Автоматическая спринклерная установка водяного пожаротушения

/

ВВЕДЕНИЕ

В современной технике автоматические устройства получили исключительно широкое распространение, так как эффективное использование производственных и других агрегатов, а также разработка новых высокопроизводительных установок становится возможным лишь при передаче функций управления приборам и ЭВМ.

В современной технике используется большое число разнообразных автоматических устройств и систем, отличающихся друг от друга принципом действия, схемными и конструктивными решениями и т.д. Все эти устройства и системы, как правило, предназначены для решения лишь определенных задач автоматизации, к которым относятся: сигнализация, контроль, регулирование, блокировка и защита, пуск и остановка, управление.

Дальнейшее развитие и совершенствование средств автоматизации, расширение области ее применения на потенциально опасные технологические процессы, характеризующиеся обращением большого количества пожаровзрывоопасные веществ, должны обеспечивать комплексное решение задач по оптимальному ведению технологических процессов и пожарной защиты.

Усложнение и интенсификация технологических процессов одновременным требованием улучшения условий их безопасности труда вызывают необходимость дальнейшего повышения уровня автоматической защиты таких производств и профилактической работы пожарной охраны.

В настоящее время отмечаются три основные тенденции использования пожарной автоматики для решения основных задач пожарной охраны:

предупреждение пожаров, взрывов и аварий на объектах защиты и сообщение о начале аварийной ситуации;

привод в действие автоматических установок пожаротушения;

использование зафиксированной информации приборной техники о протекании технологического процесса в предаварийных обстоятельствах для исследования причин имевших место аварии, взрывов и пожаров.

Особенно следует подчеркнуть необходимость совмещения автоматических систем управления технологическими процессами с системами автоматической пожарной защиты, так как это не только оправдывается технико-экономическими показателями и удобством эксплуатации, но и соответствует общепринятому принципу комплексной автоматизации. Изучение средств автоматизации, правильное понимание их роли в обеспечении пожарной защиты не только повышает специальную подготовку работников пожарной охраны, но и существенно способствует успешному решению задач по предупреждению пожаров и борьбе с ними.

1. Исходные данные на проектирование

Таблица 1

2. Обоснование и выбор типа автоматической установки пожаротушения

Для помещения магазина необходимо запроектировать водяную спринклерную установку пожаротушения.

3. Выбор вида огнетушащего средства и его удельного расхода

Вид огнетушащего вещества выбирается с учетом совместимости его свойств со свойствами веществ и материалов, подлежащих тушению. При этом немаловажную роль играет и экономический фактор.

На основании справочных данных [1], сведений о пожароопасных свойствах горючего вещества, о микроклимате в защищаемых помещениях, их конструктивных и объемо-планировочных решениях, принимаю как наиболее эффективное огнетушащее вещество- вода с интенсивностью подачи I=0,08 л/м2.

4. Гидравлический расчет АУП

Определяем исходные данные для расчёта.

Группа помещения по степени опасности развития пожара - 1

Интенсивность орошения водой Jн=0,08л/(см2) [НПБ 88-2001*, п.4.4, табл. 1] для 1-й группы помещений по степени опасности развития пожара [НПБ 88-2001*, прил.1].

Площадь для расчета расхода воды Fр = 120 м2.

В качестве оросителя принимаем спринклерный ороситель типа СВНо10-Р68. В3 [ГОСТ Р 51043-2002].

Технические характеристики оросителей водяных и пенных (ЗАО ПО ”Спецавтоматика“ г.Бийск, Алтайского края)

Производим трассировку трубопроводов и оросителей на плане защищаемого помещения (рис.5.1). В результате получили, что фактическая площадь орошения спринклерным оросителем Fор = 12 м2, диаметр выпускного отверстия D=10 мм, к=0,35, Hmin=5 м

Расчетное количество оросителей на площади Fр = 120 м2

Рис. 1. Расчетная схема спринклерной установки пожаротушения

Определяем требуемый напор у «диктующего» спринклера

Определяем расход воды через «диктующий» спринклер

.

Определяем внутренний диаметр трубопровода и значение удельного сопротивления на участке [1 -2].

