As bombas de incêndio estão no centro de qualquer sistema eficaz de proteção contra incêndio. Eles fornecem o fluxo e a pressão de água necessários para combater incêndios quando os sistemas normais de abastecimento de água não conseguem atender à demanda. Um dos conceitos mais importantes - mas muitas vezes mal compreendidos - no desempenho da bomba de incêndio épressão de agitação.
Compreender a pressão de agitação da bomba de incêndio é essencial para projetistas de sistemas, instaladores e engenheiros de manutenção porque afeta a confiabilidade, segurança e conformidade do sistema com padrões comoNFPA 20. Neste artigo, explicaremos o que é a pressão de rotatividade, por que ela é importante, como é medida e o que observar durante o projeto e a operação.
Pressão de agitação da bomba de incêndio(também conhecido comopressão de desligamento) refere-se aopressão máxima que uma bomba de incêndio produz quando opera com fluxo zero. Em outras palavras, é a pressão gerada quando a válvula de descarga está fechada e não sai água da bomba.
Na agitação, o impulsor continua a girar, movendo a água dentro da carcaça da bomba, criando pressão, mas sem fluxo de descarga. Esta é a pressão mais alta que a bomba produzirá em sua faixa normal de operação.
De acordo comNFPA 20 (Norma para Instalação de Bombas Estacionárias para Proteção contra Incêndio), a pressão máxima de agitação não deve exceder140% da pressão nominalda bomba em seu fluxo nominal.
O desempenho de uma bomba de incêndio segue umcurva da bomba, que mostra a relação entre vazão (GPM ou L/min) e pressão (PSI ou bar).
Com fluxo de 0% (rotatividade):A pressão está no seu ponto mais alto.
Com fluxo nominal de 100%:A bomba fornece sua pressão nominal.
A 150% do fluxo nominal:A pressão normalmente cai para cerca de 65–70% da pressão nominal.
A curva da bomba ajuda os engenheiros a verificar se a bomba atenderá aos requisitos do sistema em todas as condições operacionais – desde fluxo zero até fluxo máximo durante uma emergência de incêndio.
A pressão de rotatividade não é apenas um valor teórico; tem implicações práticas e de segurança.
A pressão excessiva de agitação pode danificar tubos, válvulas, conexões e outros componentes do sistema de proteção contra incêndio. Manter a pressão de agitação dentro do limite da NFPA 20 garante que o sistema opere com segurança mesmo quando as válvulas de descarga estão fechadas.
Operar em agitação não é ideal para a bomba. Quando a água fica presa no revestimento, pode causar acúmulo de calor, cavitação potencial e estresse mecânico. Compreender a pressão de agitação ajuda as equipes de manutenção a evitar longos períodos de operação sem fluxo que podem danificar a bomba.
A NFPA 20 estabelece limites estritos para o desempenho da bomba de incêndio, incluindo a pressão de agitação. As bombas que excedem a pressão permitida com fluxo zero podem falhar no teste de aceitação ou exigir válvulas de alívio de pressão adicionais para cumprir.
Em alguns cenários, uma bomba de incêndio pode iniciar automaticamente quando a pressão do sistema cai, mesmo que nenhum sprinkler ou hidrante esteja aberto. Nestes casos, a bomba funciona temporariamente em agitação. Se a pressão for muito alta, poderá causar vazamentos no sistema ou danos ao equipamento.
A NFPA 20 fornece diretrizes claras para controlar a pressão de agitação e garantir uma operação segura.
Pressão máxima de agitação:Não deve exceder140% da pressão nominalna vazão nominal.
Válvula de alívio de pressão (PRV):Se a pressão de agitação for superior à permitida, uma válvula de alívio de pressão deverá ser instalada para descarregar o excesso de pressão com segurança.
Medição de pressão:A pressão de agitação deve ser registrada durante oteste de fábricaeteste de aceitaçãoda bomba.
Por exemplo, se uma bomba for classificada para 100 PSI a 1000 GPM, a pressão de agitação máxima permitida é140 PSI. Se a pressão real de agitação for de 150 PSI, um PRV deverá ser usado para baixá-la dentro dos limites.
Medir a pressão de agitação é uma parte padrão de ambostestes de fábricaetestes de aceitação em campo.
Na fábrica, cada bomba passa por umteste hidrostático e de desempenho. A pressão de agitação é medida com a válvula de descarga fechada e a bomba opera na velocidade nominal. Os resultados são plotados na curva de desempenho e incluídos nos documentos de certificação.
