Автоматическая установка пожаротушения

Основным этапом расчета необходимого запаса ОТВ установок водо-пенного тушения является построение совмещенных характеристик работы насоса и сети. Для построения характеристики сети необходимо вначале определить потери напора в сети по формуле

h_сети=1,2S h_w +H_уу ,                                           (5.1)

где S h_w - линейные потери напора по длине трубопровода, м. Были определены в разделе 4.2 и составляют 7,125 м.

       H_уу - потери напора в узле управления (сигнальном клапане, задвижках, затворах), м. В разделе 3.3 был подобран контрольно-сигнальный БКМ (клапан быстродействующий мембранный)с диаметром клапана 200 мм, местные сопротивления в котором составляют 0,4 м.

h_сети = 1,2×7,125+0,4=8,95  м.

       Далее определим  сопротивление сети S

                                                (5.2)

Где Q_уст-расход установки, определенный в результате гидравлического расчета и составляющий 162,72 м³/ч

Зная сопротивление сети, и задаваясь  различными расходами Q_i, рассчитаем потери напора в сети  для каждого из значений Q_i по формуле

                                            (5.3)

Q₁= 100 м³/ч, h₁=0,0003×100²=3 м,

Q₂=120 м³/ч, h₂=0,0003×120²=4,32 м

Q₃=150 м³/ч, h₃=0,0003×150²= 6,75 м

Q₄=200 м³/ч, h₃=0,0003×200²= 12 м

Q₄=324 м³/ч, h₃=0,0003×324²=31,5 м

 

Полученные значения сведем в таблицу  5.1.

По результатам вычислений на совмещенном  графике строим Q-∆h характеристику сети – рисунок 5.1. При этом значение ∆h увеличивается на величину Н₀=11,6 и Z=29,4, так как огнетушащее средство необходимо  поднять на высоту Z и обеспечить у наиболее удаленного оросителя свободный напор Н₀ для получения необходимого расхода из него.

Таблица 5.1 – Потери напора при различных значениях расхода в м³/ч

Qi, м3/ч	100	120	150	200	324
hi, м	3	4,32	6,75	12	31,5

 

Нанесение характеристики сети на характеристику насоса (рисунок 5.1) показывает, что  фактические параметры совместной работы насоса и сети определяют положением рабочей точки РТ: H=62,46 м; Q=265,8 м³/ч

Определим необходимый запас ОТВ  по формуле

V_ОТВ=Q_р∙t                                                  (5.4)

гдеV_ОТВ - необходимый объем ОТВ;

      Q_р- рабочий расход установки,  принятый по графику 5.1 равным 265,8 м³/ч;

       t - нормативное время работы установки, определено в пункте 2.1 и составляет 1 час

 

   

 

Рисунок  5.1  – Совмещенный график работы основного насоса,  насоса-дозатора, сети.

V_ОТВ=265,8∙1=265,8 м³

Необходимый запас пенообразователя для одноразового тушения можно  определить по формуле

,                                             (5.5)

где V_п.о.- необходимый объем пенообразователя;

       С- процентное содержание пенообразователя в водном растворе, в проектируемой АУП принимаем 6%. Тогда необходимый запас пенообразователя будет равен

V_п.о= 265,8∙0,06=15,95 м³.

5.2 Подбор насоса-дозатора и расчет диаметра дозирующей шайбы

Для установок пенного пожаротушения  с раздельным хранением пенообразователя применяется способ его дозирования  с использованием насоса - дозатора и дозирующей шайбы.

Подбор насоса-дозатора производится по рассчитанным ранее расходу пенообразователя (ПО) и напору обеспечивающему необходимое давление (напор) в установке (фактическому значению, полученному из совмещенной характеристики работы сети и  повысительного насоса - рисунок 5.1). То есть насос - дозатор должен удовлетворять условию

Q_нд ≥ 15,95 м³/ч (4,4 л/с)

Н_нд ≥ 62,46 м

Данному условию удовлетворяет  дозирующий насос марки ЦВ-5/120, его характеристики представлены в таблице 5.2.Принимаем два насоса – один резервный.

