Khái niệm và vai trò của máy bơm chữa cháy
Máy bơm chữa cháy (PCCC) là thiết bị quan trọng trong hệ thống phòng cháy chữa cháy, có nhiệm vụ cung cấp nước với lưu lượng và áp suất cao để dập tắt đám cháy một cách nhanh chóng. Chúng thường được lắp đặt cố định trong các tòa nhà, nhà xưởng, kho hàng hay được trang bị trên xe chữa cháy chuyên dụng.
Khi có tín hiệu báo cháy, máy bơm PCCC sẽ tự động (hoặc điều khiển bằng tay) khởi động, hút nước từ bể chứa hoặc nguồn nước tự nhiên rồi đẩy với áp lực lớn tới hệ thống đường ống chữa cháy, vòi rồng, đầu phun sprinkler... nhằm kiểm soát và dập tắt đám cháy. Ngoài ra, máy bơm còn cung cấp nước cho công tác cứu hộ, cứu nạn và chữa cháy bằng thủ công của lực lượng PCCC.
Phân loại máy bơm chữa cháy
Có nhiều cách phân loại máy bơm PCCC khác nhau dựa trên các tiêu chí về nguồn động lực, kiểu lắp đặt, vị trí đặt bơm, vật liệu chế tạo,... cụ thể:
1. Theo nguồn động lực:
- Máy bơm điện: Sử dụng động cơ điện làm nguồn động lực, phổ biến nhất hiện nay do tính tiện lợi, gọn nhẹ. Bơm điện thường đi kèm với tủ điều khiển, bảng điện và dây cáp nguồn chịu lửa.
- Máy bơm diesel: Dùng động cơ đốt trong diesel, cho công suất lớn, dễ di động. Máy bơm diesel thường được sử dụng làm nguồn dự phòng khi mất điện hoặc lắp trên xe chữa cháy.
- Máy bơm xăng: Được trang bị máy đốt xăng công suất nhỏ, trọng lượng nhẹ, cơ động. Bơm xăng hay dùng trong các hệ thống mini, xe bồn, xe đẩy chữa cháy.
2. Theo kiểu lắp đặt:
- Máy bơm cố định: Lắp đặt cố định tại một vị trí, phù hợp cho các tòa nhà, nhà máy, trung tâm thương mại...
- Máy bơm di động: Có thể di chuyển, vận hành linh hoạt ở nhiều địa hình, sử dụng trên xe chữa cháy hoặc xe chuyên dụng.
3. Theo vị trí đặt bơm:
- Máy bơm chìm: Bơm được đặt chìm hoàn toàn trong nước. Ưu điểm là tiết kiệm không gian, không cần bơm mồi, tự động ngắt khi quá tải. Tuy nhiên tuổi thọ kém do chịu ăn mòn.
- Máy bơm nổi: Đặt trên mặt đất hoặc trên giá đỡ, cần phải có bơm mồi và hệ thống van một chiều để duy trì mực nước. Máy bơm nổi dễ kiểm tra bảo dưỡng.
4. Theo vật liệu chế tạo:
- Máy bơm gang: Thân bơm và cánh bơm được chế tạo bằng gang xám hoặc gang dẻo. Ưu điểm là có độ bền cao, giá thành rẻ, nhược điểm là trọng lượng lớn.
- Máy bơm inox: Làm bằng thép không gỉ, có khả năng chịu ăn mòn, oxi hóa tốt, dễ vệ sinh, tuy nhiên giá thành cao hơn.
- Máy bơm chế tạo bằng hợp kim, nhựa, composite... với các tính năng đặc biệt.
Các thông số kỹ thuật cơ bản của máy bơm chữa cháy
- Công suất (kW): Là năng lượng mà động cơ máy bơm tạo ra trong một đơn vị thời gian.
- Lưu lượng (m3/h): Thể tích nước được bơm đi trong một giờ. Lưu lượng càng lớn thì khả năng chữa cháy càng nhanh.
