أن تكون المضخة المختارة قادرة على توفير 1000 جالون في الدقيقة المطلوبة عند حوالي 110 رطل لكل بوصة مربعة مع تلبية متطلبات الأداء المعمول بها. يجب بعد ذلك اختيار محرك الديزل لتوفير الطاقة الكافية للمضخة عبر نطاق التشغيل المطلوب.
يجب أن يأخذ الاختيار النهائي أيضًا في الاعتبار مصدر المياه، وظروف الشفط، والحد الأقصى للتدفق، ومتطلبات الشهادة، وجهاز التحكم، ونظام الوقود، وظروف التثبيت.
يوضح هذا المثال لماذا يجب أن يبدأ تحديد حجم المضخة بالحسابات الهيدروليكية بدلاً من البدء بكتالوج المضخة.
يمكن أن تؤدي العديد من الأخطاء إلى اختيار المضخة بشكل غير صحيح.
قد لا توفر المضخة المقدرة عند GPM المطلوب الضغط المطلوب. يجب دائمًا تقييم التدفق والضغط معًا.
تتطلب الأنظمة عالية الارتفاع ضغطًا إضافيًا. يمكن أن يؤدي الفشل في حساب الارتفاع إلى عدم كفاية الضغط على معدات مكافحة الحرائق عن بعد.
يؤثر طول الأنبوب وقطر الأنبوب والتجهيزات والصمامات والمكونات الأخرى على ضغط النظام.
يمكن أن تؤدي السعة المفرطة إلى خلق تكاليف غير ضرورية ومشاكل في تصميم النظام.
يجب أن يتمتع محرك الديزل بالطاقة الكافية للمضخة المختارة وظروف التشغيل المطلوبة.
قد لا تلبي المضخة التي تلبي المتطلبات الهيدروليكية متطلبات المشروع المطلوبة من UL أو FM أو متطلبات الشهادات الأخرى.
قبل الانتهاء من اختيار مضخة حريق الديزل، قم بمراجعة المعلومات التالية:
يتطلب تحديد الحجم الصحيح لمضخة حريق الديزل أكثر من مجرد اختيار مضخة ذات معدل تدفق مناسب. يجب تقييم نظام الحماية من الحرائق الكامل لتحديد التدفق المطلوب، والضغط، والارتفاع، وفقدان الاحتكاك، وإمدادات المياه، وظروف الشفط، ومتطلبات التشغيل.
يجب أن يوفر محرك الديزل المحدد أيضًا الطاقة الكافية للمضخة، في حين يجب أن تلبي الحزمة الكاملة معايير المشروع المعمول بها ومتطلبات الاعتماد.
بالنسبة لمصنعي مضخات الحريق والمهندسين والمقاولين ومحترفي الحماية من الحرائق، تعد الحسابات الهيدروليكية الدقيقة والتحليل الدقيق لمنحنى المضخة أمرًا ضروريًا لتحقيق أداء موثوق به في حالات الطوارئ.
توفر مضخة حريق الديزل ذات الحجم الصحيح الأساس لنظام يمكن الاعتماد عليه للحماية من الحرائق. من خلال تقييم النظام الكامل بدلاً من التركيز على معلمة مضخة واحدة، يمكن لفرق المشروع اختيار المعدات التي توفر أداء مكافحة الحرائق المطلوب مع تجنب تكاليف التثبيت والتركيب غير الضرورية.
