Курсовая работа (т): Проектирование автоматической установки пожаротушения для помещения испытания дизельной аппаратуры

Проектирование автоматической установки пожаротушения для помещения испытания дизельной аппаратуры

Содержание

Исходные данные

Введение

. Обоснование необходимости и выбор вида установки пожарной автоматики

.1 Физико-химические и пожаровзрывоопасные свойства веществ и материалов, обращающихся при производстве

.2 Определение критической продолжительности пожара

.3 Выбор вида огнетушащего вещества и способа тушения

.4 Выбор типа установки пожаротушения

. Проектирование и расчет основных параметров системы автоматического пожаротушения

.1 Выбор вида автоматического пуска установки пожаротушения

.2 Составление схемы системы обнаружения пожара

.3 Гидравлический расчет установки пожаротушения

.4 Компоновка установки пожаротушения и описание ее работы

. Разработка инструкции дежурному персоналу по техническому содержанию установок пожарной автоматики на объекте

Заключение

Приложения

Список используемой литературы

Исходные данные

·        Наименование помещения - испытания дизельной аппаратуры.

·        Вещество - дизельное оборудование;

·        Высота складирования 1.5 м ;

·        Пожарная нагрузка, кг/м2 - 45;

·        Линейная скорость распространения пламени Vл, м/с - 853;

·        Массовая скорость выгорания М, кг/м2∙с - 0,0425;

·        Низшая теплота сгорания Qн, кДж/кг - 45400;

·        Температура самовоспламенения Тсам, 0С= 230

·        Размеры помещения:

длина a, м - 28;

ширина b, м - 26;

высота h, м - 3,2;

·        Количество защищаемых помещений, шт. - 3;

·        Расстояние до станции пожаротушения, м - 30;

·        Гарантированный напор в водопроводе, м. вод. ст. - 10.

·        Температура в помещении, 0С=22.

Введение

Основными направлениями экономического и социального развития на сегодняшний день является внедрение автоматизированных систем в различные сферы хозяйственной деятельности.

В связи с этим возникла необходимость обеспечения надёжной пожарной безопасности промышленных предприятий, зданий, сооружений, производств и технологий.

Для решения данных задач требуется создание новых технологических средств противопожарной защиты на базе современных достижений техники и электроники. В последние годы значительно возросло внимание к пожарной автоматике как эффективному средству борьбы с пожарами. Применение средств автоматической защиты предотвращает воздействие на людей опасных факторов пожара, увеличивает гарантии успешного тушения пожаров, а также снижает возможность превращения их в крупные и особо крупные, что способствует сохранению материальных ценностей страны. В настоящее время создано большое количество разнообразных средств сигнализации и пожаротушения, построенных на современной элементарной базе, разработаны принципы совмещения автоматизированной системы управления технологическими процессами и средств автоматической противопожарной защиты технологических процессов, создана серия нормативно-технических документов, регламентирующих производство, проектирование, монтаж и эксплуатацию средств АППЗ.

Таким образом, в настоящее время наиболее действенным средством повышения пожарной безопасности остаётся АППЗ. Внедрение и правильное обслуживание пожарной автоматики, и систем АППЗ в целом, приводит к эффективной защите тех помещений, где они установлены, путем раннего обнаружения, сообщения, локализации и подавления очага горения в начальный момент пожара.

В то же время проектирование установок пожарной автоматики является сложным процессом. От того, насколько качественно он выполнен, зависит эффективность АППЗ. Системы пожаротушения, как правило, проектируются и изготавливаются индивидуально для каждого конкретного объекта. Правильный выбор и применение средств пожаротушения в зависимости от особенностей защищаемых объектов позволяет существенно повысить их пожарную безопасность.

Поэтому, проектированию АППЗ должно предшествовать решение целого ряда вопросов, связанных с анализом пожарной опасности объекта, конструктивными, объемно-планировочными решениями и другими особенностями защищаемого объекта. Вот почему проектирование установок пожарной автоматики необходимо производить поэтапно, исходя из категории производства, группы важности объекта, класса возможного пожара, а также механизма и способа его тушения.

В данном курсовом проекте проектируется автоматическая установка пожаротушения для помещения испытания дизельной аппаратуры.

1.     
Анализ пожарной опасности защищаемого объекта

Пожарная опасность обусловлена возможностью образования горючих паровоздушных смесей как внутри технологического оборудования, так и на прилегающей территории. Источниками зажигания являются искры механических ударов, разряды статического и атмосферного электричества, а также тепловое проявление электрической энергии при не исправности электрооборудования. Характерными путями распространения пожара: поверхность разлитого нефтепродукта, паровоздушные смеси (облака).