где V - скорость движения воды по трубам (рекомендуется V = 3…5 м/с), принимаем V=3 м/с.

Принимаем трубы стальные электросварные [ГОСТ 10704-91] и диаметр условного прохода распределительного трубопровода на участке
[1-2] равным dу 1-2 =20 мм, кт = 0,75 л2/с2 [НПБ 88-2001*, прил.2, табл.1].

Определяем напор у 2-го оросителя

Определяем расход через 2-й ороситель

Определяем на участке 2-а

Принимаем dу 2-3 = 32 мм, кт = 13,97 л2/с2.

Определяем напор в точке 3

Определяем расход из 3 оросителя

Определяем на участке 3-4

Принимаем dу 3-4 = 40 мм, кт = 28,7 л2/с2.

Определяем напор на 4 оросителе

Определяем расход из 4 оросителя

Определяем на участке 4-a

Принимаем dу 4-а= 40 мм, кт = 28,7 л2/с2.

Определяем напор на узле а

Определяем расход из оросителя 5 при напоре Нa = 16,5 м по формуле

Q5 =

где В5-а - характеристика оросителя совместно с трубопроводом на участке 5-а.

Для определения В5-а зададимся напором у оросителя 5

Н'5 = Н1 = 7,52 м, соответственно ему Q'5 = Q1=0,96 л/с, диаметр условного прохода распределительного трубопровода на участке

5-а,равным dу =20 мм и кт = 0,75 л2/с2.

При этом напор в разветвлении а будет равен:

и

.

Фактический расход из оросителя 3 составит:

.

Определяем диаметр трубопровода на участке а-б

Принимаем dу = 50 мм, кт = 110 л2/с2.

Определяем напор в точке б

Определяем расход из оросителей 6-10.

где .

Определяем диаметр трубопровода на участке б-в

Принимаем dу = 65 мм, кт = 572 л2/с2.

Общий расход (расчетный) будет равен:

Имеем

Определяем требуемый напор у основного водопитателя (насоса) по формуле

Нвод = 1,2hлин + hкл + z + H1 - Hг,

где а) hлин - суммарные потери напора в сети, которые определяются следующим образом:

hлин = hраспр + hст + hподв,

hраспр - потери напора в распределительных трубопроводах:

hраспр = Hи - H1 = 17,52 - 7,52 =10 м,

hст - потери напора в стояке:

При высоте помещения 8 м с учетом узла управления lст = 7 м.

hподв - потери напора в подводящем трубопроводе:

hлин = 10+36,05 = 46,05 м;

б) hкл - потери напора в клапане узла управления:

принимаем в установке клапан типа К-100, для него

где - коэффициент потерь напора в узле управления, принимается по технической документации на клапаны.

Технические характеристики клапанов

в) z- разность отметок «диктующего» оросителя и оси напорного патрубка водопитателя (z = 3,5 м).

Требуемый напор у водопитателя будет равен:

Нвод = 1,2 · 46,05 +0,42+8 + 7,52 - 12 = 71,2 м.

По расходу Qрасч = 11,8 л/с и по напору Нвод = 71,2 м, пользуясь таблицей прил. 6, выбираем насосы марки К100-65-250 с электродвигателями мощностью 45,0 кВт, обеспечивающие подачу 160 м3/ч (44,4 л/с) и напор 80,0 м.

5. Проектирование и расчет основных параметров системы автоматического пожаротушения

5.1 Выбор вида автоматического пуска установки пожаротушения

Вид автоматического пуска установки пожаротушения для защиты помещения испытания дизельной аппаратуры выбираем с учетом следующих требований:

обеспечение требуемого времени обнаружения пожара, исходя из условия:

?доп.тр. = ?пор.ср .+ ?и

где ?пор.ср - время достижения порога срабатывания побудителя, с;

?и - инерционность побудителя и ПКП, с.

Выберем следующие извещатели:

тепловые извещатели ИП-102 (ДПС-038)

извещатели пламени ИП 329-5 'Аметист'

Проводим анализ тактико-технических характеристик выбранных извещателей по инерционности:

тепловые - 7с,

пламени - 2с.

