Zbiorniki magazynowe wody do systemów ochrony przeciwpożarowej: rodzaje, funkcje i integracja systemowa
Utworzono Dzisiaj
Zbiorniki wody do systemów ochrony przeciwpożarowej: rodzaje, role i integracja systemowa
Zbiornik jest elementem magazynującym w łańcuchu, który obejmuje również pompę, przewód główny, pion i zawór regulacyjny, a jego rozmiar jest określany przez to, co reszta łańcucha może faktycznie pobrać. Dobierz rezerwę do zapotrzebowania na ssaniu pompy, uwzględnij straty tarcia między zbiornikiem a pompą i traktuj zbiornik oraz zestaw pompowy jako jeden układ hydrauliczny, który należy skoordynować i przetestować.
Wprowadzenie
Zbiornik przeciwpożarowy jest projektowany, kupowany i instalowany tak, jakby był wolnostojącym naczyniem. Nie jest nim. Jest jednym elementem łańcucha hydraulicznego, a każda decyzja dotycząca zbiornika podjęta bez uwzględnienia reszty łańcucha musi zostać zweryfikowana podczas rozruchu, gdy zbiornik jest pełny, a instalacja rurowa podłączona i ktoś stwierdza, że pompa nie może pobrać tego, co obiecywały obliczenia.
Łańcuch jest prosty do opisania. Źródło wody, zbiornik, który ją magazynuje, pompa, która ją przetłacza, magistrala i pion, które ją rozprowadzają, zawór sterujący, który utrzymuje system w gotowości, oraz elementy końcowe, które ją wypuszczają. Zbiornik znajduje się w środku tego układu i jest jedynym elementem, który cokolwiek magazynuje.
Ten artykuł omawia ten łańcuch, traktując zbiornik jako podmiot: do czego służy zbiornik, czym różni się od pompy, jak instalacje mokre, suche i zraszaczowe wykorzystują go w różny sposób, jak zawór kontrolny znajduje się między nimi, jak tarcie na ssaniu zmienia użyteczną objętość oraz jak system jest testowany z zbiornikiem na miejscu. Odniesienia to NFPA 22, NFPA 13 i NFPA 20.
Elementy zaopatrzenia w wodę do ochrony przeciwpożarowej
Każde zaopatrzenie w wodę do celów ochrony przeciwpożarowej ma ten sam szkielet. Woda pochodzi ze źródła, którym może być sieć publiczna, prywatna studnia lub system wody uzupełniającej. Jest magazynowana, zwykle w zbiorniku, a ta zmagazynowana objętość jest tym, co oddziela podaż od zapotrzebowania. Pompa dodaje ciśnienie. Magistrala i pion przenoszą ją. Zawór sterujący utrzymuje system pod ciśnieniem i w gotowości. Elementy końcowe uwalniają ją.
Dwie właściwości czynią zbiornik elementem krytycznym. Jest to jedyne miejsce, w którym woda występuje w znacznej ilości, oraz jedyny element, którego stan nie jest widoczny podczas zdarzenia. Pompę można wymienić, a uszkodzony pion odizolować, ale zbiornik stojący pełny przez dwa lata musi być sprawny w dniu zdarzenia.
NFPA 22 reguluje zbiornik i jego wyposażenie: rozdział 14 dotyczy przyłączy i armatury rurowej, rozdział 12 dotyczy fundamentów w gruncie, rozdział 17 dotyczy testów odbiorczych, a rozdział 18 dotyczy przeglądów i konserwacji.
The tank's role against the pump's
Zbiornik i pompa pełnią różne funkcje, a mylenie ich jest źródłem długiej listy możliwych do uniknięcia błędów. Zbiornik zapewnia objętość, a w instalacji podwyższonej także pewną wysokość ciśnienia statycznego. Nie może wytworzyć ciśnienia większego niż wynikające z wysokości i nie może zapewnić kontrolowanego przepływu. Robi to pompa, a NFPA 20 reguluje zestaw i jego sterownik.