- Cột áp (m): Độ cao tối đa mà máy bơm có thể đẩy nước lên theo phương thẳng đứng. Cột áp quyết định tầm xa và áp lực phun của vòi chữa cháy.
- Tốc độ quay (rpm): Số vòng quay của trục bơm trong một phút, tốc độ quay nhanh giúp tạo lưu lượng lớn.
- Đường kính ống hút, ống đẩy (mm): Kích thước tiết diện của đường ống nối vào cửa hút và cửa đẩy của máy bơm.
- Chiều cao hút, chiều cao đẩy (m): Khoảng cách theo phương thẳng đứng từ mực nước hút tới tâm bơm và từ tâm bơm tới điểm cao nhất của đường ống đẩy.
- Nhiệt độ nước tối đa (oC): là mức nhiệt độ nước cao nhất mà máy bơm có thể hoạt động ổn định, đối với bơm PCCC thường trong khoảng 40-60 độ C.
- Khối lượng (kg): Trọng lượng bơm, bao gồm cả phần động cơ và phần thân bơm.
Các tiêu chuẩn và quy định về máy bơm chữa cháy
Để đảm bảo chất lượng và an toàn trong hoạt động phòng cháy chữa cháy, máy bơm PCCC phải đáp ứng các tiêu chuẩn và quy định nghiêm ngặt của nhà nước và quốc tế, cụ thể:
- TCVN 6305:2007 - Máy bơm ly tâm - Yêu cầu kỹ thuật
- TCVN 5760:1993 - Hệ thống chữa cháy - Yêu cầu chung về thiết kế, lắp đặt và sử dụng.
- TCVN 7336:2003 - Phương tiện phòng cháy và chữa cháy - Bơm chữa cháy - Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử.
- NFPA 20: Standard for the Installation of Stationary Pumps for Fire Protection - Tiêu chuẩn lắp đặt máy bơm cố định trong hệ thống chữa cháy của Hiệp hội PCCC Mỹ.
- FM Global Datasheet 3-7N - Tiêu chuẩn cho hệ thống bơm chữa cháy của tổ chức FM Global.
Ngoài ra, máy bơm PCCC còn phải tuân thủ các quy định về điện như TCVN 9385:2012 (Chống sét cho công trình xây dựng - Hướng dẫn thiết kế, kiểm tra và bảo trì hệ thống), TCXDVN 394:2007 (Thiết bị điện trong nhà - Quy định an toàn)...
Nguyên lý hoạt động của máy bơm chữa cháy
Máy bơm chữa cháy hoạt động dựa trên nguyên lý biến đổi năng lượng cơ học của động cơ thành năng lượng thủy lực của dòng chảy. Quá trình này được thực hiện qua 3 giai đoạn:
-
Hút nước: Khi máy bơm chạy, cánh quạt sẽ quay tạo ra lực ly tâm, đồng thời hình thành vùng chân không bên trong thân bơm. Áp suất âm này sẽ hút nước từ bể chứa hoặc nguồn nước tự nhiên qua ống hút vào buồng bơm.
-
Tạo áp lực: Khi lưu lượng nước vào tăng, cánh bơm sẽ tác động lực vào các phân tử nước, làm nước chuyển động quay cùng chiều với cánh bơm và tạo ra một lực đẩy hướng tâm. Lực này tăng dần về phía ngoài cánh bơm và đạt áp suất cao nhất ở cửa đẩy.
-
Đẩy nước: Nước sau khi được tăng áp, sẽ được đẩy vào hệ thống ống đứng, ống nhánh, vòi phun... với tốc độ và áp lực cao nhờ năng lượng động học nhận được từ cánh bơm.
Toàn bộ quá trình trên được lặp đi lặp lại liên tục nhờ trục quay của động cơ kéo theo trục của bơm thông qua khớp nối và bộ truyền động. Lưu lượng nước, áp suất và tầm phun phụ thuộc vào kích thước cánh bơm, tốc độ động cơ, đường kính ống và mực nước đầu vào.
