ปั๊มน้ำดับเพลิง (Fire Pump)

ปั๊มน้ำดับเพลิง (Fire Pump)
 ปั๊มน้ำ คือ อุปกรณืที่ช่วยส่งผ่านพลังงาน จากแหล่งต้นกำเนิดไปยังของเหลว ก๊าซ หรือ ของเหลวที่มีของแข็งเป็นส่วนประกอบ (Slurries) เพื่อทำให้ของเหลวเคลื่อนที่จากตำแหน่งหนึ่งไปยังอีกตำแหน่งหนึ่งที่อยู่สูง กว่าหรือ ในระยะทางที่ไกลออกไป โดยการเพิ่มพลังงานเข้าไปในระบบ โดยจุดเริ่มต้นของเครื่องปั๊มน้ำนี้มีประวัติศาสตร์ที่ยาวนานมากกว่า 2,000 ปีก่อนคริสตศักราช ซึ่งในช่วงเริ่มแรกมีการใช้พลังงานที่ได้จากมนุษย์ สัตว์ ต่อมาจึงได้ใช้พลังงานจากธรรมชาติ เช่น พลังงานจากลมและน้ำเป็นแหล่งต้นกำเนิด ซึ่งในช่วงแรกเพียงเพื่อการอุปโภคบริโภคและทำการเกษตรเท่านั้น
          ปั๊มน้ำดับเพลิง (Fire Pump) นั้นก็เป็นปั๊มน้ำชนิดหนึ่ง ที่เป็นส่วนหนึ่งของระบบน้ำดับเพลิงแบบสปริงเกอร์ (Fire Sprinkler) หรือ  ระบบ Fire Hose ที่จะทำหน้าที่ป้อนน้ำเข้าสู่ระบบ ด้วยปริมาณ และแรงดันที่เพียงพอต่อการทำงานของระบบดับเพลิงที่ออกแบบไว้

ระบบปั๊มน้ำดับเพลิง ประกอบด้วย
          ในระบบเครื่องสูบน้ำดับเพลิง ประกอบไปด้วยส่วนสำคัญดังต่อไปนี้
                      1. เครื่องสูบน้ำรักษาแรงดัน (Jockey Pump)
                      2. เครื่องสูบน้ำดับเพลิง (Fire Pump)
                      3. ตู้ควบคุมเครื่องสูบน้ำรักษาแรงดัน (Jockey Pump Controller)
                      4. ตู้ควบคุมเครื่องสูบน้ำดับเพลิง (Fire Pump Controller)
                      5. Pressure Relief Valve
          การ ทำงานของระบบเครื่องสูบน้ำดับเพลิง ขึ้นอยู่กับความต้องการน้ำภายในเส้นท่อดับเพลิง วิศวกรผู้ออกแบบ จะเป็นผู้กำหนดระดับของความดันที่สถานะต่างๆ ในการเริ่ม และหยุดการทำงานของระบบเครื่องสูบน้ำดับเพลิง โดยปกติ จะมิอยู่ 3 ระดับ ในกรณีเป็นเครื่องสูบน้ำดับเพลิงที่ใช้ต้นกำลังแบบ เครื่องยนต์ดีเซล และมี 4 ระดับ ในกรณีเป็นเครื่องสูบน้ำดับเพลิงที่ใช้ต้นกำลังแบบ มอเตอร์ไฟฟ้า การตั้งค่าดูที่หัวข้อ "การตั้งค่า Pressure Switch ของ Fire Pump และ Jocky Pump"
 
 รูป ระบบเครื่องสูบน้ำดับเพลิง


ต้นกำลังปั๊มน้ำดับเพลิง
          ปั๊มน้ำดับเพลิง (Fire Pump) มีต้นกำลังหลายแบบใช้ มอเตอร์ไฟฟ้า (Electric Motor) , เครื่องยนต์ดีเซล (Diesel Engine) หรือบางโอกาศอาดพบ แบบกังหันไอน้ำ (Steam Turbine)
 
 รูป ปั๊มน้ำดับเพลิงแบบมอเตอร์ไฟฟ้า (Eletric Motor Fire Pump)
 
