استاندارد NFPA پمپ های آتش نشانی

پاسخ های فراوانی برای این پرسش وجود دارد ولی بیشتر متخصصان معتقدند که یک پمپ آتش نشانی باید به اندازه ای بزرگ باشد که بتواند آب کافی (جریان و فشار) برای بیشترین جریان مورد انتظار از هر اسپرینکلر منفرد یا یک سیستم سیلابی همچنین یک مقدار اضافه (شیلنگ آتش نشانی) برای نیازهای اطفاء حریق، را تامین کند. مثلا، اگر بیشترین تقاضای اسپرینکلر gpm 1000 در فشار psi 60 باشد و تقاضای مورد نیاز (شیلنگ آتش نشانی) gpm 500 باشد، آنگاه تامین دست کم gpm 1500 نرخ جریان در فشار psi 60 از مجموعه ای از پمپ آتش نشانی و آب عمومی یا مخزن اختصاصی انتظار می رود. اما در واقع درباره اندازه یک پمپ آتش نشانی یک پاسخ اساسی که برای همه موارد مناسب باشد، وجود ندارد. بعضی از بیمه گذاران و مراجع دارای قدرت اجرایی ترجیح می دهند که نرخ تقاضای بیشترین جریان از نقطه کارکرد نامی پمپ (۱۰۰ درصد جریان و فشار) تجاوز نکند، اما دیگران مقداری بین نقطه نامی و نقطه بیشینه جریان را می پذیرند که البته به ندرت نقطه بیشینه جریان پذیرفته می شود.
همچنین نصب یک پمپ اضافی در واحدهای خیلی بزرگ کار متداولی است زیرا حتی اگر یکی از پمپ ها دچار مشکل شود یا برای تعمیر خارج از سرویس باشد، در زمینه تامین آب کافی مشکلی وجود نخواهد داشت. اگرچه پمپ آتش نشانی الکتریکی، مطمئن است ولی به شدت به در دسترس بودن منبع تغذیه الکتریکی قابل اعتماد وابسته است. پمپ های آتش نشانی دیزل نیز قابل اطمینان هستند اما آنها نیز به منبع تغذیه خاص خودشان (سوخت دیزل) نیازمندند. روش متداول و مطمئن برای واحدهای بزرگ، استفاده همزمان از یک پمپ الکتریکی و یک پمپ دیزل آتش نشانی است.
ب) انواع پمپ های آتش نشانی
پمپ های آتش نشانی مورد تأیید استاندارد NFPA 20 چهار گونه هستند:
۱- پمپ های سانتریفوژ تک طبقه افقی Horizontal End Suction Centrifugal Pump
2- پمپ های عمودی خطی Vertical In-Line Pump
3- پمپ های اسپلیت کیس یا همان پمپ های دو مکشه Horizontal Split-Case or Double Suction Centrifugal Pump
4- پمپ های عمودی توربینیVertical Turbine Pump
هر کدام از پمپ های فوق به گونه های مختلفی تقسیم می شوند. مثلاً پمپ های عمودی خطی به انواع کوپلینگی صلب و کوپلینگی انعطاف پذیر تقسیم می شوند و همینطور بقیه موارد که می توان به استاندارد NFPA 20 مراجعه نمود.
پ) متریال پمپ های آتش نشانی
پوسته پمپ با توجه به فشار کاری پمپ، پوسته پمپ ممکن است چدن خاکسری GG 25، GGG 40، چدن نشکن، برنز و یا استنلس استیل ریخته گری شده
پروانه بر طبق استاندارد NFPA 20 و UL 448-FM 1311، پروانه پمپ های آتش نشانی یا باید برنز باشند و یا استنلس استیل. پروانه چدنی هرگز نباید در پمپ های آتشنشانی استفاده گردند.
محور پمپ باید استنلس استیل باشد. بعلاوه استانداردهای FM 1311 و UL 448 قوانین واضحی جهت طراحی محور پمپ های آتشنشانی عنوان کرده اند.
آببندی نوار گرافیتی (نوع بدون آزبست)
یاتاقانها بلبرینگ های روانکاری شده با گریس. بلبرینگ ها باید به حد کافی استحکام داشته باشند تا حداقل ۵۰۰۰ ساعت در ماکزیمم بار دوام آورند.