Máy bơm chữa cháy cũng được tích hợp các van an toàn, van xả khí, van chặn, van một chiều... để điều tiết dòng chảy, ngắt nguồn nước, bảo vệ bơm khỏi hiện tượng xâm thực, rò rỉ, quá áp, chạy khô. Toàn bộ hệ thống được điều khiển tự động bằng rơ-le áp lực, bộ khởi động từ, cảm biến mức nước, bảng điều khiển trung tâm.
Quy trình vận hành máy bơm chữa cháy
Để vận hành máy bơm PCCC an toàn, hiệu quả, cần tuân thủ quy trình chuẩn với các bước như sau:
-
Chuẩn bị trước khi khởi động
- Kiểm tra nguồn điện cấp cho máy bơm, đảm bảo đủ công suất, đúng chủng loại và có dây nối đất.
- Kiểm tra tình trạng cơ khí của bơm như độ căng của dây curoa, đai truyền, độ đồng tâm của khớp nối, sự cân bằng của trục, bạc đạn, gioăng, phớt...
- Kiểm tra xem các van, công tắc, bộ phận điều khiển liên quan đã đúng vị trí sẵn sàng chưa.
- Kiểm tra mức dầu động cơ, dầu hộp số, mỡ bôi trơn ở các gối đỡ. Bổ sung nếu thiếu.
- Kiểm tra lượng nước trong bể chứa hoặc đường ống hút, đảm bảo mực nước cao hơn miệng hút ít nhất 0,3m. Mở van cấp nước cho máy bơm.
- Xả khí trong buồng bơm và đường ống bằng van xả khí. Quay tay trục bơm vài vòng để kiểm tra độ trơn nhẹ nhàng.
- Đóng các van chặn trên ống hút và ống đẩy. Mở hé van xả để giảm tải cho máy bơm lúc khởi động.
-
Khởi động máy bơm chữa cháy
- Bật công tắc cấp nguồn hoặc đóng từ khóa máy với bơm diesel. Theo dõi dòng điện và tốc độ động cơ.
- Mở từ từ van chặn ở ống hút và ống đẩy cho tới khi nước chảy ổn định trong bơm và đường ống.
- Điều chỉnh van xả để đạt lưu lượng, áp suất yêu cầu. Tránh để bơm hoạt động tại điểm lưu lượng 0.
- Kiểm tra các thông số hoạt động: áp suất hút, áp suất đẩy, lưu lượng, nhiệt độ, độ rung, tiếng ồn.
-
Theo dõi và điều chỉnh các thông số trong quá trình vận hành
- Kiểm tra các đồng hồ đo áp suất ở cửa hút và cửa xả. Áp suất hút phải luôn dương (>0 bar) để tránh hiện tượng xâm thực, cavitation làm hỏng cánh bơm. Áp suất đẩy không vượt quá giá trị cho phép của máy bơm và đường ống.
- Theo dõi lưu lượng nước ở đồng hồ lưu lượng hoặc thông qua áp suất và đường kính béc phun. Lưu lượng phải đáp ứng yêu cầu chữa cháy nhưng không vượt quá năng suất thiết kế của bơm để tránh quá tải.
- Kiểm tra nhiệt độ của động cơ, ổ đỡ, đường ống bằng cảm biến nhiệt hoặc phương pháp so màu. Nhiệt độ tăng đột ngột là dấu hiệu của sự cố như thiếu nước làm mát, kẹt cánh bơm, ống bị tắc...
- Lắng nghe tiếng ồn và độ rung động lạ phát ra từ động cơ, bơm, đường ống, bệ móng. Âm thanh lớn, kim đồng hồ rung lắc mạnh báo hiệu hiện tượng mất cân bằng, lệch tâm, gãy trục, đứt cánh bơm...
- Quan sát sự rò rỉ, xì nước ở các mặt bích nối, đường ống, phớt chặn. Nếu thấy nước chảy ra nhiều thì phải ngừng bơm, kiểm tra và xử lý.