 รูป ปั๊มน้ำดับเพลิงแบบดีเซล (Diesel Engine Fire Pump)
 รูป ปั๊มน้ำดับเพลิงแบบกังหันไอน้ำ (Stream Turbine Fire Pump)
 

Pressure Switch คือ อุปกรณ์ควบคุมที่ติดตั้งอยู่ในตู้ควบคุม Controller ของ Fire Pump และ Jocky Pump มีหน้าที่ในการควบคุมการทำงานของ Pump ดังกล่าว เมื่อความดันของน้ำในท่อน้ำดับเพลิงลดลงต่ำผิดปกติจาก Set point ที่ตั้งไว้ เล็กน้อยแผงควบคุมจะสั่งงานให้ Jocky Pump ทำงานเพื่อเพิ่มแรงดันเข้าสู่ระบบ แต่ถ้าความดันลดต่ำลงอย่างมาก ซึ่งอาดจะเกิดขึ้นจาก มีการใช้งานน้ำจากหัวดับเพลิง มีหัวสปริงเกอร์แตก ทำให้ความดันตกลงอย่างมากแผงควบคุม จะสั่งงานให้ Fire Pump ทำงาน ดังนั้น การตั้งค่า Pressure Switch จึงเป็นสิ่งสำคัญที่ควรจะต้องเรียนรู้เพื่อให้ระบบป้องกันอัคคีภัยทำงานได้ ตามวัตถุประสงค์ สิ่งที่ควรเรียนรู้มีดังนี้
 รูป ตู้ควบคุมปั๊มน้ำดับเพลิง (Fire Pump Controller)
1.  ลำดับการทำงานของ Fire Pump และ Jockey Pump เป็นดังนี้
1.1 ปั๊มน้ำรักษาระดับแรงดัน (Jockey Pump) จะเริ่มทำงานก่อน
1.2 ปั๊มน้ำดับเพลิง (Fire Pump) จะทำงานต่อถ้า ปั๊มน้ำรักษาระดับแรงดัน (Jocky Pump) ทำงานแล้วยังไม่สามารถเพิ่มแรงดันในระบบได้
2. ให้ใส่ Orifice Check Valve ที่ ท่อน้ำดับเพลิงก่อนต่อเข้า Pressure Switch จำนวน 2 ตัว และมีระยะห่างกันอย่างน้อย 1.5 เมตร (Orifice Check Valve คือ Check Valve แบบ Swing Check Valve ที่ติดกลับข้าง (ให้ Flow Direction หันทิศจาก Flow Switch ไปทาง Header ของท่อประธาน) และให้เจาะรูที่ Valve Disc ขนาดเท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลาง 3/32 นิ้ว
3.  หลักการตั้ง Pressure Switch ของ Fire Pump และ Jockey Pump มีดังนี้
3.1 Jockey Pump
3.1.1 จุด Stop เท่ากับ Churn Pressure ของ Fire Pump บวกMinimum Static Pressure ของ Water Supply ที่จ่ายให้ Pump
3.1.2 จุด Start เท่ากับ จุด Stop ลบ 10 PSI
3.1.3 การตั้งจุด Stop และจุด Start สำหรับ Jockey Pump ให้ตั้งตามข้อ 3.1.1 และ 3.1.2 ทุกชุด ไม่ว่าจะมี Jockey Pump มากกว่า 1 ตัวก็ตาม
3.2 Fire Pump
3.2.1 จุด Start ของ Fire Pump ชุดแรก เท่ากับ จุด Start ของ Jockey Pump ลบ 5 PSI จุด Start ชุดต่อไปให้ตั้งลดลงทุกๆ 10 PSI ตลอด
3.2.2 การ Stop ของ Fire Pump ให้ใช้วิธี Manual Stop ทุกตัว แต่ควรตั้งจุด Stop เท่ากับ Churn Pressure บวก Maximum Static Pressure ของ Water Supply
3.2.3 การนับจำนวน Fire Pump ให้นับจาก Electric Fire Pump ก่อนเสมอ
หมายเหตุ
  •  ค่า Churn Pressure คือค่า Pressure สูงสุดของ Fire Pump ที่ Flow เท่ากับ 0 GPM (No Flow) (ให้ดูจาก Performance Curve ของ Fire Pump)
  • ค่า Minimum Static Pressure และ Maximum Static Pressure ของ Water Supply ให้กำหนดเท่ากับ 0 SPI ในกรณีที่ Water Storage Tank อยู่ต่ำกว่าหรือระดับเดียวกันกับระดับ Fire Pump แต่หาก Water Storage Tank อยู่สูงกว่ามาก ต้องคิดค่า Static Pressure ในการตั้ง Pressure Setting ด้วย
  • การ Test การทำงานของ Fire Pump ทั้งแบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า และเครื่องยนต์ดีเซลต้องทดสอบความดันอย่างน้อยที่ Flow 3 จุด คือ
    1. Churn Pressure ที่ 0% Rated Flow
    2. Pressure ที่ 100% Rated Flow
    3. Pressure ที่ 150% Rated Flow