1.1 Физико-химические и пожаровзрывоопасные свойства веществ и материалов, обращающихся при производстве

Физико-химические и пожаровзрывоопасные свойства веществ и материалов, обращающихся при производстве, определяются на основании «Справочника пожаровзрывоопасных веществ и материалов и средств их тушения: Справочное издание в 2-х книгах» под ред. А.Н.Баратова и А.Я. Корольченко.

В помещение испытания дизельной аппаратуры.

Температура самовоспламенения - 333 0С.

Нижний концентрационный предел распространения пламени - 350С.

Верхний концентрационный предел распространения пламени-750С.

Температура кипения - 150-3220С.

Температура вспышки - 37 0С.

1.2 Определение критической продолжительности пожара

Критическая продолжительность пожара - время, в течение которого достигается предельно допустимое значение опасного фактора пожара (ОФП) в установленном режиме его изменения.

Критическую продолжительность пожара для расчёта автоматических установок пожаротушения (АУПТ) в помещении, определяют из условия достижения одним из ОФП своего предельно допустимого (порогового) значения или охвата всей площади помещения горением. Критическая продолжительность пожара в помещении необходима для выбора вид автоматического пуска установки пожаротушения и одного из способов тушения возможного пожара: по площади, по объему, локальный по площади, локальный по объему.

В общем случае критическая продолжительность пожара для расчёта АУПТ проводится с использованием интегрального метода термодинамического анализа пожара в помещении, разработанного Заслуженным деятелем науки Российской Федерации, д.т.н., профессором Ю.А. Кошмаровым.

Следует отметить, что невозможно получить аналитическое решение полной неупрощенной системы дифференциальных уравнений пожара, можно получить лишь численное решение этой системы дифференциальных уравнений при помощи современных компьютеров.

Для численной реализации математической модели используется программа RTAUPKRI, разработанная на кафедре «Пожарная автоматика» Ивановского института ГПС МЧС России.

Исходные данные для расчета критического времени пожара

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

! N ! НАИМЕНОВАНИЕ ПАРАМЕТРА ! ЗНАЧЕНИЕ !

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

! 1! Вид горючего вещества (1-твердое, 2-жидкое) ! 2.000 !

! 2! Удельная массовая скорость выгорания (ПСИ), кг/(с м2) ! .4250E-01!

! 3! Температура атмосферы до начала пожара, Т0, К ! 295.0 !

! 4! Длина помещения, м ! 28.00 !

! 5! Ширина помещения, м ! 26.00 !

! 6! Высота помещения, м ! 3.200 !

! 7! Низшая теплота сгорания, кДж/кг (например, 15200.) ! .4540E+05!

! 8! Коэф. полноты сгорания (ГЖ=0.65,ТГМ=0.95) ! .6500 !

! 10! Степень черноты пламени (0,1...1) ! 1.000 !

! 11! Tемпература самовоспламенения пожарной нагрузки, К ! 503.0 !

! 12! Высота расположени пожарной нагрузки, м ! 1.500 !

! 13! Tемпература срабатывания спринклера (тепл. пож.изв.) 330 К ! 330.0 !

! 14! Tемпература начала разрушения строит. констр. 773 К ! 773.0 !

! 18! Площадь горения, м2 ! 50.00 !

! 19! Время стабилизации горения жидкости, с (300 с) ! 300.0 !

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Промежуточные результаты расчета критч. времени пожара

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

! N ! НАИМЕНОВАНИЕ ПАРАМЕТРА ! ЗНАЧЕНИЕ !

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

! 1! Критическое значение среднеобъемной Т, К, по Тсамовоспл. ГВ ! 763.7 !

! 2! Площадь ограждений помещения, м2 ! 1802. !

! 3! Объем помещения, м3 ! 2330. !

! 4! Обобщенная характеристика помещения, Ф ! 10.25 !

! 5! Параметр радиационного теплообмена, Drad ! .2260E-01!

! 6! Коэффициент Г, характеризующий макрокинетику горения ! .3228E-02!

! 7! Средний коэффициент теплопотерь, fi ! .5512E-01!

! 8! Коэффициент А ! .8183E-01!

! 9! Коэффициент В ! 31.79 !

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА

---------------------------------------------------------

Критические продолжительности пожара по температурам:

в рабочей зоне h=1.7 м (Т=70 гр. С) 38.3 с,

срабатывания спринклера (теплового ПИ) 49.5 с,

самовоспламенения пожарной нагрузки 51.5 с,

начала разрушения остекления (300 С) 68.1 с,

начала разрушения строит. конструк.(500 С) 77.2 с,

---------------------------------------------------------

К моменту самовоспламенения пожарной нагрузки:

масса сгоревшей пож. нагрузки = 2.189 кг/м2 и 109.4 кг,

площадь пожара= 50.00 м2.

1.3 Выбор вида огнетушащего вещества и способа тушения

Для выбора огнетушащего вещества и способа тушения необходимо знать характеристику и категорирование защищаемого помещения по нормативным документам. Помещение для испытания дизельной аппаратуры очень пожаровзрывоопасны, так как могут образовываться горючие паровоздушные смесей как внутри технологического оборудования, так и на прилегающей территории с последующим самовоспламенением и взрывом.