Konsekwencją jest to, że obie specyfikacje są sprzężone poprzez stronę ssącą. Zbiornik musi zapewniać stabilne ssanie przy najniższym poziomie wody dopuszczonym przez projekt, ponieważ moment, w którym rezerwa jest prawie wyczerpana, jest tym, w którym pompa ma największe znaczenie. Gdy zbiornik jest podwyższony, wykonuje część pracy pompy; na poziomie gruntu pompa wykonuje całą pracę.
Wet pipe, dry pipe and deluge arrangements
Typ systemu zmienia sposób rysowania zbiornika oraz to, co musi pokrywać rezerwa. W systemie mokrym rurociągi są wypełnione wodą, więc zbiornik zasila zapotrzebowanie tryskaczy w sposób ciągły, a rezerwa obejmuje zapotrzebowanie tryskaczy oraz dodatek na węże, każde przez własny czas trwania.
System suchy zawiera natomiast sprężone powietrze, a zbiornik musi spełniać dwie funkcje. Musi dostarczyć wodę, która wypełnia system, gdy zadziałają głowice, oraz musi utrzymać to napełnienie przy przepływie wymaganym przez projekt. Napełnienie stanowi rzeczywiste obciążenie rezerwy, a system suchy na długiej sieci może wymagać znacznej objętości w krótkim czasie.
System zraszaczowy otwiera swoje wyloty po wykryciu, a cały przepływ projektowy jest uwalniany jednocześnie, więc zbiornik musi dostarczyć szczytowe zapotrzebowanie chwilowe przez pełny czas trwania. Systemy preakcyjne plasują się między przypadkiem suchym a mokrym, z opóźnieniem detekcji i napełnieniem, które musi się zakończyć, zanim woda dotrze do tryskaczy.
Zawór sterujący tryskaczy i zbiornik
Zawór sterujący tryskaczy to miejsce, w którym zbiornik staje się częścią systemu. W systemie mokrym zawór kontrolny alarmowy utrzymuje ciśnienie w systemie i otwiera się przy przepływie, a zbiornik utrzymuje napełnienie tego systemu poprzez linię napełniającą. W systemie suchym zawór rurociągu suchego utrzymuje ciśnienie powietrza i dopuszcza wodę po zadziałaniu, a zbiornik musi dostarczyć wystarczającą objętość i przepływ, aby napełnić system bez spadku poniżej poziomu pompy.
Interfejsem, który ma znaczenie, jest sygnał poziomu. NFPA 22 Rozdział 14 wymaga oprzyrządowania poziomu i stanu na zbiorniku, a te sygnały są odczytywane przez panel sterowania w celu zgłoszenia stanu niskiego poziomu wody i wykorzystywane przez system nadzorczy do oceny rezerwy. Muszą być określone jako skoordynowany zestaw wraz z kontrolerem i pompą.
Istnieje również kwestia aranżacji napełniania. Zbiornik musi być utrzymywany na swoim poziomie gotowości przeciwpożarowej, a pobrana objętość musi zostać uzupełniona w dozwolonym czasie napełniania, co czyni go niezawodnym źródłem, a nie rezerwuarem, który po cichu opróżnia się przez wyciek.
Zasysanie, tarcie i wynikająca z tego użyteczna objętość
Objętość, którą system może faktycznie pobrać, nie jest objętością, którą mieści zbiornik, a różnicą jest tarcie. Strata ciśnienia spowodowana tarciem w rurze między wylotem zbiornika a ssaniem pompy zmniejsza wysokość podnoszenia dostępną przy pompie proporcjonalnie do kwadratu przepływu, i jest najgorsza dokładnie wtedy, gdy poziom w zbiorniku znajduje się na dolnym krańcu użytecznego zakresu, a wysokość statyczna jest najmniejsza.
