Yangın Pompalarının Temel Özellikleri ve Standart Kriterlerine Genel Bir Bakış

Yazan: Aytaç Yıldız, MAS-DAF Makine, Ar-Ge Mühendisi

Özet

Yapılarda, endüstriyel tesislerde, hizmet ve üretimin sağlandığı hemen hemen her alanda, insan ve ortam kaynaklı, cana ve mala büyük ölçüde zararlar verilebilecek olası yangın durumlarında yangın pompalarına olan gereksinim hayati önem taşımaktadır. Elbette ki yangın olgusu, meydana geldiği yerde alınan güvenlik tedbirleriyle oluşma riskini tamamen ortadan kaldırmak öncelikli hedef olsa da yangın pompalarından acil durumlarda devreye girmesi sağlanması gereken bir durumdur. Yangın pompalarının söndürme sistemlerindeki olumsuz olabilecek etkilerden bağımsız olarak acil durumlarda sorunsuz, tam performanslı ve istenen zamanda devreye girebilmesi adına periyodik kontrollerin ve pompa bakımlarının yapılması yüksek önem taşımaktadır. Bu bildiride yangın pompalarında taşıması gereken genel özellikleri ve tipleri, standartlara uygunlukları, seçim kriterleri, dikkat edilmesi gereken durumlar ve pompa odalarının temel özelliklerine genel bir bakış atılmaktadır.

1. Giriş

Yangın pompaları hala günümüz modern yaşamında kullanılan en önemli yangın söndürme ekipmanı olma özelliğini sürdürmektedir. Önemli yatırımlara sahip tesislerin ya da tehlikeli maddeleri işleyen, kullanan tesisler her an yangın riski ile karşı karşıya kalabilmektedir. Olası bir yangın, sadece cana ve mala vereceği zararlar olarak değil, çevreye de büyük ölçüde zararlar vermektedir. Önemli olan husus, yangına sebep olacak unsurları ortadan kaldırarak yangının çıkma riskini sıfıra indirebilmektir. Yangınla mücadeledeki bir diğer husus da alınamayan önlemler neticesinde oluşacak yangının en kısa sürede, can kayıpsız ve en az mal kaybı ile, kontrol altına alınıp söndürülmesidir. Bu eylemler dizisinde yangın pompasının hayati önem taşıdığı aşikârdır. Pompaların yangın söndürme hizmetinde başarılı olabilmeleri için uluslararası bazı standartların belirlediği şartları sağlaması gerekmektedir. Başlıca Amerikan standartları olan NFPA, UL ve FM standartları, uygunlukları, üreticilere ürünün özelliklerini, kullanıcılara ise bu ürünlerin güvenilirliğini sağlayarak bir bakıma kullanıcıyı da yasal mecralarda güven altına almaya imkân sağlamaktadır.

2. Çalışma Prensibi

Yangın pompaları yapı ve çalışma prensibi olarak, genel su temininde kullanılan santrifüj pompalardan farklı değildir. Fakat acil durum anında sorunsuz çalışma güvenilirliği istenmesi gereği normal pompalara göre yapısında önemli detaylara sahiptirler. Genel amaçlı su temini yapan pompalar, yapacakları iş durumuna göre ekonomik ve verimli çalışmalarına göre tasarlanıp imal edilirken, yangın pompaları ise maksimum güvenilirlik ve net çıkış basınç değerini sağlamaya yönelik olarak tasarlanıp imal edilen pompa gruplarıdır. Santrifüj pompalar, sağlayacağı hidrolik değerler ve çalışma koşullarına uygunluğu sebebi ile yangın sistemlerinde kullanılabilecek tek pompa türüdür. Yangın pompaları, içerisinde bulunan çark ya da çarkların, motor tahriki ile milleri ekseninde dönel hareketle suya kazandırdığı santrifüj kuvvet sayesinde etki ettiği suya salyangoz gövde formu içerisinde basınç kazandırır. Pompa içerisinde basınçlandırılmış su, salyangoz gövde formunu takip ederek salyangoz gövde çıkış ağzından tesisata transfer olur. Bu sebeple yangın pompaları, basınç kazandırdığı suyu gerekli olan noktalara transferini sağlayan çeşitli yapılardaki temel hidrolik makinalardır.