Определяем категорию помещения склада по взрывопожарной (пожарной) опасности. На основании табл.1 п.5 и табл.4 «Определение категорий помещений зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности» помещение склада относится к категории «В1 пожароопасная». Горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть, при условии, что помещения, в которых они имеются в наличии или обращаются, не относятся к категориям А или Б. Удельная пожарная нагрузка на 1 м2 превышает 2200 Мдж, и составляет 12670 Мдж. Удельная пожарная нагрузка на 1м2 определяется как произведение пожарной нагрузки (280 кг/м2) и низшей теплоты сгорания горючего материала (45252 кДж/кг).

Согласно ПУЭ п.7.3.46. помещение склада имеет класс взрывоопасной и пожароопасной зоны - В-IIа.

На основании приложении 1 [7] определяем, что помещение склада синтетического каучука по опасности развития пожара относится к группе 6.

Исходя из рекомендаций по средствам и нормам тушения табл. 4.1. п.1.[2] определяем, что для помещения испытания дизельной аппаратуры огнетушащими веществами являются:

-        вода со смачивателем;

-       воздушно-механическая пена на основе пенообразователей ПО-1Д, Сампо, ПО-6К, ПО-3АИ;

-       углекислый газ, хладоны, 85% (масс.) СО2 + 15% (масс.) СF2Br при объёмном тушении;

-       порошок П-2АП.

Наиболее целесообразным средством тушения согласно прим. 2. табл. 2. [7] является воздушно-механическая пена низкой кратности. Принимаем в качестве огнетушащего вещества воздушно-механическую пену низкой кратности на основе пенообразователя «Сампо».

Для ликвидации возможного пожара в помещение испытания дизельной аппаратуры принимаем способ пожаротушения локальный по площади. Таким образом обеспечивается воздействие огнетушащего вещества на очаг возгорания, предотвращается угроза дальнейшего распространения пожара.

Для приготовления ВМП низкой кратности выбираем 2% раствор пенообразователя «Сампо». «Сампо» является пенообразователем общего назначения. Основные характеристики приведены в приложении 1.

1.4 Выбор типа установки пожаротушения

Установка автоматического пожаротушения должна обеспечивать устранение аварийной ситуации на объекте путем тушения возникшего пожара. Инерционность установки не должна превышать критической продолжительности пожара (см. п. 1.2). На основании выбранного огнетушащего вещества и применяемого способа тушения выбираем установку пенного пожаротушения, тип установки - спринклерная.

2.     
Проектирование и расчет основных параметров системы автоматического пожаротушения

Согласно НПБ 88-2001* п.3.1* автоматические установки пожаротушения следует проектировать с учетом нормативных документов, действующих в этой области, а также строительных особенностей защищаемых зданий, помещений и сооружений, возможности и условий применения огнетушащих веществ исходя из характера технологического процесса производства. Исполнение установок пеноводяного пожаротушения должно соответствовать требованиям ГОСТ Р 50800-95 [11].

2.1 Выбор вида автоматического пуска установки пожаротушения

Пуск спринклерной установки пожаротушения происходит после вскрытия любого из оросителей. Спринклерный ороситель выполняет функции системы автоматического пуска установки пожаротушения. Поскольку температура в защищаемом помещении меньше 38º С, то, на основании п. 4.17, температура срабатывания спринклера должна быть 57º С.

Время обнаружения пожара определяется условиями его развития и может быть определено из следующего выражения:

 (2.1)

где - критическая продолжительность пожара, с; - инерционность клапана установки пожаротушения ,с;  - время движения огнетушащего вещества по трубопроводу от клапана до ближайшего оросите ля, с;  -инерционность системы пуска ,с.

Требуемое время обнаружения пожара  может быть определено по формуле:

 (2.2)

где  время достижения порога срабатывания побудителя, с;  - инерционность побудителя и ПКП, с,

Инерционность клапана и побудителя определяются из технических (паспортных) данных на оборудование.

Подача огнетушащего вещества на тушение водозаполненной спринклерной установкой пожаротушения будет производиться немедленно после вскрытия любого из оросителей (за счет действия пневмобака), поэтому в выражении (2.1) учет - инерционности клапана установки пожаротушения, и  - время движения огнетушащего вещества по трубопроводу от клапана до ближайшего оросителя теряет смысл. Понятия «инерционность системы пуска» и «инерционность побудителя» являются тождественными, и обозначают один промежуток времени. В выражениях (2.1) и (2.2) этот промежуток времени учитывается 2 раза, что в данном случае является ошибкой, поэтому исключим его из выражения (2.1). На основании вышесказанного получаем обобщенное выражение из (2.1) и (2.2):