-
Dừng máy bơm chữa cháy
- Giảm tải cho máy bơm trước khi ngừng bằng cách mở dần van xả, đóng bớt van đẩy. Tránh dừng máy bơm đột ngột khi đang chịu tải lớn.
- Đóng từ từ van chặn ở đầu hút và đầu đẩy để tránh hiện tượng xung kích thủy lực (water hammer). Mở van xả để giảm áp trong bơm.
- Tắt nguồn điện cấp cho động cơ hoặc khóa máy với bơm diesel. Quan sát cho tới khi máy bơm ngừng hẳn.
- Đóng van cấp nước vào bể hút hoặc ngắt đường ống hút. Tháo nước trong buồng bơm, đường ống bằng cách mở nắp đậy.
- Vệ sinh sạch sẽ bên trong và bên ngoài bơm, lau khô nước, dầu trên bề mặt. Bảo quản máy bơm ở nơi khô ráo, thoáng mát.
- Ghi chép lại nhật ký vận hành, các sự cố (nếu có) trong quá trình chạy máy để phục vụ công tác bảo trì, sửa chữa.
Lưu ý: Khi vận hành bơm PCCC còn phải tuân thủ nội quy, biển báo an toàn, sử dụng trang bị bảo hộ lao động cần thiết như quần áo, găng tay, mũ, giầy chống trượt, khẩu trang...
IV. Kế hoạch bảo trì, bảo dưỡng định kỳ máy bơm chữa cháy
Để duy trì hoạt động ổn định, kéo dài tuổi thọ cho máy bơm PCCC, cần thực hiện bảo trì, bảo dưỡng định kỳ với các nội dung chính sau:
-
Bảo dưỡng hàng ngày
- Vệ sinh sạch sẽ bên ngoài máy bơm, động cơ, mặt bích... Lau khô nước, dầu rò rỉ.
- Kiểm tra các đồng hồ đo, đèn báo. Thay thế pin, bóng đèn nếu cần.
- Xả nước, váng dầu trong các van xả, van an toàn.
- Kiểm tra áp suất khí nạp trong bình tích áp (nếu có). Bổ sung khí nén nếu thiếu.
- Bôi trơn các chi tiết chuyển động như tay quay van, khớp nối, ổ đỡ...
- Kiểm tra độ căng đai truyền, dây curoa. Điều chỉnh lại nếu bị chùng.
-
Bảo dưỡng hàng tuần
- Vệ sinh lưới lọc rác, lưới chắn tạp chất ở đầu ống hút.
- Kiểm tra mức dầu, độ nhớt và màu sắc của dầu trong hộp số, hộp đệm kín nước. Thay dầu mới nếu bị vẩn đục, lẫn tạp chất.
- Bơm mỡ bôi trơn cho các gối đỡ ổ bi, ổ đũa. Lau sạch mỡ cũ chảy ra ngoài.
- Xả cặn, rửa bể chứa nước, đường ống.
- Kiểm tra độ kín của các mối nối, phớt chặn, gioăng làm kín. Siết chặt bu lông hoặc thay thế nếu rò rỉ.
- Chạy thử máy bơm 10-15 phút, kiểm tra các thông số hoạt động và hiệu chỉnh lại nếu cần.
-
Bảo dưỡng hàng tháng
- Vệ sinh két làm mát, thông rửa đường ống làm mát của động cơ.
- Kiểm tra nồng độ và màu sắc nước làm mát. Pha chế lại nước làm mát nếu không đạt yêu cầu.
- Thay dầu nhờn động cơ, lọc dầu, lọc nhiên liệu định kỳ theo khuyến cáo của nhà sản xuất.
- Kiểm tra tình trạng và độ liên tục của dây dẫn điện, cọc cực ắc quy (nếu dùng). Vệ sinh, xiết chặt các điểm tiếp xúc.
