مضخات الحريق هي قلب أي نظام فعال للحماية من الحرائق. أنها توفر تدفق المياه والضغط اللازمين لمكافحة الحرائق عندما لا تتمكن أنظمة إمدادات المياه العادية من تلبية الطلب. أحد أهم المفاهيم - ولكن غالبًا ما يُساء فهمها - في أداء مضخة الحريق هوضغط زبد.
يعد فهم ضغط ضخ مضخة الحريق أمرًا ضروريًا لمصممي الأنظمة والقائمين على التركيب ومهندسي الصيانة لأنه يؤثر على موثوقية النظام وسلامته والامتثال لمعايير مثلNFPA 20. في هذه المقالة، سنشرح ما هو ضغط الخض، وسبب أهميته، وكيفية قياسه، وما الذي يجب الانتباه إليه أثناء التصميم والتشغيل.
ضغط مضخة الحريق(المعروف أيضًا باسمضغط الاغلاق) يشير إلىأقصى ضغط تنتجه مضخة الحريق عند التشغيل بتدفق صفر. بمعنى آخر، إنه الضغط الناتج عند إغلاق صمام التفريغ، وعدم خروج الماء من المضخة.
عند الدوران، تستمر المكره في الدوران، مما يؤدي إلى تحريك الماء داخل غلاف المضخة، مما يخلق ضغطًا ولكن لا يوجد تدفق للتفريغ. هذا هو أعلى ضغط ستنتجه المضخة في نطاق التشغيل العادي.
وفقNFPA 20 (معيار تركيب المضخات الثابتة للحماية من الحرائق)، يجب ألا يتجاوز الحد الأقصى لضغط الزبد140% من الضغط المقدرللمضخة عند التدفق المقدر لها.
يتبع أداء مضخة الحريق معايير محددةمنحنى المضخةوالتي توضح العلاقة بين التدفق (GPM أو L/min) والضغط (PSI أو bar).
عند تدفق 0% (مخض):الضغط في أعلى مستوياته.
عند التدفق المقدر بنسبة 100%:توفر المضخة ضغطها المقدر.
عند 150% من التدفق المقدر:ينخفض الضغط عادةً إلى حوالي 65-70% من الضغط المقدر.
يساعد منحنى المضخة المهندسين على التحقق من أن المضخة سوف تلبي متطلبات النظام في جميع ظروف التشغيل - من التدفق الصفري إلى الحد الأقصى للتدفق أثناء طوارئ الحريق.
إن ضغط الزبد ليس مجرد قيمة نظرية؛ لها آثار عملية وسلامة.
قد يؤدي الضغط المفرط إلى إتلاف الأنابيب والصمامات والتجهيزات والمكونات الأخرى لنظام الحماية من الحرائق. يضمن الحفاظ على ضغط التدوير ضمن حد NFPA 20 أن يعمل النظام بأمان حتى عندما تكون صمامات التفريغ مغلقة.
التشغيل عند المخض ليس مثاليًا للمضخة. عندما يتم احتجاز الماء في الغلاف، يمكن أن يؤدي ذلك إلى تراكم الحرارة، والتجويف المحتمل، والإجهاد الميكانيكي. يساعد فهم ضغط التدوير فرق الصيانة على تجنب الفترات الطويلة من عدم التدفق الذي قد يؤدي إلى الإضرار بالمضخة.
يضع NFPA 20 حدودًا صارمة لأداء مضخة الحريق، بما في ذلك ضغط المضخة. قد تفشل المضخات التي تتجاوز الضغط المسموح به عند التدفق الصفري في اختبار القبول أو تتطلب صمامات تخفيف ضغط إضافية للامتثال.
في بعض السيناريوهات، قد تبدأ مضخة الحريق تلقائيًا عند انخفاض ضغط النظام، حتى لو لم تكن الرشاشات أو صنابير المياه مفتوحة. في هذه الحالات، تعمل المضخة مؤقتًا عند الزبد. إذا كان الضغط مرتفعًا جدًا، فقد يؤدي ذلك إلى حدوث تسرب في النظام أو تلف المعدات.
يوفر NFPA 20 إرشادات واضحة للتحكم في ضغط التشغيل وضمان التشغيل الآمن.
الحد الأقصى لضغط الزبد:لا ينبغي أن يتجاوز140% من الضغط المقدرفي التدفق المقدر.
صمام تخفيف الضغط (PRV):إذا كان ضغط المخض أعلى من المسموح به، فيجب تركيب صمام تخفيف الضغط لتصريف الضغط الزائد بأمان.
قياس الضغط:يجب تسجيل ضغط الزبد أثناءاختبار المصنعواختبار القبولمن المضخة.
على سبيل المثال، إذا تم تصنيف المضخة بـ 100 رطل لكل بوصة مربعة عند 1000 جالون في الدقيقة، فإن الحد الأقصى لضغط التدوير المسموح به هو140 رطل لكل بوصة مربعة. إذا كان ضغط المخض الفعلي هو 150 رطل لكل بوصة مربعة، فيجب استخدام PRV لخفضه ضمن الحدود.
يعد قياس ضغط الزبد جزءًا قياسيًا من كليهمااختبار المصنعواختبار القبول الميداني.
في منشأة التصنيع، تخضع كل مضخة لعمليةاختبار الهيدروستاتيكي والأداء. يتم قياس ضغط الزبد مع إغلاق صمام التفريغ، ويتم تشغيل المضخة بالسرعة المقدرة. يتم رسم النتائج على منحنى الأداء وإدراجها في وثائق الاعتماد.