2.1. Temel Hidrolik Prensipler

Pompada kullanılan basınç ve debi iki önemli değer, kısaca P, H ve Q olarak gösterilir. Yanığın sitemi için gerekli olan su debisi ve basıncı için yangın pompası performansında iki kritik faktör bulunmaktadır. İlk faktör debidir, belirli bir zaman periyodunda belirli bir noktadan geçen suyun hacimsel miktarıdır. Yangın pompalarında debi birim türü çoğunlukla “gpm” (galon per minute) olarak veya daha az oranla (metreküp / saat) “m³/h” birim türünden kullanılır. NFPA standartları yangın pompalarında belirleyici kriterler koyması sebebi ile bu standardın menşei bölgede kullanılmakta olan ve standarda da işlemiş olan imperyal birim sistemleri projeciler ve yangın ekipmanları üreticilerinin de sıkça kullandığı birim sistemi haline gelmiştir. Diğer bir Pompa faktörü de basınç ve basma yüksekliğidir. Kısaca (P) ve (H) olarak gösterilir. Pompa su basma miktarı basınç ve basma yüksekliği mesafe olarak nitelendirilmesi durumunda, birimlerde de farklılıklar meydana gelmektedir. Genellikle basınç birimleri olarak psi ve Bar kullanılır. Basma yüksekliği olarak kullanılırsa birimler, feet (ft) ve metre (m) olarak kullanılır.

Tablo 1: Hidrolik Birimler Tablosu

 2.2. Yangın Pompası Tipleri

Uçtan Emişli Yangın Pompaları: (Horizontal End-Suction) Uçtan emişli, salyangoz gövdeli, yatay milli, tek kademeli santrifüj pompalar (Resim 1).

Çift girişli Yangın Pompaları: (Horizontal Split-Case) Çift girişli, eksenel ayrılabilir gövdeli, yatay milli santrifüj pompalar (Resim 2).

Hat tipi Yangın Pompaları: (In-Line) Dikey milli tek kademeli santrifüj pompalar (Resim 3).

Çok Kademeli Pompalar: (Multi-Stage)Yatay milli, çok kademeli yüksek basınçlı santrifüj pompalardır. (Resim 4).

Yangın pompalarında en yaygın kullanımı uçtan emişli ve çift girişli yapıdaki yangın pompaları oluşturmaktadır.

Resim 1. Uçtan Emişli Yangın Pompası [1]

Resim 2: Çift Girişli Yangın Pompası [2]

Resim 3: Hat Tipi Yangın Pompası [3]

Resim 4: Çok Kademeli Yangın Pompası [4]

2.3.   Pompa Bileşenleri ve Malzemeleri

Resim 5: Yatay milli, uçtan emişli yangın pompası kesit görünüşü

Santrifüj pompaların konstrüksiyonlarını oluşturan temel parçalar (Resim 5)‘de görüldüğü gibi pompa montaj resmi üzerinde gösterilmiştir. Bu parçalar, güvenilir bir pompayı oluşturabilmesi için aşağıdaki parça malzemelerin kullanılması faydalı olacaktır. Fakat UL Listeli FM onaylı pompaların bu kaideye uymaları standartlarla zorunlu hale getirilmiştir.

Pompa Gövdesi: GG25 Pik dökme demir ve GGG40 sfero dökme demir

Pompa Çarkı: Bronz ve paslanmaz çelik döküm

Pompa Mili: AISI 316 paslanmaz çelik

Sızdırmazlık: Yumuşak salmastra ile sağlanır

Yataklama: Gres yağlı, rulmanlı, en yüksek güçte 5000 saat sorunsuz çalışmalı.

Resim 6: Pompaların Tiplerine Göre Şematik Gösterimleri, Soldan Sağa Sırası İle (Uçtan Emişli, Çift Emişli, Çok Kademeli ve In-Line Tip) Pompalar

3. Yangın Pompaları Standartları ve Temel Standart Şartları

3.1. NFPA 20 Standardı

NFPA 20 Yangın pompalarının asgari koşullarda çalışabilmesi için minimum koşulları belirler. Kullanılabilecek yangın pompalarının genel tiplerini ve teknik spesifikasyonları belirler. Listelenen yangın pompalarında kullanılması gereken ekipman, cihaz ve güç ünitelerinin kabul edilebilir şartlarını belirler. Bu standart yangın direnci yüksek, güvenilir, üstün kaliteli ve olumsuz etkilere dayanıklı çevre elemanlarının kullanılmasını önermektedir.

3.2. UL ve FM Standartları

UL (Underwrites Laboratories) ürünlerin güvenilirliği konusunda, standartlar hazırlayan ve bu ürünlerin güvenilirliğini test eden bağımsız bir kuruluştur. Yüzyılı aşkın bir süredir hizmet veren UL birçok sektör ürününe servis etmektedir. UL uygunluğu olan firmalar, UL internet sitesinde listelenmektedir. UL 448 “Centrifugal Stationary Pumps For Fire Protection Service” standardı ile gerekli şartları belirlemiştir. FM Approval (Factory Mutual) özel ve büyük riskleri sigortalayan FMI (Factory Mutual Insurance) isimli şirketin bir kuruluşu olarak hizmet vermektedir. Uygunluk istenen malzeme, ekipman ve sistemlere onay veren bağımsız teknik bir kuruluştur. FM 1319 “Approval Standart For Centrifugal Fire Pumps” standardı ile uçtan emişli yangın pompalarının şartlarını belirleyen standarttır. FM 1311 “Approval Standart for Centrifugal Fire Pumps Split-Case Type” Split çift emişli yangın pompaları için gerekli şartları belirleyen standarttır.

