اجتناب از اضافه بار در سیستم های اطفاء حریق با لوله کشی خالی

اگر لوله های خشک یک سیستم اطفاء حریق در صورت هشدار با پیش مخلوط پر شوند، ممکن است وضعیت اضافه بار در تناسب دهنده رخ دهد. در این مقاله توضیح می دهیم که چه عواملی منجر به این امر می شود و چگونه می توان به طور پیشگیرانه با این وضعیت مقابله کرد.

ابتدا، اجازه دهید به اطلاعات فنی یک تناسب فوم نگاه کنیم . چه زمانی از اضافه بار صحبت می کنیم؟ محدوده عملکرد یک تناسب، حداقل و حداکثر سرعت جریان آب را که دستگاه می تواند تحمل کند، تعیین می کند. حداکثر دبی آب را دبی حجمی اسمی نیز می گویند. وضعیت اضافه بار زمانی وجود دارد که دبی آب بیشتر از دبی حجمی اسمی باشد.

مثال: FireDos Proportioner FD10000/3-S:

• محدوده عملکرد: 450 – 10000 لیتر در دقیقه
• دبی حجمی اسمی: 10000 لیتر در دقیقه
• اضافه بار در نرخ جریان آب 12000 لیتر در دقیقه وجود دارد.

عوامل مختلفی می توانند باعث اضافه بار شوند و همچنین ممکن است یکدیگر را تقویت کنند:

• نسبت اندازه‌گیری نادرست: نسبت‌دهنده انتخاب شده خیلی کوچک است، به طوری که دبی آب بیشتر از دبی حجمی اسمی آن است.
• گسترش سیستم بدون انطباق تناسب: منطقه ای که باید در برابر آتش سوزی محافظت شود افزایش می یابد و باعث می شود تقاضای آب خاموش کننده نیز افزایش یابد. اگر تناسب متناسب با آن بهسازی نشود، یعنی تعویض یا تغییر ابعاد داده شود، اضافه بار رخ خواهد داد.
• باز شدن ناگهانی دریچه های هشدار خشک یا دریچه های سیل در هنگام فعال سازی اولیه: این شایع ترین علت اضافه بار است.
• فعال سازی بیشتر دریچه های هشدار خشک یا دریچه های سیلاب در صورت گسترش آتش.
• لوله در یک سیستم مرطوب ترکید.
• ترکیبی از موارد فوق، افزایش اضافه بار.

اثرات اضافه بار بر روی تناسب دهنده و کل سیستم اطفاء حریق را نباید دست کم گرفت. در اینجا شایع ترین عواقب ذکر شده است:

• آسیب به موتور آب به دلیل بارهای مکانیکی زیاد روی قطعات. این می تواند منجر به کاهش یا عدم تناسب عامل فوم شود.
• کاویتاسیون در پمپ: پمپ عامل فوم به دلیل سرعت بیشتر موتور آب سریعتر می چرخد.

• ارتعاشات: ناشی از سرعت بالاتر موتور آب و پمپ عامل فوم، در کل سیستم اطفاء حریق منتقل می شود.
• در بارهای بسیار بالا، یک “چکش آب”، یعنی یک موج فشار قوی، می تواند رخ دهد.

وقتی لوله خشک به طور ناگهانی باز می شود و پر می شود چه اتفاقی می افتد؟ در اینجا سه ​​منحنی مشخصه یک سیستم اطفای حریق را می بینیم:

• منحنی گاز، یعنی منحنی مشخصه پمپ،
• منحنی مشخصه سیستم “خط لوله خالی”
• و خط لوله کامل منحنی مشخصه سیستم.

سرعت جریان آب بالا به دلیل عدم وجود فشار برگشتی در هنگام فعال سازی زنگ هشدار

منحنی مشخصه پمپ و منحنی مشخصه سیستم «لوله‌بندی کامل» با سرعت جریان آب تقریباً تقاطع می‌کنند. 8500 لیتر در دقیقه اگر هشدار آتش فعال شود، دریچه هشدار به طور ناگهانی باز می شود. هنگام شروع/فعال شدن پمپ، پمپ هنوز در نقطه کار کار نمی کند. سطح مقطع کامل لوله کشی خشک آزاد می شود تا پمپ آتش نشانی به افت فشار واکنش نشان داده و بلافاصله شروع به کار کند. به دلیل عدم وجود فشار معکوس از لوله های خالی، محل تلاقی منحنی مشخصه پمپ و منحنی مشخصه سیستم “لوله خالی” به سمت راست تغییر می کند. منحنی ها با سرعت جریان آب تقریباً به هم می رسند. 13000 لیتر در دقیقه

با پر شدن لوله ها، فشار برگشتی افزایش می یابد

بنابراین، برای مدت کوتاهی پس از باز کردن شیرهای هشدار، دبی آب بسیار بالایی در فشار بسیار کم برقرار می شود. هنگامی که خطوط لوله پر می شوند، فشار برگشتی به آرامی دوباره افزایش می یابد. نقطه کار منحنی مشخصه پمپ به آرامی به سمت نقطه عملیاتی تعیین شده برای لوله های پر شده حرکت می کند.

اجتناب از اضافه بار – در نظر گرفتن دبی حجمی بالا در حین پر کردن

از نظر تئوری می توان از یک نسبتگر FD10000 با حداکثر دبی آب 10000 لیتر در دقیقه استفاده کرد. اما هنگام پر کردن لوله خشک، 13000 لیتر در دقیقه بارگیری می شود و در نتیجه اضافه بار می شود. با انجام اقدامات پیشگیرانه مناسب می توان از این امر جلوگیری کرد.