ت) منحنی عملکرد پمپ های آتشنشانی
بر طبق استاندارد NFPA 20 منحنی مشخصه پمپ های آتش نشانی به صورت زیر تعریف می شود:
الف) هد شات اف . برای تمامی انواع پمپ، هد نقطه شات اف نباید از ۱۴۰ درصد هد نقطه کاری تجاوز نماید.
ب) دبی و فشار نقطه کاری. منحنی مشخصه پمپ باید از محل تلاقی دبی و فشار نقطه کاری و یا بالاتر از این نقطه عبور نماید. به عبارت دیگر در پمپ های آتش نشانی تلرانس منفی برای پمپ مجاز نمی باشد.
پ) بار اضافی. منحنی عملکرد پمپ باید به گونه ای باشد که در دبی های بیش از ۱۵۰ درصد نقطه کاری، هد پمپ بیش از ۶۵ درصد افت نکند.
ث) تأثیر طراحی پروانه روی منحنی عملکرد پمپ های آتش نشانی.
پروانه پمپ ها بر اساس نوع کاربردشان برای هد های پایین، متوسط و بالا طراحی می شوند. در شکل های زیر تأثیر طراحی پروانه بر مشخصه های فشار و دبی نشان داده شده است.
ج) سایر خصوصیات پمپ های آتشنشانی
– تمام اندازه گیری ها و محاسبات باید برای آب تمیز با دمای ۲۰ درجه سانتیگراد انجام شود.
– برای حالتی که دبی به ۱۵۰ درصد نقطه کاری می رسد، توان مورد نیاز موتور می بایست مشخص شود و در صورت درخواست کارفرما توان نامی محرکه بر اساس این حالت انتخاب گردد.
– برای اطمینان از عملکرد پمپ ها در شرایط خواسته شده، سازنده می بایست هر پمپ را جداگانه با آب تست نماید و گواهینامه های تست را ارائه نماید. در گواهینامه تست می بایست منحنی عملکرد، توان جذبی موتور و منحنی بازده نشان داده شود.
– در مواقعی که پمپ می بایست مکش منفی انجام دهد نباید از پمپ های سانتریفوژ استفاده نمود.
– هر پمپ می بایستی پلاک جداگانه ای داشته باشد. در پلاک پمپ می بایست فشار کاری، دبی نقطه کاری، سرعت چرخش و فاکتورهای عملکرد موتور ذکر گردد.
– هر پمپ می بایستی دارای فشار سنج در سمت رانش و مکش باشد.
– پوسته هر پمپ می بایستی دارای شیر فشار شکن باشد.
– کوپلینگ موتور پمپ و سایر اجزا دورانی پمپ می بایستی مجهز به محافظ (گارد) باشد.
چ) موتورهای الکتریکی
– الکتروموتورها می بایست بر طبق استاندارد NEMA MG-1 باشند.
– تمام الکتروموتورها می بایست مناسب جهت کارکرد دائم باشند.
– موتورها نباید سرویس فاکتور کمتر از ۱٫۱۵ داشته باشند.
– در مواقعی که امکان پاشش آب وجود داشته باشد، الکتروموتورها می بایست از نوع TEFC باشند.
– در مواقعی که عدم قطعیت در تأمین برق وجود دارد، می بایست منبع قدرت یدکی تأمین شود.
– وقتی ژنراتور برای تأمین برق الکتروپمپ استفاده می شود، منبع انرژی می بایست الزامات استاندارد NFPA 110 را داشته باشد.
ح) دیزل موتورها
– موتورهای دیزلی استفاده شده در پمپ های آتش نشانی، می بایست قابل اطمینان، با کیفیت بالا و برای سیستم های آتشنشانی طراحی شده باشد.
– در حالتی که موتور دیزل انتخاب شده است، می بایست دمای محیط و ارتفاع از سطح دریا مورد توجه قرار گیرد.
– پمپ و دیزل موتور می بایست توسط کوپلینگ های انعطاف پذیر کوپله شوند.
– دیزل موتورها می بایست مجهز به گاورنر باشند و قابلیت تنظیم سرعت دیزل بین ۱۰ درصد شات اف و ماکزیمم بار کاری پمپ را داشته باشد.
