Kiến thức PCCC
Công tắc áp lực cho hệ thống sprinkler và trạm bơm
Th10
Trạm bơm chữa cháy tự khởi động khi có đầu phun sprinkler vỡ, nhưng bơm không tự “biết” có cháy. Tín hiệu đến từ việc áp lực trong đường ống giảm xuống dưới một ngưỡng đã cài đặt. Thiết bị nhận biết ngưỡng đó là công tắc áp lực (còn gọi là rơ le áp suất, pressure switch). Một rơ le áp suất cài sai có thể khiến bơm bù chạy liên tục, bơm chính khởi động vô cớ hoặc ngược lại, không khởi động khi cần. Bài viết này giải thích vai trò của công tắc áp lực trong trạm bơm và cụm van báo động, cách đọc dải chỉnh, vi sai, thứ tự cài đặt và cách kiểm tra.
Tóm tắt nhanh
- Công tắc áp lực đóng hoặc mở tiếp điểm khi áp lực đạt ngưỡng cài đặt, gửi tín hiệu cho tủ điều khiển bơm hoặc tủ báo cháy.
- Trong trạm bơm, các ngưỡng áp lực điều khiển bơm bù, bơm chính điện và bơm dự phòng theo các mức áp lực khác nhau.
- Trên cụm van báo động, công tắc báo về tủ báo cháy khi nước chảy vào đường báo động.
- Dải chỉnh là vùng áp lực công tắc có thể cài; vi sai là khoảng chênh giữa điểm đóng và điểm ngắt.
- Áp lực cài đặt phải theo thiết kế thủy lực của công trình, không lấy số của công trình khác.
Công tắc áp lực là gì
Công tắc áp lực là thiết bị chuyển đổi tín hiệu áp lực thành tín hiệu điện dạng tiếp điểm. Bên trong có màng hoặc ống xếp (bellows) chịu áp lực từ đường ống, nối với lò xo và cơ cấu tiếp điểm. Khi áp lực thay đổi qua ngưỡng cài đặt, lực đẩy thắng hoặc thua lực lò xo, cơ cấu bật tiếp điểm sang trạng thái khác.
Có hai nhóm phổ biến trong hệ thống chữa cháy:
- Công tắc áp lực cơ: chỉnh ngưỡng bằng vít, có thang chia trên thân. Danfoss là một thương hiệu quen thuộc với dòng rơ le áp suất cơ dùng trong bơm nước và bơm chữa cháy.
- Cảm biến áp suất điện tử: xuất tín hiệu analog (ví dụ 4–20 mA) về tủ điều khiển, ngưỡng đóng ngắt cài trong bộ điều khiển. Nhiều tủ bơm chữa cháy đời mới dùng loại này.
Trong bài, cả hai loại được gọi chung là công tắc, vì chức năng đều là chuyển ngưỡng áp lực thành lệnh điều khiển.
Vai trò của công tắc áp lực trong trạm bơm chữa cháy
Một trạm bơm sprinkler điển hình gồm bơm bù áp (jockey), bơm chính điện và có thể thêm bơm dự phòng chạy diesel hoặc điện. Mỗi bơm thường có rơ le áp suất hoặc kênh cảm biến riêng, cài ở các mức khác nhau để bơm khởi động theo thứ tự.
Bơm bù áp: giữ áp cho hệ thống
Đường ống luôn có rò rỉ nhỏ qua mối nối, van, gioăng. Bơm bù có lưu lượng nhỏ, bù lại lượng hao hụt đó. Công tắc áp lực của bơm bù có hai ngưỡng: khởi động khi áp giảm xuống mức thấp và dừng khi áp đạt mức cao. Để bơm bù không đóng cắt liên tục, hệ thống thường có bình tích áp, ví dụ bình tích áp ET-10-100, giúp kéo dài thời gian giữa hai lần chạy.
Bơm chính và bơm dự phòng: khởi động khi có sự cố
Khi một đầu phun vỡ hoặc họng nước được mở, lưu lượng ra lớn hơn khả năng của bơm bù, áp lực giảm tiếp. Công tắc áp lực của bơm chính tác động ở mức thấp hơn ngưỡng khởi động bơm bù. Nếu bơm chính không chạy được hoặc không đủ, áp lực tiếp tục giảm và ngưỡng của bơm dự phòng tác động ở mức thấp hơn nữa.
Tủ điều khiển như tủ điều khiển 3 bơm chữa cháy TĐK3B nhận tín hiệu từ các công tắc áp lực để điều khiển bơm bù, bơm chính và bơm dự phòng. Quy trình vận hành tủ ở chế độ tự động và bằng tay có trong bài quy trình vận hành bơm chữa cháy.
Công tắc áp lực trên cụm van báo động
Ngoài trạm bơm, công tắc áp lực còn có mặt ở cụm van báo động (alarm valve) của hệ sprinkler ướt. Khi đầu phun vỡ, nước chảy qua van báo động, một phần nước đi vào đường báo động, qua bình làm trễ (nếu có) rồi đến chuông nước và rơ le áp suất.
