Các yêu cầu của NFPA 13, UL, FM và nhà sản xuất đối với van xả áp suất lắp đặt phía hạ lưu của van giảm áp suất

Thiết kế hệ thống phòng cháy chữa cháy là một quá trình phức tạp, đòi hỏi phương pháp tích hợp và trình độ chuyên môn cao. Các nhà thiết kế và kỹ sư hệ thống cần xem xét rất nhiều yếu tố, đồng thời hiểu và tuân thủ các tiêu chuẩn nghiêm ngặt ở địa phương, khu vực và quốc tế. 

Trong bài viết blog này, chúng ta sẽ thảo luận về một trong những thành phần của các hệ thống này – cho việc lắp đặt hệ thống phun nước, các tiêu chuẩn UL và FM, cùng với khuyến nghị của nhà sản xuất, một van giảm áp là bắt buộc tại đầu ra, phía hạ lưu của tất cả các van giảm áp suất đã lắp đặt, như một phần của thiết bị điều chỉnh áp suất trong hệ thống phòng cháy chữa cháy.

Van giảm áp suất có đảm bảo áp suất đầu ra cố định không?

Van giảm áp được sử dụng để bảo vệ đường ống, thiết bị đo lường và các thiết bị nhạy cảm với áp suất trong hệ thống phòng cháy chữa cháy khỏi tình trạng quá áp ở phía hạ lưu. Trong điều kiện bình thường, chúng thực hiện chức năng này rất tốt. Tuy nhiên, đôi khi trong những tình huống thủy lực đặc biệt, van giảm áp có thể tạm thời không duy trì được áp suất đầu ra đã cài đặt.

Có một vài nguyên nhân phổ biến gây ra sự kiện quá áp liên quan đến van giảm áp suất:

1. Đầu tiên và nguy hiểm nhất là hiện tượng búa nước, ngoài các nguyên nhân khác, có thể do việc đóng van ở phía hạ lưu quá nhanh (điển hình là với vòi chữa cháy và van trụ cứu hỏa). Khi sóng áp suất này xảy ra ở phía hạ lưu của van giảm áp, van sẽ không thể bù áp và hậu quả là sẽ xảy ra tình trạng quá áp, đôi khi ở mức rất nghiêm trọng.
2. Một sự gia tăng đột ngột hoặc tăng vọt áp suất xảy ra khi khởi động máy bơm, hoặc do các van vận hành nhanh. Với những thay đổi áp suất nhanh như vậy, van giảm áp (đặc biệt nếu có đường kính lớn) không thể phản ứng kịp thời để ngăn chặn sóng áp suất đột ngột tạm thời truyền xuống hạ lưu.
3. Một van giảm áp không thể đóng kín. Nguyên nhân có thể do cặn bẩn từ nước chữa cháy bị kẹt trên bề mặt làm kín của van hoặc đơn giản là do hao mòn khiến van không thể tạo ra độ kín nước cần thiết trong điều kiện tĩnh không có dòng chảy. Điều này dẫn đến rò rỉ dần dần và tích tụ áp suất cao ở phía hạ lưu.
4. Trong một số trường hợp khi không có dòng chảy tĩnh, áp suất phía hạ lưu của van giảm áp có thể tăng lên do nhiệt độ tăng. Nguyên nhân là do “Giãn nở nhiệt” của nước và không khí bên trong đường ống lớn hơn sự giãn nở nhiệt của chính đường ống, dẫn đến áp suất trong đường ống tăng lên.

Mặc dù những sự kiện này hiếm khi xảy ra, nhưng chúng vẫn có thể xảy ra và hệ thống cần phải được chuẩn bị để ngăn ngừa tình trạng quá áp khi chúng xảy ra. Vì những lý do này, thực tiễn tiêu chuẩn được chấp nhận và các cơ quan chức năng yêu cầu lắp đặt một van xả áp nhanh ở phía hạ lưu của van giảm áp như một biện pháp bảo vệ chống lại bất kỳ sự tăng áp nào ngoài ý muốn ở phía hạ lưu.

Van xả áp suất cung cấp một mức độ an toàn bổ sung chống lại tình trạng quá áp

Van xả áp suất là thiết bị an toàn được thiết kế để nhanh chóng xả áp suất vượt mức trong hệ thống phòng cháy chữa cháy. Van xả áp suất được thiết kế để mở ra khi áp suất đạt đến ngưỡng cài đặt trước nhằm xả áp suất nước dư thừa ra môi trường hoặc về hố thu. Khi áp suất nước dư thừa đã được xả và áp suất đường ống giảm xuống dưới ngưỡng cài đặt, van xả sẽ đóng lại và đảm bảo kín hoàn toàn, không rò rỉ.

Những điều cần lưu ý khi chọn van xả áp cho van giảm áp trong hệ thống phòng cháy chữa cháy

Khi lựa chọn van giảm áp cho hệ thống phòng cháy chữa cháy, cần lưu ý các yếu tố sau:

• Kích thước. Mặc dù các tiêu chuẩn NFPA, UL và FM quy định sử dụng van xả áp suất có kích thước tối thiểu ở phía hạ lưu, đây chỉ là yêu cầu tối thiểu và các nhà thiết kế, nhà sản xuất có kinh nghiệm thường khuyến nghị sử dụng van có kích thước lớn hơn. Kích thước nên phụ thuộc vào kích thước đường ống và điều kiện làm việc. Trong trường hợp rò rỉ chậm, van xả áp nhỏ là đủ. Tuy nhiên, khi có sự tăng áp đột ngột hoặc dao động áp suất, thường cần van xả áp lớn hơn để xả nhanh lượng nước lớn. Vì vậy, việc phân tích yêu cầu hệ thống và khả năng xảy ra sự cố quá áp là rất quan trọng khi lựa chọn kích thước van xả áp suất. Sau đây là bảng kích thước của BERMAD, áp dụng cho các điều kiện thông thường hoặc điển hình:

Bảng kích thước van xả áp tối thiểu khuyến nghị cho van giảm áp suất

• Độ tin cậy.
  • Vì van giảm áp là một yêu cầu an toàn, nên việc lựa chọn van giảm áp được phát triển và sản xuất bởi một công ty uy tín, đáng tin cậy là rất quan trọng. Ngoài ra, các nhà phát triển hệ thống cần kiểm tra để đảm bảo rằng van giảm áp tuân thủ và được chứng nhận theo tất cả các tiêu chuẩn bắt buộc, cũng như được phê duyệt và liệt kê bởi các tổ chức ngành công nghiệp được công nhận.
• Đặc tính mở. Van xả áp có thể được chia thành hai loại chính: tác động trực tiếp và điều khiển bằng pilot. Van tác động trực tiếp sử dụng một lò xo đặt phía trên vùng cảm biến áp suất. Khi lực áp suất lớn hơn lực của lò xo, van sẽ mở. Van xả áp điều khiển bằng pilot sử dụng một van chính lớn sẽ mở khi pilot phụ cảm nhận được áp suất cao hơn điểm đặt.
  • Mức độ mở của van xả áp trực tiếp bị giới hạn phần nào do liên quan trực tiếp đến áp suất đường ống và dải áp suất. Các van này có khả năng mở nhanh, cấu tạo đơn giản và tiết kiệm chi phí. Do đó, chúng được xem là lựa chọn ưu tiên cho các yêu cầu xả áp lưu lượng thấp.
    
    Bạn cũng cần lưu ý rằng vì van xả áp trực tiếp mở trực tiếp chống lại lực lò xo chính, nên kích thước và dải áp suất của chúng bị giới hạn. Nguyên nhân là khi đường kính lớn hơn và áp suất cao hơn, lò xo sẽ trở nên quá lớn, cồng kềnh và không kinh tế.
  • Van xả áp điều khiển bằng pilot mở hoàn toàn nhanh hơn và có đường cong mở dốc hơn, phù hợp hơn cho các đường ống lớn có thể cần xả áp suất cao nhanh chóng và nơi van cần mở hoàn toàn trong thời gian ngắn, như trong trường hợp có nguy cơ xảy ra hiện tượng tăng áp.
• Độ chính xác. Cả hai loại van xả, nếu có chứng nhận đã đề cập ở trên, sẽ có độ chính xác đáp ứng dung sai cần thiết cho việc giảm áp suất xả:
  • Van xả áp tác động trực tiếp – dùng trong trường hợp chỉ cần lưu lượng nhỏ. Các van này có điểm mở nhanh và chính xác, nhưng đặc tính mở bị giới hạn. Chúng thường có kích thước nhỏ hơn và phù hợp với nhiệm vụ xả áp suất thấp.
  • Van xả áp điều khiển bằng pilot – được sử dụng trong các ứng dụng có công suất và áp suất cao hơn, được xem là chính xác hơn trong nhiều mức áp suất và lưu lượng khác nhau vì điểm cảm biến của pilot ít bị ảnh hưởng bởi lưu lượng lớn trong quá trình xả áp. Khi áp suất vượt quá mức cài đặt, các van này sẽ tiếp tục mở hoàn toàn cho đến khi áp suất giảm xuống dưới mức cài đặt.

Giải pháp van giảm áp suất của BERMAD

BERMAD cung cấp các van xả áp đã được kiểm chứng trong ngành, được thiết kế đặc biệt cho các hệ thống phòng cháy chữa cháy tiên tiến và tuân thủ các tiêu chuẩn mới nhất của ngành. Các giải pháp này bao gồm van xả áp tác động trực tiếp BERMAD FP-3HC-0, lý tưởng để kiểm soát áp suất và ngăn ngừa tình trạng quá áp trong các hệ thống phòng cháy chữa cháy mà lưu lượng xả thấp là đủ. Sản phẩm có sẵn với nhiều loại vật liệu chống ăn mòn khác nhau để phù hợp với nhiều môi trường và điều kiện sử dụng; thiết kế chắc chắn đảm bảo tuổi thọ lâu dài và vận hành đáng tin cậy. 

BERMAD FP-43T và FP-430-UF là các van xả áp suất điều khiển bằng pilot kiểu cầu bằng vật liệu elastomer, được vận hành bằng màng ngăn cuộn với gioăng kín tích hợp, chắc chắn và đàn hồi. Chúng được sử dụng để ngăn ngừa quá áp cho các đường ống lớn, kiểm soát dòng nước trong hệ thống phòng cháy chữa cháy; và được sản xuất từ nhiều loại vật liệu và lớp phủ khác nhau để phù hợp với mọi tiêu chuẩn của đô thị, công nghiệp, trên bờ và ngoài khơi.

Để tìm hiểu thêm về các van giảm áp của chúng tôi và các sản phẩm phòng cháy chữa cháy khác, hãy truy cập website của chúng tôi.

Cần hỗ trợ thiết kế phòng cháy chữa cháy?

Các kỹ sư của BERMAD luôn sẵn sàng cung cấp cho bạn hướng dẫn chuyên môn về các ứng dụng và hệ thống phòng cháy chữa cháy. Để tìm hiểu thêm, nhấn vào đây để liên hệ với đại diện BERMAD tại khu vực của bạn.