– دیزل موتور باید دارای دستگاه خاموش کننده افزایش سرعت Over speed shut-down device باشد که وقتی سرعت ۲۰ درصد افزایش می یابد دیزل خاموش گردد.
– موتور می بایست مجهز به سرعت سنج Tachometer باشد.
– موتور می بایست داری گیج فشار روغن باشد.
– موتور می بایست دارای نشانگر دما باشد.
– تمام نشانگر های کنترلی موتور می بایستی به طور مناسبی به تابلو کنترل متصل گردند.
– هر دیزل موتور می بایستی مجهز به دو باتری ذخیره باشد.
– هر باتری می بایستی دو برابر ظرفیت برای نگه داشتن سرعت میل لنگ که توسط سازنده توصیه شده است، دارا باشد.
– هر دو باتری می بایستی دارای کنتاکتورهای دستی کنترلی باشند تا وارد مدار گردند.
خ) تجهیزات جانبی
– شیرآلات مکش و رانش می بایستی از نوع دروازه ای OS&Y باشند.
– درمواقعی که بین قطر فلنج مکش و لوله مکش اختلاف سایز وجود دارد، یک تبدیل خارج از مرکز می بایست استفاده شود.
– درمواقعی که بین قطر فلنج رانش و لوله رانش اختلاف سایز وجود دارد، یک تبدیل مرکزی می بایست استفاده شود.
پمپ های آتشنشانی می بایستی دارای، شیر فشار شکن پوسته Casing relief valve، شیر تخلیه هوا در خروجی (برای پمپ های دو مکشه اسپلیت کیس) و فشار سنج باشند.
د) پمپ های جاکی Jockey Pumps
– پمپ های جاکی برای ثابت نگه داشتن فشار در تمام زمانها در سیستم آتشنشانی استفاده می شود.
– جاکی پمپ باید فشار خروجی کافی داشته باشد تا فشار مورد نظر سیستم محافظتی آتشنشانی تأمین گردد.
– پمپ های جاکی همچنین از ایجاد ضربه قوچ وقتی پمپ اصلی وارد مدار می شود جلوگیری می کند.
سیستم کنترلی پمپ های آتشنشانی با محرکه الکتریکی
الف) خصوصیات
– پانل می بایستی به طور ویژه برای کارکرد پمپ های آتش نشانی با محرکه الکتریکی ساخته شوند.
– تمام سیستم کنترلی باید قبل از ارسال از کارخانه توسط سازنده، مونتاژ، سیم کشی و تست گردند.
– طراحی سیستم کنترلی می بایست بسیار قابل اطمینان باشد.
– مفهوم هر لامپ و یا دکمه و مانند آن روی پنل می بایستی به گونه ای نوشته شود که امکان پاک کردن و یا از بین بردن آن نباشد.
ب) پوششEnclosure
– پانل می بایستی به طور مطئمنی در برابر قطرات آب محافظت شود (حداقل مطابق توصیه های NEMA و IEC). وقتی که تجهیزات در محیط های بیرون و یا ویژه ای نصب می گردند، درجه حفاظت تابلو می بایستی مناسب باشد.
– پانل می بایستی کاملاً روی زمین مستقر شود.
– پانل های نوع ایستاده On stood یا دیواری می بایستی مجهز به تمام تجهیزات لازم جهت نصب باشند.
– پانل می بایستی به طور مطمئنی قفل شود.
پ) راه اندازی و کنترل
– راه اندازی و کنترل می بایستی بصورت دستی یا اتوماتیک باشد.
– کنترلر اتوماتیک باید خود عمل کننده Self-acting برای راه اندازی و محافظت الکتروموتور باشد.
– وقتی سویچ فشار استفاده می شود، باید سویچی استفاده شود که مستقل از تنظیمات بالا و پایین کالیبر در مدار کنترل باشد.
– برای تمام پمپ ها و همچنین پمپ جاکی، هر کنترلر باید سویچ فشار جداگانه مخصوص خودش را داشته باشد.
– برای حالت غیر اتوماتیک، سوئیچ عملکرد دستی روی کنترل پانل باید به گونه ای باشدکه موتور به صورت دستی روشن شود و عملکرد سوئیچ دستی تأثیری بر سوئیچ فشاری نداشته باشد. سیستم باید به گونه ای باشد تا موقع خاموش کردن دستی، سیستم در حالت کار باقی بماند.