نرخ جریان حجمی آب واقعی در ایستگاه آزمایش FireDos اندازه گیری می شود. به عنوان مثال:

• پس از باز کردن شیر آلارم، دبی آب به شدت افزایش می یابد، در این مثال تا 12000 لیتر در دقیقه.
• با پر شدن لوله های خالی، فشار برگشتی دوباره افزایش می یابد. سرعت جریان حجمی به تدریج به میزان جریان آب که قبلاً به صورت هیدرولیکی طراحی شده بود، یعنی نرخ جریان آب برنامه ریزی شده، به 8000 لیتر در دقیقه تنظیم می شود.
• این بدان معناست که نسبت‌کننده FD8000 آزمایش‌شده در برخی موارد با سرعت جریان آب 12000 لیتر در دقیقه اضافه بار می‌شود. یعنی تا 50 درصد.

• اتصال آبشاری پمپ های آتش نشانی
  اگر چندین پمپ آب خاموش کننده وجود دارد، ممکن است ارزش آن را داشته باشد که آنها را به صورت آبشاری، یعنی یکی پس از دیگری با تاخیر زمانی تعویض کنید. این امر مانع از آن می شود که جریان آب خاموش کننده کامل تمام پمپ ها از همان ابتدا روی تمام اجزای سیستم اثر بگذارد.

• انتخاب یک نسبت بزرگتر FireDos
  با انتخاب یک نسبت بزرگتر FireDos می توان از اضافه بار ناشی از اندازه نادرست جلوگیری کرد.

• بازکردن شیرهای موتور به صورت مرحله ای
  به دلیل باز شدن تدریجی شیرهای موتور، با فعال شدن شیر آلارم تنها مقطع کوچکی از خطوط لوله آزاد می شود و تنها در این صورت سطح مقطع کامل پس از تاخیر زمانی و پر شدن کامل آزاد می شود. .

• شیرهای سیل با کنترل جریان یکپارچه، به عنوان مثال، توسط BERMAD

• نصب شیر کنترل BERMAD/INBAL
  با کمک یک بای پس، این شیرهای کنترلی فقط جریان آب محدودی را از طریق خطوط لوله اجازه می دهند.

• هنگامی که شیر هشدار باز می شود، فشار در ابتدا به طور ناگهانی کاهش می یابد. این توسط شیر پایلوت ثبت می شود که باعث می شود دریچه Inbal یا Bermad به طور کامل بسته شود. در اینجا در مثال، شیر کنترل از قبل بسته شده است.
• آب خاموش کننده دیگر نمی تواند از طریق شیر کنترل به سوپاپ هشدار جریان یابد. باید مسیر را از طریق کنارگذر از طریق روزنه طی کند. دهانه برای حداکثر دبی مجاز آب تناسبی طراحی شده است. بنابراین اضافه بار دیگر امکان پذیر نیست.
• اگر سطح لوله خالی و در نتیجه فشار معکوس افزایش یابد، این امر توسط شیر پایلوت ثبت می شود. هنگامی که فشار برگشتی از یک مقدار تعریف شده فراتر رفت، شیر کنترل دوباره باز می شود و سطح مقطع منظم خط لوله را آزاد می کند.

شیرهای کنترل INBAL و BERMAD فقط می توانند باز و بسته شوند، موقعیت های میانی امکان پذیر نیست. آنها عملکرد محافظتی خود را منحصراً در ترکیب با یک بای پس توسعه می دهند.

در اینجا ما به نمایشگاه مجازی FireDos نگاه می کنیم. سیستم اطفای نمونه با سیستم تناسب کاملاً نصب شده است. دارای شیر کنترل و بای پس است تا از اضافه بار جلوگیری شود. آب خاموش کننده از چپ به راست جریان دارد.

اجزای اصلی عبارتند از:

1 = تناسب
2 = شیر کنترل (از Inbal)
3 = بای پس با روزنه یکپارچه
4 = سوپاپ هشدار
5 = خط برای اندازه گیری فشار ورودی
6 = خط برای اندازه گیری افت فشار

شیر کنترل Bermad 426 امکان حفاظت از اضافه بار را بدون بای پس فراهم می کند. این کار به شرح زیر است: Bermad 426 افت فشار را در بالادست نسبت‌کننده FireDos و شیر کنترل واقعی اندازه‌گیری می‌کند. از آنجایی که افت فشار متناسب با سرعت جریان آب افزایش می یابد، به عنوان یک متغیر کنترلی مناسب است. سپس کنترل کننده سرعت باز شدن نصب شده در ماژول Bermad، سطح مقطع مربوطه را در شیر طبق این متغیر کنترل شده باز می کند. برخلاف شیرهای کنترل استاندارد که فقط می توانند باز و بسته شوند، موقعیت های میانی نیز امکان پذیر است.

معمولاً از ما سؤال می شود که آیا برای مثال یک FD10000 می تواند با جریان آب خاموش کننده 10500 یا 12000 لیتر در دقیقه یا بیشتر بارگیری شود، زیرا چنین مقادیری تا حدی آزمایش می شوند و در طول آزمایش های تأیید به دست می آیند. پاسخ این است: خیر. نتایج تست های تایید نباید برای طراحی سیستم استفاده شود زیرا خطر اضافه بار وجود دارد. در اینجا گزیده ای از روش تایید در FM و VdS آمده است:

این تست ها منحصرا برای تایید محصول استفاده می شوند. وقتی صحبت از طراحی سیستم می شود، نباید به مقادیر حدی روش تست اشاره کرد. بهره برداری با دبی آب بالاتر از دبی اسمی استفاده نادرست است، به طوری که می توان تاییدیه را پس گرفت.