Dlatego rozmieszczenie wylotu jest określone w rozdziale 14, a nie pozostawione wykonawcy instalacji rurowej. Rura odpływowa jest dobierana według pojemności zbiornika, kolano podstawowe zbiornika ssącego ma zakończenie kielichowe, układ zawiera zawór zwrotny, a wylot odpływowy ma zespół płyty przeciwzawirowaniowej. Ograniczony wylot nie tylko traci ciśnienie; wprowadza zawirowania i zasysanie powietrza.
Praktyczna zasada: objętość użytkowa jest mierzona na ssaniu pompy, od normalnego poziomu roboczego do odcięcia niskiego poziomu, a rura między zbiornikiem a pompą wlicza się do obliczeń.
Testowanie systemu ze zbiornikiem na miejscu
Testowanie systemu z zainstalowanym zbiornikiem magazynującym różni się od testowania go na sieci publicznej, a różnicą jest rezerwa. Test przepływu pobrany z sieci potwierdza instalację rurową i pompę. Test przepływu pobrany ze zbiornika potwierdza również zbiornik, układ ssący, linię napełniania i sterowanie poziomem, i jest to jedyny sposób, aby wiedzieć, że pompa działa z rezerwą, którą będzie miała.
Sekwencję rozruchu należy zaplanować, a nie próbować jej dokonać. Zbiornik musi być napełniony do normalnego poziomu roboczego, system w swojej konfiguracji roboczej, a oprzyrządowanie poziomu sprawdzone przed testem przepływu, a nie po nim. Rozdział 17 określa wymagania dotyczące testu odbiorczego, w tym wspólną inspekcję z powiadomionym organem.
Własny test odbiorczy zbiornika jest oddzielony od testu przepływu i oba muszą zostać zaplanowane. Zbiornik skręcany lub spawany jest napełniany wodą zgodnie z wymaganiami rozdziału 17 i musi ją utrzymać. Test przepływu przeprowadzony w tym samym czasie szybciej wykrywa nieszczelności, więc tam, gdzie pozwala na to harmonogram, oba testy należy skoordynować.
Powtarzalny reżim testów i inspekcji
Po rozruchu zbiornik staje się częścią rutynowego harmonogramu testów, a powtarzalne testy potwierdzają, że rezerwa nadal jest rezerwą. Testy odbiorcze pomp i okresowe testy przepływu odprowadzają wodę ze zbiornika, więc poziom trzeba następnie przywrócić, a układ napełniania ponownie potwierdzić. Rozdział 18 przekazuje dozgonną inspekcję i konserwację zbiornika do NFPA 25 i to jest dokument, na podstawie którego należy napisać instrukcję konserwacji.
NFPA 25 Rozdział 9 obejmuje zbiorniki wodne w ramach tego standardu dotyczącego przeglądów, testów i konserwacji i jest punktem odniesienia dla powtarzalnego programu właściciela: rutynowych kontroli poziomu i stanu, przeglądu zewnętrznego powłoki, dachu, otworów wentylacyjnych, przelewu i podpór, okresowego uruchamiania i testowania zaworów oraz przeglądu wewnętrznego w odstępach ustalonych przez standard dla danego typu zbiornika i stanu jego powłoki.
Kontrole, które mają największe znaczenie w przypadku zbiornika rezerwowego, wykrywają powolny ubytek. Pełny zbiornik, który nie zostaje uzupełniony po teście, ma nieszczelność lub uszkodzony zawór. Zbiornik uzupełniany częściej niż oczekiwano ma przepuszczający zawór lub dryfujący wskaźnik poziomu. Oba te objawy ujawniają się w schemacie eksploatacji na długo przed awarią, dlatego poziom napełnienia jest najważniejszą liczbą w programie.