بعد التركيب، يتم اختبار مضخة الحريق في الموقع تحت إشراف المقاول أو المالك أو السلطة المختصة (AHJ). يتم إغلاق صمام التفريغ، ويتم استخدام مقياس الضغط عند رأس التفريغ لقياس ضغط الطحن. وهذا يؤكد أن النظام المثبت يطابق أداء المصنع ومتطلبات NFPA 20.
هناك عدة عوامل يمكن أن تؤثر على ضغط المضخة في الحقل، حتى لو كانت تلبي معايير المصنع:
ضغط إمداد الشفط:يؤدي ارتفاع ضغط الماء الوارد إلى زيادة ضغط التصريف الإجمالي عند المخضض.
سرعة المضخة:إذا كان السائق (المحرك الكهربائي أو محرك الديزل) يعمل بسرعة أعلى من السرعة المقررة، فإن ضغط الدوران يزداد تقريبًا مع مربع نسبة السرعة.
ارتفاع النظام:تؤثر اختلافات الرأس الثابتة في نظام الأنابيب على قراءات الضغط الإجمالية.
درجة الحرارة واللزوجة:ارتفاع درجة حرارة الماء يمكن أن يقلل قليلا من توليد الضغط، في حين أن الماء البارد يمكن أن يزيد منه.
تعديلات النظام:قد تؤدي إضافة مكونات مثل صمامات الفحص أو صمامات الضغط الخلفي إلى تغيير الخصائص الهيدروليكية الشاملة للنظام.
إذا تجاوز ضغط الزبد المقاس حد NFPA، فيجب على مصمم النظام أو مهندس الصيانة التحقيق في المشكلة وتصحيحها. تشمل الحلول الشائعة ما يلي:
قم بتركيب صمام تخفيف الضغط على جانب التفريغ للمضخة. يتم فتح PRV تلقائيًا عندما يتجاوز الضغط الحد المحدد مسبقًا، مما يسمح بتدفق المياه إلى خط الصرف أو العودة حتى يعود الضغط إلى مستويات آمنة.
بالنسبة لمضخات الحريق الكهربائية التي تعمل بالديزل أو ذات السرعات المتغيرة، قد تؤدي التعديلات الطفيفة في السرعة إلى تقليل ضغط التدوير. ومع ذلك، يجب أن يتم ذلك بعناية للتأكد من أن المضخة لا تزال تلبي متطلبات التدفق والضغط المقدرة.
إذا تسبب تخطيط النظام أو الارتفاع في ضغط ثابت مفرط، فقد يحتاج المهندسون إلى تعديل تصميم الأنابيب، أو تقليل فروق الارتفاع، أو اختيار مضخة ضغط ذات تصنيف أقل.
يعد PRV بمثابة ضمانة مهمة في الأنظمة التي قد يتجاوز فيها ضغط التدوير الحدود الآمنة. يتطلب NFPA 20 ذلك عندما:
يتجاوز ضغط المضغ عند التدفق الصفري 140% من الضغط المقدر.
يتجاوز إجمالي ضغط التفريغ (بما في ذلك ضغط الشفط) تقييمات مكونات النظام.
يجب أن تقوم وحدة PRV بتصريف كمية كافية من الماء للحفاظ على الضغط الآمن بشكل مستمر أثناء تشغيل المضخة عند التدوير. ويجب اختباره بانتظام لضمان الأداء الوظيفي.
يجب أن تكون مراقبة ضغط الزبد جزءًا من كل شيءبرنامج الصيانة الروتينية لمضخات الحريق.
التشغيل الأسبوعي لاختبار مضخة الحريق:أثناء الاختبارات الأسبوعية لعدم التدفق، قم بفحص وتسجيل ضغط الزبد.
قارن مع خط الأساس:إذا ارتفع الضغط أو انخفض بشكل ملحوظ مقارنة بالسجلات السابقة، فقد يشير ذلك إلى التآكل أو تلف المكره أو مشكلات الشفط.
فحص صمامات الإغاثة:تأكد من أن PRV يعمل بسلاسة وخالي من التسربات أو الانسداد.
معايرة أجهزة القياس:يجب أن تكون أجهزة قياس الضغط دقيقة ويتم إعادة معايرتها بشكل دوري.
تساعد المراقبة المستمرة على منع فشل المضخة أثناء حالات الطوارئ وتضمن الموثوقية على المدى الطويل.
الخلط بين ضغط الزبد والضغط المقدر
يشير الضغط المقدر إلى خرج المضخة عند التدفق المقدر. يكون ضغط الزبد أعلى دائمًا ويحدث عند تدفق صفر.
تجاهل تأثير ضغط الشفط
عند قياس إجمالي ضغط المخض، يجب مراعاة كل من ضغوط التفريغ والشفط.
إهمال الاختبارات الدورية
يمكن أن يؤدي الفشل في إجراء الاختبارات الأسبوعية أو الشهرية إلى انحراف غير ملحوظ في الضغط، مما قد يؤدي إلى ظروف غير آمنة.
إعدادات تخفيف الضغط غير مناسبة
يمكن أن يفشل صمام التنفيس الذي تم ضبطه على مستوى مرتفع جدًا أو منخفض جدًا في حماية النظام أو هدر المياه دون داع.
الفهم والسيطرةضغط مضخة الحريقأمر حيوي للتشغيل الآمن والفعال لأنظمة الحماية من الحرائق. إنه يمثل أعلى حالة ضغط سيتعرض لها نظامك، كما أن الاحتفاظ به ضمن حدود NFPA 20 يمنع تلف المعدات ويضمن الامتثال.