3.3. NFPA 20’ye Uygun Yangın Pompalarının Çalışma Aralıkları

Tablo 3: NFPA 20, Yangın pompası debi değerleri tablosu [1]

4. Yangın Pompası Seçim Kriterleri

Yangın pompalarını belirleyen en önemli kıstas hidrolik değerlerdir ve bu değerleri karşılayabilecek temel ve sorunsuz yapıda pompalar birincil seçim kriteridir. Yangın pompalarının seçimleri özellikle NFPA 20 standardında net bir şekilde belirtilmiştir. Öncelikle hidrolik seçim kriterleri, malzeme opsiyonları kriterleri ve tahrik kontrol güvenlik panolarının yetenekleri pompa seçimi için başlıca şartları ortaya koymaktadır. Yangın pompalarının debi oranları aşağıdaki tablodaki gibidir. Yangın pompası debi miktarı SI birim ve MKS boyut sisteminde 6m³/h’den 1136m³/h’a kadar çıkmaktadır. Basınç değer aralığı ise 2,7 bar’dan 13,6 bar’ kadardır. NFPA 20 standardının 3 ve 4. bölümlerinde kapalı vana konumundaki basınç değeri, tasarım basıncının yüzde 140’ı geçmemesi gerekir. Debi değerinin de tasarım debi değerinin yüzde 150 olduğu durumda basınç değeri, tasarım basınç değerinin yüzde 65’inin altına inmemelidir. [5]

Şekil 1. Yangın pompaları için limit oranlarının H-Q grafiğinde gösterimi

4.1. NFPA 20’ye Göre Temel Özellikler

4.1.1. Yangın Pompasında Motor Seçimi

Yangın pompalarının tahriki elektrik ya da dizel motorlarla yapılabilmektedir. Tercih edilen yöntem, ikili pompalı yangın pompa gruplarında pompalara tahrik veren motorlardan biri elektrik diğeri de dizel motor olması tercih edilen bir durumdur.

4.1.2. Elektrik Motorları

Elektrik motorları, UL Listeli, FM onaylı bir yangın pompasında elektrik motoru yine UL listeli NEMA MG-1 standartlarına uygun bir elektrik motoru olması gerekmektedir. Kullanılacak motorların sürekli çalışma koşullarına göre tasarlanmış yetenekteki motorlardan seçilmelidir. Bina ve tesislerde sadece elektrik motor tahrikli yangın pompaları kullanılması durumunda, acil durum anında elektrik kesilse bile yangın pompasına harici enerji sağlanması güvenlik açısından gereklidir.

4.1.3. Dizel Motorlar

Yangın pompalarında kullanılacak dizel motorlar, UL listeli, güvenilir birinci sınıf ve yangın söndürme sistemleri için tasarlanmış olan tiplerden seçilmelidir. Pompa sistemi güvenilirliği için motor gücü seçimlerinde ortam sıcaklığı ve denizden yükseklik vb. koşullar dikkate alınmalıdır. Motor gücü, gerekli mil gücünden %10 daha fazla gücü sağlayabilecek torkta olmalıdır. [6]

4.1.4. Kontrol Üniteleri Özellikleri

4.1.5. Elektrik ve Dizel Motor Kontrol Üniteleri

Yangın panoları, pompaların güvenilirliği için çeşitli özelliklerde donatılması NFPA standartlarınca belirlenmiştir. Pompanın dönme hareketinin doğru yönde dönmemesi durumunda, panoya entegre faz ikaz ışığı ile uyarı verir. Biliniyor ki bir santrifüj pompa tersine dönerse sisteme basınç oluşturamayacaktır. Bu da yangın anında pompanın görevini yapmayacağı dolayısıyla söndürme faaliyetine katkı sağlamayacağı anlamına gelir. Tüm kumanda sistemi tasarımı son derece güvenilir olmalı, tasarımda ve kullanılan malzemelerde işlevini yerine getirmesine engel olucu her türlü unsurdan arındırılmış olmalıdır. Pano üzerindeki her türlü ışık, düğme, vb. elemanın anlamı, zarar görmeyecek ve kolaylıkla okunabilecek bir biçimde kalıcı olarak etiketlenmiş olmalıdır. Pano kasası ile pano rengi, toz ve sıvı koruma sınıfı, kilit güvenliği, durum göstergeleri ve kablo bağlantı biçimleri ilgili detaylarda yer almaktadır bkz. (Resim 7) Bu hususları içeren pano seçimi, yangından korunma için oldukça önemli bir yer tutmaktadır.