    เสร็จแล้วนำค่า Pressure - Flowrate ไป Plot Curve และเปรียบเทียบกับ Curve ที่โรงงานผู้ผลิต Fire Pump ส่งให้ตอนขออนุมัติวัสดุ โดยค่า Pressure ที่วัดได้จริงต้องมีค่าไม่น้อยกว่า 95% ของค่า Pressure ที่ได้จาก Curve ของโรงงานผู้ผลิต หากต่ำกว่านี้ต้องให้ผู้แทนจำหน่าย / ผู้รับเหมา ทำหนังสือชี้แจงเหตุผล
  • หาก Churn Pressure ที่วัดได้มีค่าเกิน 175 PSI ต้องติดตั้ง Pressure Relief Valve ที่ Fire Pump แต่ละตัวด้วย
ตัวอย่าง
  1. Diesel Fire Pump (FP- 01, FP- 02) 1,000 GPM, 125 PSI
  2. Electric Fire Pump (FP- 03, FP- 04) 1,000 GPM, 125 PSI
  3. Jockey Pump (JP- 01, JP- 02)
จาก Performance Curve ของ Fire Pump
  • ค่า Churn Pressure ที่อ่านได้ 
  • กำหนดค่า Static Pressure ของ Water Supply ทั้ง Max และ Min

=
=
147
0
PSI
PSI


จุด Stop ของ JP-01, JP-02
จุด Start ของ JP-01, JP-02
จุด Start ของ FP-03
จุด Start ของ FP-04
จุด Start ของ FP-01
จุด Start ของ FP-02
=
=
=
=
=
=
 147 + 0
147 - 10
137 - 5
132 - 10
122 - 10
112 - 10
=
=
=
=
=
=
147
137
132
122
112
102
PSI
PSI
PSI
PSI
PSI
PSI
จุด Stop ของ FP-01 to FP-04
=
 Manual Stop แต่ตั้ง Pressure Switch ให้ Stop ที่
147 + 0
=
147
PSI