?из.пл. = 2 с < ?из.теп .= 7 с.

Вывод: применяем электрический пуск установки автоматического пожаротушения спринклерного типа с извещателем пламени ИП 329-5 'Аметист', как наиболее подходящим для рассматриваемых помещений, и ПКП - РУПИ-1.

водяной пожаротушение автоматический спринклерный

5.2 Компоновка установки пожаротушения и описание ее работы

По данным расчета составляем схему установки водяного пожаротушения

/

Рис. 2. Структурная схема установок водяного пожаротушения

Описание работы установки пенного пожаротушения в дежурном режиме

Автоматический пожарный извещатель осуществляет контроль помещения, ПКП включен, сигнал на щит управления не поступает. Узел управления КМ закрыт (находится в дежурном режиме), электромагнитный привод побудительной системы закрыт.

На приборном щите горит лампочка «Питание», включен автоматический пуск основного и резервного насосов.

Все задвижки открыты. Электропроводка в исправном состоянии.

Автоматический пуск установки пожаротушения

При возникновении пожара в защищаемом помещении срабатывают два пожарных извещателя разных шлейфов, но контролирующих одну и ту же точку помещения, и выдают сигнал на ПСПБ-ДП-4. ПСПБ-ДП-4подает сигнал о пожаре на щит управления для запуска установки пожаротушения, системы оповещения и управления.

От щита управления подается электрический сигнал на систему оповещения (звуковой и световой сигнал «Тревога»); отключение вентиляции защищаемого помещения; электромагнитный привод вентиля побудительного клапана, установленного на побудительном трубопроводе; отключение электропотребителя в насосной; включение аварийного освещения; включение установки пожаротушения.

Автоматический пуск установки пожаротушения производится от клапана КМ-200, который в свою очередь срабатывает при открывании побудительного трубопровода посредством открытия последнего электромагнитным приводом при поступлении сигнала со щита управления.

От электрического сигнала включается основной насос-повыситель. Через открытый клапан КМ-200 раствор ПО под давлением поступает от водопитателя в магистральный, а затем и в распределительный трубопровод системы.

В этот момент срабатывает сигнализатор давления (СДУ), оповещая о срабатывании узла управления. Сигнал от него поступает на щит управления. Так же срабатывает электроконтактный манометр на импульсном устройстве - его сигнал поступает на щит управления.

При невключении основного насоса или невыходе его на рабочий режим, щит управления производит переключение работы на резервный насос-повыситель. Под развитым давлением насоса с помощью обратного клапана отключается импульсное устройство. Раствор ПО по распределительным трубопроводам поступает к генераторам ГЧСм, через которые выходит на тушение пожара.

Ручной пуск

При отказе в работе ПСПБ-ДП-4 или извещателей ИП-312 запуск установки пожаротушения должен быть осуществлен вручную.

Открывается запорный клапан на побудительной системе узла управления. Давление в побудительной системе и боковой камере клапана КМ-200 (клапан запорный сигнальный) падает, и узел управления открывается. Раствор ПО поступает в магистральную и побудительную сеть трубопроводов, срабатывает СДУ и ЭМК - сигнал об их срабатывании поступает на щит управления, который дает сигнал на запуск основного насоса-повысителя, включается система оповещения, производится отключение системы вентиляции в горящем помещении, электропитателя, включение системы дымоудаления при ее наличии и т.д.

Все остальные действия по включению резервных насосов, отключению импульсного устройства, подаче воды к месту пожара аналогичны автоматическому пуску.

6. Краткая инструкция по эксплуатации установки пожаротушения

6.1 Инструкции по эксплуатации установок АППЗ объекта

На объекте, оборудованном установками автоматической противопожарной защиты, должна разрабатываться и храниться следующая документация:

проектная документация и рабочие чертежи на установку АППЗ;

технологическая карта на оборудование и приборы;

ведомость смонтированного оборудования;

акт приема и сдачи установок в эксплуатацию;

акт проведения испытания установок АППЗ;

акты о выявленных недостатках и дефектах;

инструкция по эксплуатации установок;

перечень регламентных работ по техническому обслуживанию установок;

план-график технического обслуживания;

журнал учета технического обслуживания и ремонта;

график дежурства оперативного персонала;

журнал учета неисправностей установок;

должностные инструкции;

приказы, распоряжения;

журнал проверки навыков персонала по работе с установками АППЗ.