Resim 7: NFPA Uyumlu Yangın Pompası Kontrol Panosu Gösterimi

4.2. Çevre Elemanları Özellikleri

Emme ve basma hat kapama vanaları yükselen milli türde olmalıdır ve gerektiğinde vana izleme anahtarlarıyla kumanda ünitelerine bağlantı sağlanmalıdır. Pompa emme flanşı ile emme borusunun çaplarının farklı olması durumunda eksantrik redüksiyon kullanılmalıdır. Pompa basma flanşı ile basma borusunun çaplarının farklı olması durumunda konsantrik redüksiyon kullanılmalıdır. Yangın pompası, gövde soğutma vanası (casing relief valve), otomatik hava atma ventili (split-case pompalarda) ve basınç sensörleriyle donatılmalıdır.

4.3. Jokey Pompası

En az 1 gpm kapasitede veya izin verilebilir bir kaçağı 10 dakika içinde karşılayarak basıncı gerekli düzeye getirebilecek kapasitede olmalıdır. Sulu yangın söndürme sisteminin gerektirdiği en düşük basınçtan daha düşük basınç değerinde olmamalıdır.

4.4. Yangın Pompası Odaları Özellikleri

Tesis ve yapılarda yangın pompası odaları, yangın anında söndürme sistemlerine su pompalayan düzeneklerin bulunduğu korunaklı yerlerdir. Bir yangın pompası, hizmet verdiği görev itibari ile hayati önem taşıdıkları için bulundukları tesis içlerinde ve yapılarda meydana gelecek yangın tehlikelerinden olumsuz etkilenip çalışamaz hale gelmemeleri için yangın pompalarının da tehlike izolelerine azami ölçüde ihtiyaçları vardır. Yangın pompası odası, korunmak istenen ana yapıdan ayrı bir alanda olması güvenlik açısından önem arz eder. Özellikle dizel motor tahrikli yangın pompalarının korunaklı ve yanmaz yapıda bir oda içerisinde bulunması pompa çalışma güvenliği için önemli bir uygulamadır. Bu şekilde bir koruma yöntemi sağlanması durumunda, pompa odası, tesis ve yapılardaki tehlikelerden izole edilmeli ve yangın pompası tesiste başka görevleri olan diğer pompalardan ayrı tutulmalıdır. Oda, yakıt tankı, pompa, dizel motor gibi kritik ekipmanlardan akacak sıvılar ya da su kaçakları için zeminde gerekli önlemler alınmalıdır. [5] Oda havalandırması azami ölçüde sağlanmalıdır. Isı kaynağı oluşturacak dizel ve elektrik motorları, motor egzozu gibi elemanların ısı hesaplamaları yapılarak içeriye optimum düzeyde hava girişi sağlayacak ekipmanın konulması gerekir bkz. (Resim 8).

Resim 8: Vantilatörle havalandırılan dizel tahrikli yangın pompası odası gösterimi [7]

5. Sonuç

Yangın pompaları aldıkları görev itibari ile genel kullanım pompalarından direk olarak ayrılmaktadır. Bu farklar pompaların malzeme cinsinden, donanımlarına, kullanılacak olan ekipmanların kontrol ve muayenelerine üst seviye denetim gerektirir. Yangın pompası için gereksinimler uluslararası standartlarla belirlenmiş olup yangından korunmada en üst seviyede güvenilir ürünlerin üretilip, kullanılmasının kurallarını koymaktadır. Elbette ki yangın pompaları söndürme eyleminde tek başlarına yeterli değildir. Söndürme tesisatı kalite, tesisat ekipmanları kalitesi projenin doğruluğu da söndürme sisteminin performansını arttıracaktır.

Kaynaklar

1. AUSTONPUMPS web sitesi
2. TRADEKOREA web sitesi
3. NWPECO web sitesi
4. VERSAPUMP web sitesi
5. NFPA 20 - Standard For The Installation Of Stationary Pumps For Fire Protection, 2010
6. MAS-DAF – YP Serisi Yangın Pompaları Teknik Dokümanı, 2014
7. Puchovsky, M.T., Isman, K.E., “Fire Pump Handbook”, NFPA, 1998

* Bu makale, TÜYAK 2015'te bildiri olarak sunulmuş ve Bildiriler Kitabı'nda yer almıştır.