Công tắc áp lực ở vị trí này đóng tiếp điểm khi đường báo động có áp, gửi tín hiệu về tủ trung tâm báo cháy để hiển thị vùng có nước chảy. Bình làm trễ giúp hạn chế báo giả khi áp lực nguồn dao động nhẹ. Cách đấu nối các thiết bị của cụm van được trình bày trong bài sơ đồ đấu nối cụm van báo động alarm valve.
| Vị trí | Công tắc áp lực báo về | Tác dụng |
|---|---|---|
| Ống góp trạm bơm, nhánh bơm bù | Tủ điều khiển bơm | Khởi động, dừng bơm bù |
| Ống góp trạm bơm, nhánh bơm chính | Tủ điều khiển bơm | Khởi động bơm chính |
| Ống góp trạm bơm, nhánh bơm dự phòng | Tủ điều khiển bơm | Khởi động bơm dự phòng |
| Đường báo động của alarm valve | Tủ trung tâm báo cháy | Báo vùng có nước chảy |
| Hệ khô, tác động trước | Tủ báo cháy hoặc tủ điều khiển | Giám sát áp khí trong ống |
Không tự ý chỉnh vít công tắc áp lực
Ngưỡng của công tắc áp lực liên quan đến áp lực thiết kế của toàn hệ thống. Chỉnh sai có thể làm bơm chính không khởi động khi có cháy, hoặc làm áp lực vượt mức chịu của ống, van. Mọi thay đổi nên do kỹ thuật viên thực hiện và ghi vào sổ vận hành.
Dải chỉnh và vi sai của công tắc áp lực
Khi xem catalogue hoặc nhãn sản phẩm, bạn sẽ gặp hai thông số quan trọng.
Dải chỉnh (range) là vùng áp lực mà thiết bị có thể cài. Chọn dải chỉnh sao cho áp lực làm việc nằm khoảng giữa dải, không sát hai đầu, để việc chỉnh dễ và chính xác hơn. Ví dụ hệ thống làm việc khoảng 6–8 bar thì không nên chọn công tắc có dải chỉnh tối đa đúng 8 bar.
Vi sai (differential) là khoảng chênh giữa điểm công tắc ngắt và điểm đóng lại. Với công tắc áp lực bơm bù, vi sai quyết định bơm bù chạy từ áp nào đến áp nào. Vi sai quá nhỏ làm bơm bù đóng cắt dày; vi sai quá lớn làm áp lực trong ống dao động rộng và có thể chạm ngưỡng bơm chính.
Ngoài ra, cần xem thêm:
- Cấp bảo vệ vỏ (IP) phù hợp phòng bơm ẩm.
- Dòng tiếp điểm đủ cho mạch điều khiển của tủ (thường đi qua rơ le trung gian, không đóng trực tiếp động cơ).
- Kiểu ren kết nối khớp với ống lấy áp, có van chặn để tháo thay.
- Áp lực chịu tối đa của thân công tắc lớn hơn áp lực thử của hệ thống.
Cách cài đặt công tắc áp lực theo thứ tự
Nguyên tắc chung là các mức áp lực phải tách nhau rõ ràng, theo thứ tự từ cao xuống thấp: dừng bơm bù, khởi động bơm bù, khởi động bơm chính, khởi động bơm dự phòng. Bốn mức cài đặt cơ bản như sau:
| Mức | Công tắc áp lực | Ý nghĩa |
|---|---|---|
| 1 (cao nhất) | Dừng bơm bù | Áp lực tĩnh cộng áp lực khi bơm chạy không tải, theo thiết kế |
| 2 | Khởi động bơm bù | Thấp hơn mức 1 một khoảng vi sai đủ rộng |
| 3 | Khởi động bơm chính | Thấp hơn mức 2, tránh bơm chính chạy khi chỉ rò nhỏ |
| 4 (thấp nhất) | Khởi động bơm dự phòng | Thấp hơn mức 3, chỉ chạy khi bơm chính không đáp ứng |
Phụ lục của tiêu chuẩn NFPA 20 (Mỹ) gợi ý khoảng cách giữa các mức, ví dụ bơm bù khởi động thấp hơn mức dừng ít nhất khoảng 10 psi, bơm chính khởi động thấp hơn mức khởi động bơm bù khoảng 5 psi, các bơm tiếp theo cách nhau khoảng 10 psi. Bạn có thể đọc thêm phân tích của MeyerFire về cách đặt áp lực dừng bơm bù. Đây là tham khảo quốc tế; con số cụ thể cho từng công trình phải lấy theo hồ sơ thiết kế được thẩm duyệt.
Các bước cài đặt công tắc áp lực thường gồm:
- Xác định áp lực thiết kế, áp lực tĩnh và đặc tính bơm từ hồ sơ.
- Lập bảng ngưỡng cho từng bơm theo thứ tự trên.
- Đóng van chặn công tắc, xả áp phần ống lấy áp, chỉnh vít ngưỡng và vi sai.
- Mở van chặn, cho hệ thống lên áp, ghi lại áp thực tế bơm bù dừng và khởi động.