- Bảo dưỡng máy nén khí, bình tích áp (nếu có) theo hướng dẫn riêng.
- Chạy thử nghiệm máy bơm dưới tải thực tế trong 30-60 phút. Ghi lại các thông số và so sánh với số liệu ban đầu.
-
Bảo dưỡng hàng năm hoặc sau 2000 giờ vận hành
- Tháo rời, làm vệ sinh toàn bộ máy bơm, động cơ. Vệ sinh từng chi tiết rời.
- Kiểm tra độ mòn của cánh bơm, vòng mặt bích, vòng đệm mặt bích. Sửa chữa hoặc thay mới nếu cần.
- Kiểm tra khe hở giữa cánh bơm và vỏ bơm. Điều chỉnh lại khe hở theo tiêu chuẩn.
- Kiểm tra tình trạng rotocông tơ, stator, cuộn dây, cách điện của động cơ. Vệ sinh, sấy khô, quấn lại dây nếu cần.
- Cân chỉnh lại độ đồng tâm giữa trục bơm và trục động cơ bằng thước căn lá.
- Thay mới toàn bộ các phớt chặn, gioăng, vòng đệm làm kín.
- Cân bằng lại cánh bơm và trục quay bằng máy cân bằng động.
- Kiểm tra kỹ động cơ diesel bao gồm xi lanh, piston, xéc măng, xu páp, bầu lọc, kim phun, bơm cao áp, tuốc bin tăng áp...
- Đại tu lại động cơ diesel nếu cần như mài xi lanh, thay piston, thay xéc măng, cạo cabon buồng đốt, làm sạch két làm mát...
- Sơn lại vỏ máy, chân đế, bệ móng sau khi vệ sinh sạch bụi bẩn, gỉ sét.
- Lắp ráp lại máy bơm, chạy thử và bàn giao.
Lưu ý: Các kế hoạch bảo dưỡng trên chỉ mang tính tham khảo, thực tế còn phụ thuộc vào loại máy bơm, điều kiện làm việc, môi trường lắp đặt, yêu cầu của nhà sản xuất. Việc bảo trì, bảo dưỡng phải được thực hiện bởi kỹ thuật viên chuyên nghiệp, có kinh nghiệm và sử dụng phụ tùng, dụng cụ chuyên dụng.
Kết luận
Máy bơm là trái tim của hệ thống chữa cháy cố định. Lựa chọn, lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng máy bơm PCCC đúng kỹ thuật sẽ góp phần bảo vệ an toàn cho người và tài sản khi hỏa hoạn xảy ra. Hy vọng qua bài viết này, các chủ đầu tư, đơn vị tư vấn thiết kế, nhà thầu thi công và đặc biệt là lực lượng PCCC sẽ có thêm kiến thức bổ ích trong công tác phòng cháy chữa cháy tại công trình. Chúc các bạn thành công!
Công ty CP Khoa học công nghiệp Đại Nam - Nhà cung cấp hàng đầu về thiết bị máy bơm công nghiệp, van công nghiệp tại Việt Nam. Sản phẩm nhập khẩu 100% từ các thương hiệu uy tín thế giới như Masflo, Zurn,... đạt tiêu chuẩn quốc tế Lead Free, Wras, NFPA-20, DIN, EN. Đội ngũ kỹ thuật chuyên nghiệp được đào tạo bởi chuyên gia nước ngoài. Khách hàng gồm các tập đoàn lớn như Samsung, Piaggio, EVN và nhiều dự án trọng điểm quốc gia. Cam kết chất lượng sản phẩm và dịch vụ tốt nhất, xứng đáng là đối tác tin cậy cho mọi công trình.
Liên hệ: Công ty CP Khoa học công nghiệp Đại Nam
Địa chỉ: P303, Tầng 3, Tòa Nhà An Bình 1, số 3 Trần Nguyên Đán, P. Định Công, Q. Hoàng Mai, Hà Nội
Điện thoại: 0383478272
Email: dainam@dainamco.vn