Gdzie zbiornik nie pasuje
Istnieją cztery sytuacje, w których zbiornik magazynowy jest błędną odpowiedzią i warto je wcześnie rozpoznać. Pierwsza to taka, w której publiczne zaopatrzenie jest niezawodne i samo w sobie już zapewnia wymagany przepływ, ciśnienie i czas trwania. Dodanie zbiornika dodaje wtedy konstrukcję i reżim konserwacyjny, nie dodając zaopatrzenia.
Druga to taka, w której przestrzeń nie może go udźwignąć. Zbiornik o wymaganej objętości ma zajmowaną powierzchnię, fundament i trasę dostawy, a na ograniczonej działce te ograniczenia mogą go wykluczyć. Trzecia to taka, w której zmagazynowana woda nie nadaje się do danego zadania i nie istnieje praktyczna metoda uzdatniania.
Czwarta to taka, w której inne rozwiązanie rozwiązuje problem prościej. Zbiornik pośredni odcina pompę pożarową od publicznego zaopatrzenia i może być znacznie mniejszy niż pełna rezerwa. Zbiornik podwyższony zastępuje pompę, gdy wysokość podnoszenia jest wystarczająca. W każdym przypadku pytanie jest takie samo: czy element magazynujący obejmuje całą rezerwę, czy tylko to, czego nie może zapewnić reszta łańcucha?
Łańcuch dostaw wody do ochrony przeciwpożarowej i wkład każdego elementu
Element | Norma | Funkcja | Pobiera ze zbiornika |
Źródło wody | Kryteria zaopatrzenia w wodę | Napełnia i uzupełnia zbiornik | Objętość uzupełniająca |
Zbiornik magazynujący | NFPA 22, rozdz. 14 — przyłącza | Przechowuje rezerwę, oddziela zasilanie | Nic (źródło) |
Pompa pożarowa | NFPA 20 | Przekształca objętość w przepływ i ciśnienie | Pełna objętość użytkowa |
Magistrala i pion | NFPA 13 | Doprowadza wodę do punktów poboru | Określa straty tarcia pompy |
Zawór regulacyjny | NFPA 13 | Utrzymuje system pod ciśnieniem | Objętość napełnienia + sygnały poziomu |
Elementy końcowe | NFPA 13 | Wypływ przy przepływie projektowym | Określa wielkość rezerwy |
Przyrządy poziomu | NFPA 22 rozdz. 14 | Raportuje stan rezerwy | Sygnały poziomu/stanu |
Układ napełniania | NFPA 22 rozdz. 4 | Przywraca objętość do poziomu pożarowego | Objętość do uzupełnienia |
Jak każdy typ systemu korzysta z rezerwy w zbiorniku
System | Orurowanie | Jak wykorzystywany jest zbiornik | Rezerwa musi pokrywać |
System mokry | Wypełniony wodą | Ciągły pobór przy przepływie projektowym | Tryskacze + wąż, każdy o swoim czasie trwania |
Rurociąg suchy | Sprężone powietrze | Napełnienie, następnie utrzymanie zapotrzebowania | Napełnienie systemu + zapotrzebowanie tryskaczy |
System preakcji | Powietrze do momentu wykrycia | Napełnij, a następnie dopuść wodę | Napełnianie + opóźnienie + zapotrzebowanie tryskaczy |
Zalewanie | Opróżnić do otwarcia | Pełny przepływ jednocześnie | Peak demand full duration |
Standpipe/hose | Water filled | Hose stream via riser | Hose stream duration |
Combined | Wypełniony wodą | Tryskacze + wąż razem | Zapotrzebowanie nałożone |
O Center Enamel
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd.) projektuje i wytwarza zbiorniki magazynowe ze stali skręcanej, zbiorniki ze stali spawanej, zbiorniki z powłoką epoksydową nakładaną metodą fluidyzacyjną, zbiorniki ocynkowane, naczynia ze stali nierdzewnej, zbiorniki ciśnieniowe, aluminiowe dachy kopułowe geodezyjne oraz dachy pływające. Firma posiada ponad 30 lat doświadczenia produkcyjnego i dostarczyła urządzenia do projektów w ponad 100 krajach. Aluminiowe dachy kopułowe geodezyjne są projektowane i wytwarzane zgodnie z API 650 Dodatek G, AWWA D108, Aluminum Design Manual, ASCE 7 i IBC, a w 2023 roku firma opracowała i wyeksportowała aluminiowy dach kopułowy o średnicy 72 m. Inżynieria, wytwarzanie, powłoki, kontrola jakości i serwis na miejscu są realizowane w ramach jednego zakresu, dzięki czemu rysunki, podstawa obliczeń i dostarczone elementy montażowe mogą być wzajemnie ze sobą zgodne.