6.2 Инструкция по оперативному обслуживанию установки дренчерного пожаротушения

При заступлении на дежурство:

произвести внешний осмотр установки, обратив внимание на состояние панелей ПКП и щита управления, разъемов источника питания;

проверить наличие заземления установки;

проверить состояние ПКП (РУПИ), его подключения, отключенных лучей, работоспособность звуковой и световой сигнализации;

После проверки исправности приборов ПКП принять дежурство и сделать запись в книге приема-сдачи дежурства. В случае обнаружения каких-либо неисправностей немедленно сообщить в бригаду обслуживания средств АППЗ и сделать соответствующую запись в журнале учета неисправностей АППЗ.

Действия оперативного персонала при получении сигнала 'пожар':

по телефону '01' вызвать пожарную охрану, сообщить, что горит, назвать свою фамилию;

зафиксировать номер шлейфа, с которого поступила информация о пожаре, время поступления сигнала;

нажать кнопку отключения звуковой сигнализации;

сообщить администрации объекта и обслуживающему персоналу;

прибыть к месту пожара для встречи пожарных подразделений;

при отказе автоматического пуска установки АППЗ включить ее ручным способом.

При получении сигналов 'КЗ', 'обрыв цепи' проверить правильность сигнала контрольным отключением-включением сработавшего шлейфа. При повторном сигнале отключить шлейф. Сделать запись в журнале учета неисправностей. Сообщить в бригаду технического обслуживания АППЗ.

6.3 Инструкция по техническому обслуживанию установки дренчерного пожаротушения

Обслуживающий персонал должен знать устройство и принцип действия установки пожаротушения, выполнять требования нормативных документов по правилам эксплуатации установки

Лица, обслуживающие установку, при обнаружении неисправности должны немедленно сообщить ответственному за техническое состояние установок АППЗ сотруднику ОТМ и принять меры по устранению неисправностей.

Работа по обслуживанию установки пожаротушения проводится в соответствии с перечнем регламентных работ и планом-графиком технического обслуживания.

При получении от оперативного состава сообщения о неисправности установки, немедленно приступить к устранению этой неисправности.

Заключение

При выполнении курсового проекта была запроектирована автоматическая спринклерная установка водяного пожаротушения для защиты помещения магазина по продаже строительных материалов. В качестве огнетушащего вещества используется вода. Была составлена структурная схема системы обнаружения пожара. После чего был произведен гидравлический расчет установки пожаротушения, в результате чего было определено:

необходимое количество оросителей для тушения помещения;

определен диаметр трубопроводов на различных участках установки;

определен требуемый напор на насосе;

подобран необходимый насос;

Далее была разработана структурная схема водяного пожаротушения и дано описание ее работы.

Использование установок автоматического пожаротушения на объектах народного хозяйства при условии качественного монтажа оборудования имеет высокую эффективность в области противопожарной защиты: быстрое тушение пожаров, своевременное их обнаружение и предотвращение дальнейшего развития.

Список используемых источников

Баратов А.Н. и др. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справ. изд.: В 2-х кн. -М.: Химия, 1990.

Бубырь Н.Ф. и др. Производственная и пожарная автоматика. -М.: ВИПТШ МВД СССР, 1996.

СНиП 2.04.09-84. Пожарная автоматика зданий и сооружений. -М., 1984

НПБ 105-95 Определение категорий помещений и зданий по взрывопожароопасной и пожарной опасности. -М: ГУГПС МВД РФ

ПУЭ

Задачник по термодинамике и теплопередаче в пожарном деле. Под ред. М.П. Башкирцева. -М.: ВИПТШ МВД СССР, 1979.

Методические указания к выполнению курсовой работы и упражнений по курсу пожарной тактики. -М.: ВИПТШ МВД СССР, 1985.

Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине 'Производственная и пожарная автоматика'. -М.: ВИПТШ МВД РФ, 1992.