การเลือกปั๊มรักษาแรงดัน (Jockey Pump): อัตราการไหล แรงดัน และค่าตั้งควบคุม

1. กำหนดข้อมูลพื้นฐานสำหรับการเลือก

บันทึกประเภทระบบ ท่อเหนือดินและใต้ดิน แรงดันด้านดูดต่ำสุดและสูงสุด กราฟสมรรถนะปั๊มดับเพลิงที่ได้รับการรับรอง พิกัดแรงดันของส่วนประกอบ และคุณลักษณะตู้ควบคุม โดยใช้มาตรฐานฉบับที่โครงการยึดถือและข้อกำหนดเฉพาะของโครงการ

NFPA 20 ข้อ 4.27 กล่าวถึงการรักษาแรงดัน ข้อกำหนดการเลือกขนาดเกี่ยวข้องกับการรั่วซึมที่ยอมรับได้และแรงดันที่ลดลงตามปกติ ส่วนภาคผนวกเพิ่มคำอธิบายสำหรับระบบประเภทต่าง ๆ ข้อกำหนดในเนื้อหาหลักของมาตรฐานมีสถานะแตกต่างจากคำแนะนำในภาคผนวกเพื่อให้ข้อมูล ¹

2. เลือกอัตราการไหลจากลักษณะระบบ

ประเมินหรือวัดการรั่วซึมตามปกติ และกำหนดระยะเวลาฟื้นคืนแรงดันที่เหมาะสม ท่อสปริงเกลอร์เหนือดินที่ติดตั้งใหม่ควรแน่นสนิท สำหรับระบบสปริงเกลอร์และท่อยืนดับเพลิงที่มีเฉพาะท่อเหนือดิน ภาคผนวก NFPA แนะนำให้อัตราการไหลของปั๊มรักษาแรงดันต่ำกว่าอัตราการไหลของสปริงเกลอร์หนึ่งหัว เพื่อให้การเปิดทำงานของหัวสปริงเกลอร์ทำให้ปั๊มหลักเริ่มทำงานได้ ส่วนโครงข่ายท่อใต้ดินขนาดใหญ่อาจมีความต้องการชดเชยการรั่วซึมที่แตกต่างกัน ¹

ประเมินกราฟการทำงานทั้งหมดของปั๊มรักษาแรงดันตลอดช่วงแรงดันควบคุม พิกัด 10 USgpm ณ แรงดันหนึ่งไม่ได้ยืนยันว่าปั๊มจะจ่ายน้ำต่ำกว่าความต้องการดับเพลิงที่เกี่ยวข้องเมื่อแรงดันลดลง ต้องตรวจสอบอัตราการไหลจริงที่แรงดันเริ่มทำงานของปั๊มหลักและภายใต้สภาวะด้านดูดที่คาดว่าจะเกิดขึ้น

การคำนวณที่เป็นประโยชน์สำหรับโครงการคือ: อัตราการไหลที่ต้องใช้ฟื้นคืนแรงดัน = อัตราการรั่วซึมต่อเนื่อง + ปริมาตรน้ำที่ต้องเติมเพื่อฟื้นคืนแรงดัน / เวลาฟื้นคืนแรงดัน ปริมาตรดังกล่าวคือน้ำที่ต้องใช้เพื่อคืนแรงดันในช่วงที่เลือก ไม่ใช่ปริมาตรน้ำทั้งหมดในระบบท่อ นี่เป็นการตรวจสอบทางวิศวกรรม ไม่ใช่สูตรเลือกขนาดที่ NFPA กำหนด

เอกสารอ้างอิงที่ให้มาใช้ 1% ของอัตราการไหลพิกัดปั๊มหลักเป็นเกณฑ์ประมาณเบื้องต้น ตัวอย่างเช่น 1% ของ 1,500 USgpm เท่ากับ 15 USgpm การคำนวณนี้ถูกต้อง แต่ยังไม่ยืนยันว่าขนาดเหมาะสม การใช้เปอร์เซ็นต์คงที่อาจทำให้ปั๊มใหญ่เกินไปสำหรับระบบสปริงเกลอร์ที่แน่นสนิท หรือประเมินความต้องการของโครงข่ายขนาดใหญ่ต่ำเกินไป ภาคผนวก NFPA ยังกล่าวถึงแนวทางเติมน้ำชดเชยภายใน 10 นาทีและค่าอ้างอิง 1 USgpm ซึ่งทั้งสองอย่างไม่ได้ทำให้เกิดขนาดปั๊มรักษาแรงดันที่ใช้ได้กับทุกระบบ ^{1, 4}

3. เลือกแรงดันโดยพิจารณาระบบไฮดรอลิกทั้งหมด

แยกสามค่านี้ให้ชัดเจน: แรงดันต่างพิกัดของปั๊มดับเพลิง แรงดันต่างที่อัตราการไหลเป็นศูนย์ (shutoff หรือ churn) และแรงดันรวมที่เฮดเดอร์ของระบบ แรงดันรวมที่เฮดเดอร์ประกอบด้วยแรงดันด้านดูดที่มีอยู่และแรงดันที่ปั๊มเพิ่มให้ โดยปรับตามความต่างระดับและความสูญเสียในท่อ