Najczęściej zadawane pytania
Jaka jest rola zbiornika w systemie ochrony przeciwpożarowej?
Jest elementem magazynującym. Przechowuje objętość, z której korzysta system, utrzymuje tę objętość w gotowości poprzez utrzymywanie jej na poziomie służby przeciwpożarowej i uzupełnianie w dozwolonym czasie, oraz dostarcza tę objętość do ssania pompy. Oddziela również zasilanie od zapotrzebowania, dlatego system zasilany ze zbiornika może przetrwać zdarzenie, którego publiczna sieć wodociągowa nie mogłaby obsłużyć.
Czym różni się zbiornik od pompy pożarowej w systemie?
Zbiornik zapewnia zmagazynowaną objętość, a tam, gdzie jest wyniesiony, także pewną wysokość ciśnienia statycznego. Pompa zapewnia kontrolowany przepływ i ciśnienie, a podlega normie NFPA 20. Zbiornik nie może wykonywać pracy pompy, a pompa nie może zastąpić zbiornika, ponieważ tylko zbiornik przechowuje rezerwę, która przetrwa utratę dopływu zasilania. Oba elementy są skoordynowane poprzez stronę ssącą, a zbiornik musi zapewniać stabilny stan na najniższym użytecznym poziomie, a nie tylko wtedy, gdy jest pełny.
Czy zbiornik wymaga zaworu sterującego tryskaczami?
Nie na samym zbiorniku. Zawór kontrolny należy do systemu tryskaczowego: zawór kontrolny alarmowy w systemie mokrym, zawór systemu suchego lub zawór zalewowy. Udział zbiornika polega na linii napełniającej, która utrzymuje system w stanie gotowości, oprzyrządowaniu poziomu, które sygnalizuje, czy rezerwa jest nienaruszona, oraz na ssaniu, które dostarcza objętość, gdy zawór się otwiera. Rozdział 14 obejmuje połączenia rurowe i kształtki, które realizują tę zależność, w tym rurę odpływową o rozmiarze dostosowanym do pojemności zbiornika oraz zespół płyty przeciwzatorowej na wylocie odpływu.
Jak system suchego rurociągu wykorzystuje zbiornik?
Na dwa sposoby, a oba czerpią z rezerwy. Zbiornik musi napełnić system wodą przy przepływie wymaganym przez projekt, gdy zadziałają głowice, i musi podtrzymać to napełnianie. Ponieważ rurociągi są do tego momentu puste, napełnianie jest rzeczywistym poborem ze zmagazynowanej objętości, a nie uzupełnieniem systemu, który już zawiera wodę, więc rezerwa musi pokryć zarówno napełnianie, jak i zapotrzebowanie tryskaczy.
Czy tarcie w rurach wpływa na to, ile zbiornika można wykorzystać?
Tak. Tarcie w przewodzie ssawnym zmniejsza wysokość podnoszenia dostępną na pompie proporcjonalnie do kwadratu przepływu, a jest najgorsze przy przepływie projektowym, gdy poziom w zbiorniku jest najniższy. Rura między zbiornikiem a pompą jest zatem częścią obliczeń doboru, a układ wylotowy w rozdziale 14, w tym końcówka dzwonowa na kolanie podstawowym zbiornika ssawnego oraz zespół płyty przeciwzatorowej, istnieje po to, aby utrzymać tę stratę przewidywalną i nie dopuścić powietrza do przewodu ssawnego.