Таблица 5.2- Технические характеристики выбранного дозирующего насоса   

Марка насоса	Число оборотов  об/мин	Диаметр рабочего колеса, мм	Расход, л/с			Напор, м			Мощность электродвигателя, КВт
			Q1	Q2	Q3	Н1	H2	Н3
ЦВ-5/120	2900	200/168	4	6	8	220	120	55	28

 

      На графике (рисунок 5.1) построим Q-H характеристику насоса-дозатора. Для этого построим дополнительную ось расхода пенообразователя. Из точки пересечения Q-H  характеристик водопитателя и сети (рабочая точка) опустим перпендикуляр до пересечения с осями расходов. При этом на верхней оси получится рабочий расход  из всей установки Q_р равный 265,8 м³/ч, на нижней оси - расход пенообразователя Q_п.о, 15,95 м³/ч. Затем необходимо ось расходов  пенообразователя от 0 до Q_п.о. разделить в масштабе. Имея оси координат для Н и Q_п.о., на график перенесем характеристику насоса-дозатора. Из точки пересечения характеристик Q-H  основного насоса и сети проведем прямую вверх до пересечения с характеристикой Q-H  насоса-дозатора. А из точки пересечения проведем перпендикуляр  до пересечения с осью напоров. Полученная точка 195,12 м характеризует напор на насосе-дозаторе при расходе пенообразователя равном 15,95 м³/ч. Таким образом, на оси напоров мы имеем две точки, характеризующие напоры на основном насосе и насосе-дозаторе.          

Определим разность напоров при  работе системы между насосом-дозатором  и основным насосом

                                             (5.6)             

Рассчитаем диаметр дозирующей шайбы

,                                        (5.7)

где d_ш- диаметр дозирующей шайбы, м;

       - коэффициент расхода (для дозирующей шайбы =0,62 );

       Q_п.о- расход пенообразователя, л/с, Q_п.о =4,44 л/с ;

       g - ускорение свободного падения, м/с².

 

Принимаем диметр дозирующей шайбы  14 мм.

 

6 РАСЧЕТ ТРЕБУЕМОГО ЗАПАСА ВОДЫ ДЛЯ ПРОТИВОПОЖАРНЫХ ЦЕЛЕЙ

         

Общий расчетный пожарный расход воды Q_пож складывается из расхода на наружное пожаротушение Q_нар (от гидрантов) в течении 3 часов и на внутреннее пожаротушение Q_вн от пожарных кранов в течении 2 часов в соответствии с /11/, а также из расхода на спринклерные Q_спр и дренчерные установки Q_др,  для тушения пожара на объекте запроектирована спринклерная АУПТ.

Q_пож = Q_нар + Q_вн + Q_спр + Q_др                                 (6.1)

Q_{нар (внут)} = 3,6 t_{пож нар (внут)} ×m× q_{нар (внут)},                         (6.2)

где t_{пож, нар, (внут)} - расчетная продолжительность наружного и внутреннего пожаротушения;

         m   - число одновременных пожаров в на территории предприятия;

         q_{нар (внутр)} - расход воды  л/с на один пожар, л/с.

Норма расхода воды на пожаротушения  для промышленных зданий зависит от объема здания, степени огнестойкости и категории.

В  качестве объекта защиты рассматривается  трехэтажное здание производства синтетического этилового спирта.  Все помещения  отделены друг  от друга конструкциями из мало горючих материалов, согласно заданию класс пожарной опасности строительных конструкций здания К1, соответственно класс пожарной опасности здания С1, а ФСО I  /17/.       Объем всего здания составляет 22680 м³

В соответствии  с требованиями, описанными в /11/ расход воды на наружное пожаротушение в производственных зданиях I и II степени огнестойкости, при категориях производства по пожарной опасности А, Б, В, объемом до 50 тысяч м³ составляет 20 л/с. Тогда, рассматривая вероятность возникновения на объекте одного пожара (в соответсвии с /11/ на промышленных объектах площадью менее 150 га принимается одновременность возникновения одного пожара)

Q_нар = 3,6 t_{пож нар}  ×m× q_нар = 3,6×3×20=216 м³

Расход воды на внутреннее пожаротушение  зависти от вида здания и числа  подаваемых струй. В соответствии с /11/ для рассматриваемого объекта, производственного здания высотой до 50 м, число струй составит 2 с расходом по 2,5 л/с. В этом случае

Q_внут =  3,6×2×2×2,5= 36 м³.

В результате гидравлического расчета (раздел 3) был получен расход на пожаротушение из спринклерной установки равный 45,2 л/с. В разделе 2 определено, что защищаемый цех относятся к группе 4.2 защищаемых помещений. На основании /15/ устанавливаем время пожаротушения, исходя из определенной группы помещений и высоты складирования - 60 минут.