ที่อัตราการไหลชดเชยที่ต้องการ ปั๊มรักษาแรงดันต้องเพิ่มแรงดันกลับถึงค่าหยุดที่เลือกได้ภายใต้สภาวะแรงดันด้านดูดต่ำสุด สำหรับการตรวจสอบอย่างง่ายเมื่ออ้างอิงระดับเดียวกัน: แรงดันต่างที่ปั๊มรักษาแรงดันต้องสร้าง >= แรงดันเป้าหมายที่เฮดเดอร์ - แรงดันด้านดูดต่ำสุดของปั๊มรักษาแรงดัน + ความสูญเสียระหว่างปั๊มกับจุดตรวจวัดแรงดัน และต้องปรับค่าความต่างระดับเพิ่มเติมเมื่อเกี่ยวข้อง

ตรวจสอบผลรวมของแรงดันด้านดูดสูงสุดกับแรงดันต่างที่อัตราการไหลเป็นศูนย์ของปั๊มรักษาแรงดันแยกต่างหาก รวมทั้งตรวจสอบแรงดันด้านส่งสูงสุดของปั๊มดับเพลิงหลักและสภาวะเปลี่ยนแปลงชั่วขณะที่เกี่ยวข้อง จุดทำงานที่เหมาะสมไม่ได้ยืนยันว่าวาล์ว เกจ ตู้ควบคุม และท่อมีพิกัดแรงดันเพียงพอ NFPA 20 กล่าวถึงการป้องกันแรงดันเกินของปั๊มรักษาแรงดัน และข้อจำกัดในการใช้ตัวตั้งเวลาเดินปั๊มเมื่อมีโอกาสเกิดแรงดันเกิน ²

สูตรย่อ 'เฮดปั๊มรักษาแรงดัน = เฮดพิกัดปั๊มดับเพลิง + 10 psi' ไม่ได้รวมแรงดันด้านดูด เฮดจริงที่อัตราการไหลเป็นศูนย์ และค่าตั้งควบคุม จึงไม่เพียงพอสำหรับการเลือกขั้นสุดท้าย ผลต่างแรงดันสวิตช์ 10 psi เป็นค่าตั้งควบคุม ไม่ได้หมายความว่าปั๊มรักษาแรงดันต้องสร้างแรงดันต่างเพิ่มขึ้นเท่ากันเสมอไป

4. ประสานค่าตั้งแรงดันให้ทำงานสัมพันธ์กัน

ลำดับที่ต้องการคือ แรงดันหยุดปั๊มรักษาแรงดันสูงกว่าแรงดันเริ่มทำงาน และแรงดันเริ่มทำงานของปั๊มดับเพลิงตัวแรกต่ำกว่าแรงดันเริ่มทำงานของปั๊มรักษาแรงดัน หากมีปั๊มดับเพลิงเพิ่มเติม ต้องจัดลำดับค่าตั้งให้สัมพันธ์กัน บันทึกการพัฒนามาตรฐาน NFPA ที่เผยแพร่สู่สาธารณะสำหรับ FR-91 กล่าวถึงผลต่าง 10 psi ถึงจุดเริ่มทำงานของปั๊มดับเพลิงตัวแรก ขณะที่ตัวอย่างเก่าอาจแสดง 5 psi บันทึกสาธารณะนี้มีข้อเสนอแนวทางในภาคผนวก จึงใช้แทนมาตรฐานฉบับที่โครงการยึดถือหรือผลต่างแรงดันการทำงานจริงของตู้ควบคุมไม่ได้ ³

ตัวอย่างต่อไปนี้ใช้ค่าสมมติเพื่ออธิบายวิธีการ ไม่ใช่ตารางค่าตั้งสำหรับโครงการ โดยสมมติให้ปั๊มดับเพลิงมีความเร็วรอบคงที่ สร้างแรงดันต่างที่อัตราการไหลเป็นศูนย์ 115 psi มีแรงดันสถิตด้านดูดต่ำสุด 50 psi และแรงดันสถิตด้านดูดสูงสุด 60 psi ³

เมื่อแรงดันด้านดูดเท่ากับ 50 psi การทำให้เฮดเดอร์มีแรงดันถึง 165 psi ต้องใช้แรงดันต่างจากปั๊มรักษาแรงดันประมาณ 115 psi ก่อนรวมความสูญเสีย แต่หากดูดจากถังที่มีแรงดันด้านดูดใกล้ 0 psi จะต้องสร้างแรงดันประมาณ 165 psi ก่อนรวมความสูญเสีย ดังนั้นค่าตั้งเฮดเดอร์เดียวกันจึงอาจต้องใช้จุดทำงานปั๊มต่างกัน