Após a instalação, a bomba de incêndio é testada no local sob a supervisão do empreiteiro, proprietário ou autoridade competente (AHJ). A válvula de descarga é fechada e o manômetro no coletor de descarga é usado para medir a pressão de agitação. Isto confirma que o sistema instalado corresponde ao desempenho de fábrica e aos requisitos da NFPA 20.
Vários fatores podem afetar a pressão de agitação de uma bomba no campo, mesmo que ela atenda aos padrões de fábrica:
Pressão de fornecimento de sucção:A maior pressão da água de entrada aumenta a pressão total de descarga na agitação.
Velocidade da bomba:Se o acionador (motor elétrico ou motor diesel) funcionar em velocidade superior à nominal, a pressão de agitação aumenta aproximadamente com o quadrado da relação de velocidade.
Elevação do Sistema:As diferenças de carga estática no sistema de tubulação afetam as leituras gerais de pressão.
Temperatura e Viscosidade:A temperatura mais alta da água pode reduzir ligeiramente a geração de pressão, enquanto a água mais fria pode aumentá-la.
Modificações do sistema:Adicionar componentes como válvulas de retenção ou válvulas de contrapressão pode alterar as características hidráulicas gerais do sistema.
Se a pressão de agitação medida exceder o limite da NFPA, o projetista do sistema ou engenheiro de manutenção deverá investigar e corrigir o problema. As soluções comuns incluem:
Instale uma válvula limitadora de pressão no lado de descarga da bomba. A PRV abre automaticamente quando a pressão excede um limite predefinido, permitindo que a água flua para um dreno ou linha de retorno até que a pressão retorne a níveis seguros.
Para bombas de incêndio elétricas a diesel ou de velocidade variável, pequenos ajustes de velocidade podem reduzir a pressão de agitação. No entanto, isso deve ser feito com cuidado para garantir que a bomba ainda atenda aos requisitos nominais de vazão e pressão.
Se o layout ou a elevação do sistema causar pressão estática excessiva, os engenheiros poderão precisar modificar o projeto da tubulação, reduzir as diferenças de elevação ou selecionar uma bomba de pressão mais baixa.
O PRV é uma proteção crítica em sistemas onde a pressão de agitação pode exceder os limites seguros. A NFPA 20 exige isso quando:
A pressão de agitação com fluxo zero excede 140% da pressão nominal.
A pressão total de descarga (incluindo a pressão de sucção) excede as classificações dos componentes do sistema.
A PRV deve descarregar água suficiente para manter uma pressão segura continuamente enquanto a bomba opera em agitação. Deve ser testado regularmente para garantir a funcionalidade.
O monitoramento da pressão de rotatividade deve fazer parte de cadaprograma de manutenção de rotina da bomba de incêndio.
Execuções semanais de testes da bomba de incêndio:Durante os testes semanais sem fluxo, verifique e registre a pressão de agitação.
Compare com a linha de base:Se a pressão aumentar ou diminuir significativamente em comparação com registros anteriores, isso poderá indicar desgaste, danos ao impulsor ou problemas de sucção.
Inspecione as válvulas de alívio:Certifique-se de que o PRV funciona sem problemas e está livre de vazamentos ou bloqueios.
Calibração de medidores:Os manômetros devem ser precisos e recalibrados periodicamente.
O monitoramento consistente ajuda a prevenir falhas da bomba durante emergências e garante confiabilidade a longo prazo.
Confundindo pressão de rotatividade com pressão nominal
A pressão nominal refere-se à saída da bomba na vazão nominal. A pressão de agitação é sempre maior e ocorre com vazão zero.
Ignorando o impacto da pressão de sucção
Ao medir a pressão total de agitação, as pressões de descarga e de sucção devem ser consideradas.
Negligenciar testes regulares
A não realização de testes semanais ou mensais pode resultar em desvios despercebidos de pressão, potencialmente levando a condições inseguras.
Configurações inadequadas de alívio de pressão
Uma válvula de alívio ajustada muito alta ou muito baixa pode falhar na proteção do sistema ou desperdiçar água desnecessariamente.
Compreender e controlarpressão de agitação da bomba de incêndioé vital para a operação segura e eficiente dos sistemas de proteção contra incêndio. Ela representa a condição de pressão mais alta que seu sistema enfrentará e mantê-la dentro dos limites da NFPA 20 evita danos ao equipamento e garante a conformidade.