- Mở van xả thử để giảm áp từ từ, xác nhận bơm chính và bơm dự phòng khởi động đúng mức.
- Ghi kết quả vào biên bản và dán nhãn ngưỡng cạnh từng rơ le.
Đồng hồ áp lực phải đúng trước khi chỉnh
Mọi ngưỡng đều đọc trên đồng hồ áp lực của trạm. Nếu đồng hồ sai lệch, cả bảng cài đặt sẽ lệch theo. Hãy kiểm tra đồng hồ, hoặc dùng đồng hồ chuẩn gắn tạm, trước khi chỉnh ngưỡng.
Về việc dừng bơm chính, nhiều thiết kế yêu cầu bơm chính chỉ dừng bằng tay tại tủ sau khi đã xác nhận đám cháy được kiểm soát, hoặc chỉ cho phép dừng tự động sau một thời gian chạy tối thiểu. Hãy làm theo chỉ định của hồ sơ thiết kế và cài đặt tủ, không dùng công tắc áp lực để tự ngắt bơm chính khi chưa được thiết kế cho phép.
Lỗi thường gặp của công tắc áp lực và cách kiểm tra
Công tắc áp lực nằm trong phòng bơm ẩm, chịu rung động và nước có cặn, nên hay gặp một số lỗi sau:
| Hiện tượng | Nguyên nhân có thể | Hướng xử lý |
|---|---|---|
| Bơm bù chạy, tắt liên tục | Vi sai quá nhỏ, bình tích áp mất khí, rò rỉ | Kiểm tra vi sai, bình tích áp, tìm điểm rò |
| Bơm chính tự chạy dù không có sự cố | Ngưỡng bơm chính quá sát bơm bù, bơm bù yếu | Tách ngưỡng, kiểm tra bơm bù |
| Bơm không khởi động khi xả thử | Van chặn ống lấy áp đóng, tiếp điểm hỏng | Mở van, đo thông mạch tiếp điểm |
| Ngưỡng bị trôi theo thời gian | Lò xo mỏi, màng lão hóa | Chỉnh lại hoặc thay công tắc áp lực |
| Tủ báo cháy không nhận tín hiệu alarm valve | Đường báo động tắc, đấu dây sai | Vệ sinh đường báo động, kiểm tra dây |
Trong mỗi đợt bảo trì, nên thử chức năng công tắc áp lực bằng cách mở van xả thử của trạm bơm hoặc van thử của cụm van báo động, quan sát áp lực tại thời điểm từng bơm khởi động và so với bảng cài đặt. Cũng nên kiểm tra van chặn ống lấy áp đang mở và có niêm hoặc khóa ở trạng thái mở.
Câu hỏi thường gặp về công tắc áp lực
Một trạm bơm cần mấy công tắc áp lực?
Thông thường mỗi bơm tự động có một công tắc áp lực hoặc một kênh cảm biến riêng. Trạm có bơm bù, bơm chính và bơm dự phòng sẽ có ít nhất ba ngưỡng, chưa kể rơ le ở cụm van báo động của từng vùng.
Có dùng chung một công tắc áp lực cho cả bơm bù và bơm chính được không?
Không nên. Mỗi bơm cần ngưỡng khởi động riêng; dùng chung làm mất thứ tự khởi động và khó xác định lỗi. Công tắc áp lực riêng cũng giúp một thiết bị hỏng không làm tê liệt cả trạm.
Vì sao bơm bù cứ vài phút lại chạy một lần?
Thường do rò rỉ trên đường ống, van một chiều không kín, bình tích áp mất khí nén hoặc vi sai của công tắc áp lực quá nhỏ. Cần kiểm tra lần lượt từng nguyên nhân thay vì chỉ nới rộng vi sai.
baochay.vn có bán công tắc áp lực không?
baochay.vn hiện chưa bán công tắc áp lực trên cửa hàng. Bạn có thể liên hệ để được tư vấn sản phẩm tương đương theo dải áp và kiểu kết nối của trạm bơm.
baochay.vn hỗ trợ trạm bơm và hệ thống sprinkler
baochay.vn cung cấp tủ điều khiển bơm, máy bơm bù áp, bình tích áp và nhiều vật tư cho trạm bơm chữa cháy. Với thiết bị này, chúng tôi tư vấn và báo giá sản phẩm tương đương theo yêu cầu của từng trạm. Đội kỹ thuật hỗ trợ kiểm tra, chỉnh ngưỡng và thử chức năng công tắc áp lực trong gói bảo trì, kiểm tra định kỳ PCCC tại TP.HCM và các tỉnh lân cận.
Trạm bơm chạy, tắt bất thường?
Gửi ảnh tủ điều khiển và đồng hồ áp lực, baochay.vn sẽ tư vấn hướng kiểm tra công tắc áp lực và bơm bù.
Một bảng ngưỡng rõ ràng và công tắc áp lực hoạt động đúng giúp trạm bơm khởi động chính xác khi cần. Gọi hotline 0979 114 114 để được tư vấn sản phẩm tương đương và báo giá.