Điều khiển hút bơm tăng áp nước

Trong các ứng dụng bơm chữa cháy đô thị, hệ thống bơm tăng áp thường được sử dụng để lấy nước từ đường ống cấp nước công cộng hoặc hệ thống nước sử dụng riêng. Bơm tăng áp có chức năng tăng áp lực nước hiện có lên mức phù hợp cho hệ thống phòng cháy chữa cháy. Khi thiết kế hoặc lắp đặt bơm tăng áp nước như vậy, cần xem xét một số vấn đề quan trọng đặc thù đối với bơm tăng áp nước.

Duy trì áp suất dư đủ tại đầu vào

Nếu nước được lấy từ ống chính của hệ thống cấp nước đô thị, cần phải xem xét Độ cao hút dương tối thiểu yêu cầu (NPSHR). Điều này có nghĩa là trong “điều kiện xấu nhất” (thường được coi là 150% công suất định mức của bơm), phải đảm bảo áp suất dư đủ tại đầu vào của bơm để hệ thống cấp nước đô thị tiếp tục hoạt động. Điều này đặc biệt quan trọng đối với hệ thống phòng cháy chữa cháy vì đường ống cấp nước đô thị có thể tiếp tục cung cấp cho các hệ thống phòng cháy chữa cháy khác, ngay cả trong cùng một tòa nhà. Như được nêu trong tiêu chuẩn NFPA 20, “Cần lưu ý rằng việc sử dụng áp suất dư nhỏ hơn 20 psig (1,4 barg) không được phép bởi nhiều sở y tế bang.”

Nếu Cơ quan có thẩm quyền (AHJ) không có yêu cầu cụ thể nào liên quan đến NPSHR, vẫn còn một mối quan tâm chính là khả năng duy trì áp suất dư đủ để ngăn ngừa sự hình thành áp suất âm tại bất kỳ điểm nào trên các tuyến ống chính ngoài đường. Áp suất âm có thể dẫn đến sự sụp đổ của các tuyến ống chính hoặc các thành phần khác của hệ thống nước, hoặc hiện tượng hút ngược nước ô nhiễm từ một nguồn liên kết khác.

Tránh hiện tượng xâm thực trong các tình huống áp suất thấp

Một vấn đề khác phát sinh từ áp suất hút thấp là khả năng gây hư hại do hiện tượng xâm thực cho bơm. Xâm thực là hiện tượng xảy ra khi áp suất nước giảm xuống trạng thái chân không và do đó, các bong bóng hơi được tạo ra. Khi áp suất ở đầu hút của bơm rất thấp (hoặc thậm chí âm), các bong bóng hơi hình thành và đi vào trong bơm. Trong những điều kiện này, chúng ít gây hại. Tuy nhiên, khi các bong bóng hơi này đến vùng áp suất cao hơn do bơm tạo ra ở phía đầu ra của cánh bơm, chúng sẽ bị nổ vỡ. Sự nổ vỡ này tạo ra các tia/làn sóng áp suất rất lớn có thể nhanh chóng làm suy yếu và ăn mòn các bộ phận kim loại của bơm, làm rỗ bề mặt kim loại và cuối cùng làm giảm nghiêm trọng hiệu suất của bơm.

Các hình ảnh sau đây mô tả các cánh bơm đã bị hư hại do hiện tượng xâm thực gây ra bởi áp suất hút không đủ.

Nếu có khả năng áp suất hút không đủ, thì giải pháp phổ biến và hiệu quả nhất là lắp đặt van điều khiển hút của bơm. Van này nên được đặt ở phía đầu ra của bơm, với một đường cảm biến nối đến phía hút hoặc đầu vào của bơm. Khi cần thiết, hoặc khi áp suất hút giảm xuống dưới mức cho phép hoặc mức tối thiểu đã đặt, van sẽ điều chỉnh áp suất đầu vào để duy trì trên mức tối thiểu đã cài đặt.

Lựa chọn van để vận hành bơm tăng áp tối ưu

Khi lựa chọn van cho chức năng này, một trong những yếu tố chính sau độ tin cậy là hiệu suất dòng chảy của van. Việc sử dụng một loại van không cản trở dòng chảy một cách không cần thiết, ngay cả khi đã mở hoàn toàn, là rất quan trọng. Một loại van có đường dẫn dòng chảy rõ ràng, không bị cản trở là lựa chọn rất được ưu tiên.

BERMAD 43T-PS  van điều chỉnh áp suất hút bơm là một ví dụ điển hình về loại van phù hợp cho chức năng này. Van có độ tin cậy cao vốn có của các loại van đàn hồi, vì loại van này không có ổ trục hoặc trục có thể bị kẹt nếu van không hoạt động trong thời gian dài. Khi van mở hoàn toàn và không điều chỉnh áp suất hút, đường dẫn dòng chảy thẳng, không bị cản trở cùng với sức cản dòng chảy cực thấp của van này cho phép bơm tiếp tục hoạt động hiệu quả, gần như không bị cản trở trong việc cung cấp nước chữa cháy đến các thiết bị dập lửa.

BERMAD 43T-PS vẫn mở hoàn toàn khi đầu hút bơm hoặc mức áp suất tại đầu vào bơm duy trì trên mức tối thiểu đã cài đặt (NPSHR). Nếu áp suất hút giảm xuống dưới mức tối thiểu đã cài đặt, van điều khiển sẽ cảm nhận điều này thông qua đường cảm biến và khiến van chính điều chỉnh, giữ áp suất trên mức đã đặt.

Lắp đặt điển hình van hút bơm tăng áp

Câu hỏi về thiết kế hệ thống phòng cháy chữa cháy?

BERMAD cung cấp hỗ trợ kỹ thuật cho các nhà thiết kế và kỹ sư hệ thống phòng cháy chữa cháy. Để biết thêm thông tin về thiết kế hệ thống phòng cháy chữa cháy, hãy truy cập trung tâm kiến thức về phòng cháy chữa cháy của chúng tôi. Hoặc, để trao đổi với đại diện phòng cháy chữa cháy BERMAD tại khu vực của bạn, liên hệ với chúng tôi tại đây.