ตรวจสอบแรงดันจริงที่อัตราการไหลเป็นศูนย์ของปั๊มรักษาแรงดัน ไม่ใช่พิจารณาเฉพาะค่าปั๊มหลัก 175 psi ข้างต้น ยืนยันว่าค่าตั้งเริ่มปั๊มหลักยังตอบสนองความต้องการของระบบที่ป้องกัน ปั๊มรักษาแรงดันเพิ่มแรงดันถึงค่าหยุดได้ และสวิตช์แรงดันหรือทรานสดิวเซอร์แต่ละตัวอ่านค่าตรงกับเกจทดสอบที่สอบเทียบแล้ว ตรรกะการหยุดและรีเซ็ตปั๊มดับเพลิงต้องเป็นไปตามแบบที่อนุมัติ ห้ามใช้ค่าหยุดของปั๊มรักษาแรงดันเป็นคำสั่งให้หยุดปั๊มดับเพลิง

5. เลือกการติดตั้งและตู้ควบคุมให้เหมาะกับจุดทำงาน

NFPA 20 พิจารณาปั๊มรักษาแรงดันและตู้ควบคุมแยกกัน: ปั๊มต้องได้รับการยอมรับจากผู้มีอำนาจอนุมัติ ส่วนตู้ควบคุมต้องได้รับการขึ้นทะเบียนรับรอง โดยไม่จำเป็นต้องเป็นการขึ้นทะเบียนสำหรับปั๊มดับเพลิงหลัก มาตรฐานยังกล่าวถึงวาล์วแยกด้านดูด เช็กวาล์วและวาล์วแยกด้านส่ง การตรวจวัดแรงดันแยกเฉพาะ และการป้องกันแรงดันเกิน ให้ยืนยันรายละเอียดข้อกำหนดด้านท่อ ท่อส่งสัญญาณแรงดัน และไฟฟ้าจากมาตรฐานฉบับที่โครงการยึดถือ ^{1, 2}

ปั๊มแรงเหวี่ยงหลายขั้นมักเหมาะสำหรับงานแรงดันสูงที่อัตราการไหลต่ำ ต้องตรวจสอบคุณภาพน้ำ วัสดุ สภาวะใช้งานซีล อุณหภูมิ สภาวะด้านดูด ความถี่การสตาร์ทมอเตอร์ แรงดันและความถี่ของไฟฟ้าที่จ่าย และช่วงการทำงานที่ผู้ผลิตอนุญาต การเลือกปั๊มและตู้ควบคุมควรเป็นชุดที่ออกแบบให้ทำงานสัมพันธ์กัน

6. ตรวจยืนยันลำดับการทำงานที่หน้างาน

• วัดแรงดันด้านดูดและเฮดเดอร์จริง แล้วเปรียบเทียบค่าเกจกับค่าที่ตู้ควบคุมอ่านได้
• ทำให้แรงดันลดลงเล็กน้อยอย่างควบคุมได้ แล้วตรวจยืนยันว่าปั๊มรักษาแรงดันเริ่มทำงาน ฟื้นคืนแรงดัน และหยุด โดยไม่ทำให้ปั๊มหลักเริ่มทำงานโดยไม่จำเป็น
• ทดสอบสภาวะความต้องการน้ำหรือช่องเปิดทดสอบตามที่อนุมัติ และยืนยันว่าปั๊มรักษาแรงดันไม่สามารถขัดขวางการเริ่มทำงานของปั๊มหลักที่จำเป็นได้
• ตรวจยืนยันสภาวะแรงดันสูงสุด การทำงานของเช็กวาล์ว การจัดท่อส่งสัญญาณแรงดัน และหน้าที่ระบายแรงดันที่จำเป็น
• บันทึกค่าตั้ง ผลการทดสอบ กราฟที่เลือก และพิกัดอุปกรณ์ขั้นสุดท้าย หากปั๊มตัดต่อถี่ผิดปกติหรือมีการรั่วซึม ให้ตรวจหาสาเหตุ แทนการชดเชยด้วยการเพิ่มอัตราการไหลของปั๊มรักษาแรงดันเพียงอย่างเดียว

ข้อมูลที่ควรส่งพร้อมคำสอบถาม

ระบุจุดทำงานปั๊มดับเพลิงหลักและแรงดันที่อัตราการไหลเป็นศูนย์ตามข้อมูลรับรอง แรงดันด้านดูดต่ำสุดและสูงสุด การจัดระบบท่อ การรั่วซึมที่ประเมินหรือวัดได้ ความต้องการน้ำดับเพลิงต่ำสุดที่เกี่ยวข้อง แรงดันที่ต้องการรักษา พิกัดส่วนประกอบ แหล่งจ่ายไฟฟ้า และฉบับมาตรฐานที่กำหนด Pumpsense Thailand สามารถใช้ข้อมูลเหล่านี้จัดทำข้อเสนอปั๊มและระบบควบคุมที่ทำงานสัมพันธ์กัน