ت) تجهیزات سیگنال و آلارم
– یک نشانگر قابل رویت باید دسترسی توان در تمام فازها را نمایش دهد.
– نقص فاز یا برگشت فاز Phase reversal در ترمینال کنتاکتورهای موتور باید مونیتور شود. تمام فازها می بایستی مونیتور شوند.
– کنترلر باید مجهز به مدارات عملکرد زیر باشد:
الف) کارکرد موتور و پمپ
ب) دو فاز شدن جریان
پ) برگشت فاز
ت) کنترلر به منبع جایگزین Alternative source متصل شده است.
سیستم کنترلی پمپ های آتش نشانی با محرکه دیزلی
الف) خصوصیات
– کنترلرها می بایست به طور ویژه برای کارکرد پمپ آتش نشانی با محرکه دیزلی ساخته شوند.
– تمام سیستم کنترلی باید قبل از ارسال از کارخانه توسط سازنده، مونتاژ، سیم کشی و تست گردند.
– تمام کنترلرها باید دارای علامت Diesel Engine Fire Pump Controller باشند و نام سازنده دستگاه در محل مناسبی درج گردیده باشد.
ب) پوشش
– کنترلر می بایست تا جایی که عملاً امکان دارد نزدیک دیزل موتور باشد و در کنار آن نصب گردد.
– کنترلر باید در محلی نصب گردد و یا به طریقی محافظت گردد که امکان خرابی ناشی از پاشش آب از پمپ ها و یا اتصالات نباشد.
– پوشش باید مطابق استاندارد NFPA 70 باشد.
پ) راه اندازی و کنترل
– راه اندازی و کنترل می بایستی به صورت اتوماتیک و یا غیر اتوماتیک باشد.
– منبع تغذیه اولیه کنترلر نباید برق ac باشد.
– وقتی سیستم کنترل فشار آب استفاده می شود، مدار کنترل باید سوئیچ فشاری داشته باشد که مستقل از تنظیمات بالا و پایین کالیبراسیون باشد.
ت) تجهیزات سیگنال و آلارم
– برای حالات زیر می بایست نشانگرها و آلارم های جداگانه ای وجود داشته باشد:
۱) از کار افتادن استارت اتوماتیک موتور
۲) خاموش شدن موتور به خاطر سرعت غیر مجاز Over speed
3) خرابی باتری
۴) از کار افتادن شارژر باتری
۵) فشار بسیار پایین روغن در سیستم روانکاری
۶) دمای سیستم خنک کاری
ث) اتصالات و سیم کشی
– اجزای سیم کشی کنترلر باید به صورتی باشد که برای کارکرد دائم مناسب باشد.

جزییات ساختار پمپ های آتش نشانی مطابق با استاندارد NFPA 20
الف) خصوصیات پمپ های آتش نشانی
به خاطر اهمیت ویژه پمپ های آتش نشانی، NFPA استانداردهایی هم برای متریال و هم برای منحنی های عملکرد این پمپ ها وضع کرده است. یک پمپ آتش نشانی باید مطابق با استاندارد NFPA 20 باشد. به نظر می رسد خصوصیات و منحنی عملکرد پمپ های آتش نشانی متفاوت از نمونه های دیگر می باشد. به عبارت دیگر پمپ های دیگر صنایع با توجه به ماکزیمم بازده و مسائل اقتصادی انتخاب می شوند اما در پمپ های آتشنشانی این موضوع از اهمیت اول برخوردار نیست. پمپ های آتش نشانی برای عملکرد مطمئن در تمام عمر طراحی می شوند. ماکزیمم ایمنی و معیارهای فشار خروجی کل از اهمیت بالایی در این پمپ ها برخوردار است.

FM واحد فنی مستقل شرکت Factory Mutual Insurance است که تأییدیه عملکرد برای سیستم ها و تجهیزات با ریسک بالا صادر می کند.
در پمپ های آتشنشانی، تأییدیه FM جزو الزامات و نیازمندی های NFPA می باشد. معمولاً وجود تأییدیه FM نشان دهنده آن است که محصول نسبت به محصولات مشابه از کیفیت خیلی بالاتری برخوردار است.