Jak testuje się system z zainstalowanym zbiornikiem magazynowym?
Przy zbiorniku napełnionym do normalnego poziomu roboczego, systemie w konfiguracji roboczej i uprzednio sprawdzonej aparaturze pomiarowej poziomu, tak aby próba przepływu obejmowała jednocześnie zbiornik, układ zasysania, przewód napełniania i pompę. Własna próba odbiorcza zbiornika zgodnie z Rozdziałem 17 jest odrębnym wymaganiem, a tam gdzie pozwala na to harmonogram, obie próby należy skoordynować, aby próba przepływu wykryła nieszczelności szybciej niż próba statyczna.
Czy zbiornik wymaga własnej próby przepływu?
Musi być w stanie dostarczyć przepływ wymagany przez próby, co jest innym zagadnieniem niż to, czy zbiornik wymaga własnej dedykowanej próby. Próby odbiorcze pompy i okresowe próby przepływu zgodnie z NFPA 20 pobierają wodę ze zbiornika, więc zbiornik musi dostarczyć ten przepływ ze swojej użytecznej objętości, a poziom musi zostać następnie przywrócony. Aparatura pomiarowa poziomu i stanu jest tym, co potwierdza, że rezerwa była nienaruszona przed próbą i przywrócona po niej.
Kiedy zbiornik nie zapewnia wymaganego zasilania?
Cztery typowe przypadki. Gdy publiczne zaopatrzenie samo w sobie spełnia wymagany przepływ, ciśnienie i czas trwania. Gdy nie ma miejsca na zajmowaną powierzchnię, fundament i trasę dostawy. Gdy zmagazynowana woda nie nadaje się do danego zastosowania i nie można jej uzdatnić. Oraz gdy inny układ spełnia zadanie prościej, na przykład zbiornik pośredni odcinający pompę od publicznego zaopatrzenia, zbiornik podwyższony, w którym zapewniana wysokość podnoszenia jest wystarczająca, lub zbiornik ciśnieniowy dla małego układu bez pompy.
Zbiornik jest jednym elementem w łańcuchu, a określanie go w izolacji prowadzi do tego, że projekty kończą się zbiornikiem o niewłaściwym rozmiarze dla pompy, którą zasila, i o niewłaściwym kształcie dla miejsca, w którym stoi. Łańcuch nie jest skomplikowany: źródło, zbiornik, pompa, magistrala, rura pionowa, zawór regulacyjny, punkty poboru. Ale każde ogniwo nakłada ograniczenie na następne, a zbiornik, ponieważ magazynuje objętość i ponieważ nic o jego stanie nie jest widoczne podczas zdarzenia, niesie ograniczenie, które ma największe znaczenie.
Dlatego dobierz rezerwę na ssaniu pompy, a nie na dyszy, uwzględnij tarcie między zbiornikiem a pompą, określ układ wylotu i oprzyrządowanie poziomu jako część zbiornika oraz zaplanuj testy z zbiornikiem w pętli.
Prześlij nam typ systemu, projektowy przepływ i czas trwania, układ ssania oraz ograniczenia terenowe, a my zwrócimy geometrię zbiornika, zestaw oprzyrządowania wylotu i poziomu, układ koordynacji z pompą przeciwpożarową oraz reżim testowy, który zamyka łańcuch.
Porozmawiaj z naszym zespołem inżynierskim
Prześlij nam wymagania eksploatacyjne, podstawę objętości, obowiązujące przepisy i ograniczenia terenu, a nasz zespół inżynierski przedstawi specyfikację, którą dostawca będzie mógł wycenić, a recenzent zatwierdzić. Powiemy Ci również wprost, kiedy lepszym rozwiązaniem jest inny typ zbiornika lub inny zakres.
WhatsApp