Q_спр= 3,6×45,2×1= 162,72 м³

С учетом всего этого общий запас  воды на пожарные цели Q_пож составит

Q_пож = Q_нар+ Q_вн +Q_спр

Q_пож =216+36+162,72=414,72 м³.

 

      

 

 

7 ПОДБОР АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

 

Согласно приложению А таблице  /16/ здания и сооружения по переработке и хранению зерна подлежат защите автоматическими пожарными сигнализациями независимо от площади.

Установкой пожарной сигнализации называют совокупность технических  средств, установленных на защищаемом объекте для обнаружения пожара, обработки, представления в заданном виде извещения о пожаре на этом объекте, специальной информации и (или) выдачи команд на включение автоматических установок пожаротушения и технических устройств /8/. Выбор  пожарной сигнализации производится в зависимости от типа защищаемого помещения и обращающихся на нем пожароопасных веществ.

Защищаемый объект – цех подготовки и измельчения крахмалистого сырья-зерна 1 в соответствии с /10/ относится к категории Б. Можно прогнозировать возникновение пожаров класса А /8/ (А- горение твердых веществ). Исходя из известных функционального назначения помещения, пожарной нагрузки и его категории (определены в разделе 1), руководствуясь приложением Б /16/, принимаем, что  по степени опасности развития пожара рассматриваемый склад относится к  группе 4.2 защищаемых помещений.

В соответствии с рекомендациями  по выбору типов пожарных извещателей  в зависимости от назначения защищаемого  помещения и вида пожарной нагрузки, приведенными в /16/, в зданиях с производством и хранением материалов с выделением пыли применяются извещатели тепловые, пламени.

По /6/  принимаем извещатель термодифференциальный TDM. Данный извещатель срабатывает при определенной скорости нарастания температуры. В качестве сенсоров используются чувствительные сопротивления NTC. Анализ данных производится FET-усилителем и релаксационной ступенью в транзисторах. Если сенсор срабатывает, то релаксационная ступень самоблокируется, после чего поступает сигнал тревоги.  Имеют встроенные светодиоды, показывающие сигнал тревоги до возврата их в рабочее состояние вручную.  В таблице 7.1 приведены технические характеристики выбранного пожарного извещателя.

Таблица 7.1- Технические характеристики термодифференциального  пожарного извещателя TDM.

Параметр	Характеристика по параметру
Высота установки, м	4,5; 6; 7.
Рабочее напряжение	8-15 В
Рабочая температура, ° С	От -5 до +70
Размеры, мм	100x57
Радиус срабатывания, м	12

 

В соответствии с /15/ максимальное количество и площадь помещений, защищаемых одной адресной линией с адресными пожарными извещателями или адресными устройствами, определяется техническими возможностями приемно-контрольной аппаратуры, техническими характеристиками включаемых в линию извещателей и не зависит от расположения помещений в здании. При этом необходимо руководствоваться тем, что кольцевой шлейф с ответвлениями, подключенными к нему с помощью устройств исключения короткого замыкания, является более предпочтительным перед радиальным, поэтому для проектируемой  АУПС выбираем кольцевое расположение шлейфов. Удаленность радиоканальных устройств от приемно-контрольного прибора определяется в соответствии с данными производителя, приведенными в технической документации и подтвержденными в установленном порядке. Для проектируемой АУПС выбираем станцию пожарной сигнализации ВМС 1016 RS, позволяющей создать систему любой конфигурации для любого объекта средней величины. В таблице 7.2 приведены основные характеристики данной пожарной сигнализации.

 

 

Таблица 7.2- Основные характеристики пожарной сигнализации ВМС 1016 RS

Параметр	Характеристика по параметру
Количество подключаемых шлейфов	Традиционных-8 Кольцевых адресных-2
Дисплей	4x40 знаков
Количество адресных устройств в шлейфе	До 127
Типы используемых адресных извещателей	Дымовые, оптические, дымовые ионизационные, термомаксимальные, термодифференциальные, ультрафиолетовые открытого пламени, комбинированные, ручные

 

Согласно техническим характеристикам  выбранного извещателя радиус срабатывания составляет 12 м, поэтому, исходя из размеров защищаемого помещения, достаточно будет установка двух извещателей в центре помещения на расстоянии 4-х метров друг от друга.