ข้อควรระวังในการติดตั้งท่อดับเพลิงเข้าไปในอาคาร


การติดตั้ง Teloscopic Expansion Joint
จากรูปดังกล่าว แสดงให้เห็นถึงการติดตั้ง Expansion Joint ชนิด Telescopic สำหรับท่อน้ำระบบป้องกันเพลิงไหม้ ซึ่งเดินท่อประธานเป็น Loop รอบๆ ทุกอาคาร และต่อท่อสาขาจาก Loop เข้าไปใต้พื้นของอาคาร พร้อมใส่ Expansion Joint ก่อนขึ้นไปตาม Shaft ต่างๆ เพื่อจ่ายให้ตู้ดับเพลิง (Fire Hose Cabinet) หรือหัว Sprinkler
การติดตั้งในรูปแบบดังกล่าวข้างต้นเป็นเรื่องปกติที่ปฏิบัติกันในโครงการต่างๆ แต่ขอให้ข้อสังเกตหรือข้อควรระวังดังนี้
  1. ต้องแจ้งให้ผู้ที่มีหน้าที่ทำการ บำรุงรักษาของอาคารคอยหมั่นสังเกตการทรุดตัวของท่อใต้ดิน โดยดูที่ตัว Expansion Joint เป็นหลัก หากระยะยืดตัวของ Expansion Joint อยู่ในระดับยาวที่สุดตาม Catalog แล้วก็แสดงว่าตัว Expansion Joint ไม่สามารถจะรองรับการทรุดตัวได้อีกต่อไป ดังนั้น ฝ่ายซ่อมบำรุงต้องทำการเปลี่ยนท่อบ้องสั้น (Spool Piece) ที่อยู่ด้านล่าง (ตามที่วงไว้) ให้ยาวขึ้นเพื่อดึงให้ Expansion Joint กลับไปอยู่ที่จุดเดิม การทรุดตัวดังกล่าวอาจเกิดได้ง่ายและเร็วในระยะแรกของการใช้อาคาร
  2. ควรหลีกเลี่ยงไม่ให้ติดตั้งท่อ ใต้ดินผ่านพื้น Concrete Slab ของอาคารเข้ามาในกลางอาคาร เพราะหากท่อเกิดแตกและ/หรือต้องเปลี่ยน สิ่งที่ยุ่งยากที่สุดคือต้องทุบพื้นเพื่อทำการซ่อมแซม ซึ่งจะต้องใช้เวลาและเสียค่าใช้จ่ายค่อนข้างมาก แต่ถ้าหลีกเลี่ยงไม่ได้ต้องให้ที่รองรับท่อน้ำดังกล่าวฝากไว้กับโครงสร้าง พื้นของอาคาร จะได้ลดปัญหาดังกล่าวลงได้ระดับหนึ่ง ที่รองรับท่อต้องทำจากวัสดุที่ป้องกันการผุกร่อนได้ เช่น Stainless Steel เป็นต้น สำหรับวัสดุท่ออาจเป็นท่อ PE แต่ถ้าเป็นท่อเหล็กดำควรจะต้องทำการหุ้มท่อด้วยวัสดุที่ป้องกันการผุกร่อน ตามมาตรฐานของการประปานครหลวง ผู้ควบคุมงานต้องให้ความเอาใจใส่กับงานที่ติดตั้งใต้ดินให้มากกว่าปกติ โดยเฉพาะเรื่องการป้องกันการผุกร่อน และการทรุดตัว


หมายเหตุ บทความนี้คัดลอกมาจาก http://www.iecm.co.th/iso_knowledge_fp.htm มีการเพิ่มเติมและแก้ไขบางส่วน 



การทดสอบ Fire Pump ที่ max flow (150% rated capacity)
ตอบกรณี (ติดตั้งที่หน้างานแล้ว)
โดยปกติแล้วที่ระบบ Fire pump จะมี Flow meter ติดมาด้วย และเราจะต้องติดวาล์วก่อนถึง Flow Meter ในระยะ 5D ของขนาดท่อ และเราจะติดวาล์วหลัง Flow meter ที่ระยะ 2D ของขนาดท่อ เราจะ test 0% 100% 150 % โดยการ Adjust วาล์วที่ด้านหลัง Flow Meter (วาล์วที่ระยะ2D) เราก็จดค่าที่ได้นำมา plot graph ของ flow rate ได้

ตอบ(กรณี ขั้นตอนพิจารณา ออกแบบ)
โดย ปกติแล้ว ปั้มที่ประกอบกับFire pump ตัวนั้นจะต้องมี capacity มากกว่าจุดใช้งานก็คือจุด 100% rated capacity ไม่ต่ำกว่า 50% อยู่แล้ว หมายความว่า ถ้าจุดใช้งาน 100% สมมุติได้ flow 500 gpm ปั้มที่ซื้อมานั้นต้องทำ flow ได้ไม่ตำกว่า 750 gpm ซึ้งเป็นเรื่องปกติของการซื้อปั้มอยู่แล้วว่าต้องเลือกจุดใช้งานให้อยู่ กลางๆ curve คือให้เหลือ ทั้ง head และ flow ครับ

อ้างอิงข้อมูล
http://www.thaiengineering.com/webboardold/question.asp?QID=8778


ที่มา : http://www.weerpro.page.tl   (ผู้ตรวจอาคาร)
เขียนโดย
วีดีโอ...ฝึกซ้อมแผนทางนํ้า53