Курсовая работа (т): Проектирование автоматической установки пожаротушения для склада синтетического каучука

Проектирование автоматической установки пожаротушения для склада синтетического каучука

Содержание

Исходные данные

Введение

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

1.2 Определение критической продолжительности пожара

1.3 Выбор вида огнетушащего вещества и способа тушения

1.4 Выбор типа установки пожаротушения

2. Проектирование и расчет основных параметров системы автоматического пожаротушения

2.1 Выбор вида автоматического пуска установки пожаротушения

2.1.1 Выбор вида автоматического пуска установки пожаротушения

2.2 Составление схемы системы обнаружения пожара

2.3 Гидравлический расчет установки пожаротушения

2.4 Компоновка установки пожаротушения и описание ее работы

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

Заключение

Приложения

Исходные данные

Вариант курсового проекта - 180

·        Наименование помещения - склад для хранения синтетического каучука;

·        Вещество - синтетический каучук;

·        Пожарная нагрузка, кг/м² - 280;

·        Высота складирования - 1,5 м;

·        Линейная скорость распространения пламени V_л, м/с - 0,067;

·        Массовая скорость выгорания М, кг/м²∙с - 0,0088;

·        Низшая теплота сгорания Q_н, кДж/кг - 45252;

·        Размеры помещения:

длина a, м - 20;

ширина b, м - 18;

высота h, м - 5;

·        Количество защищаемых помещений, шт. - 3;

·        Расстояние до станции пожаротушения, м - 55;

·        Гарантированный напор в водопроводе, м. вод. ст. - 20.

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.

автоматическое пожаротушение синтетический каучук

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 склада синтетического каучука.

1. Анализ пожарной опасности защищаемого объекта

Дано помещение склада, размерам 20х15х4 м, складируется и храниться в котором синтетический каучук. Помещение II степени огнестойкости, отопление есть, вентиляция отсутствует, постоянно открытых проемов нет. Пожарная нагрузка в цехе составляет 280 кг_*м^-2. Линейная скорость распространения горения V_л=0,067 м_*с^-1, массовая скорость выгорания V_м=0,0088 кг_*м^-2_*с^-1, низшая теплота сгорания Q_н= 45,252_*10⁶ Дж_*кг^-1. Коэффициент дымообразования k_д, пламенного горения составляет 0,052 кг_*кг^-1, тления - 0,14 кг_*кг^-1. Расстояние до станции пожаротушения - 55 м, гарантированный напор Н_г=20 м.

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 помещении склада для хранения синтетического каучука.

Температура самовоспламенения аэровзвеси - 320 ⁰С.

Нижний концентрационный предел распространения пламени - 30 г/м³.

Максимальное давление взрыва 670 кПа.

Максимальная скорость нарастания давления 22 МП/с.

Минимальная энергия зажигания - 30 мДж.

Температура самовоспламенения - 250 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 вида автоматического пуска установки.

Исходные данные для расчёта.

Температура воздуха в помещении склада 20°С, плотность - 1,29кг/м³, изобарная теплоёмкость - 1000 Дж/ (кг К). Удельная массовая скорость выгорания 0,0088 кг/ (м² с), линейная скорость пламени 0,067 м/с, низшая теплота сгорания 45252 кДж/кг, коэффициент полноты сгорания принят равным 1. Температура факела пламени 1000 К, степень черноты 0,8, коэффициент излучения - 5,7 Вт/ (м² К⁴).

Критические (пороговые) значения ОФП оборудования, конструкций:

-       температура остекления - 250-300°С;

-       температура металлических конструкций, арматуры железобетонных конструкций - 500 ⁰С;

-       температура для ЭВМ - 150-170°С;

-       температура самовоспламенения пожарной нагрузки из твердых органических материалов - 250°С (момент окончания начальной стадии пожара);

Расчет проводим по критической температуре самовоспламенения каучука равной 250°С, как наиболее низкой из критических температур элементов помещения.

Решение.

1. Критическое (пороговое) значение среднеобъёмной температуры на высоте =1,5 м

1.      Расчёт коэффициента Г - макрокинетики горения ТГМ

. Параметр радиационного теплообмена

. Расчёт площади поверхности и объёма помещения, обобщённой геометрической характеристики помещения

. Средний коэффициент теплопотерь (определяется одним из численных методов или графически)

,

. Расчёт коэффициентов  и

. Критическая продолжительность пожара

. Площадь пожара

Критическая продолжительность пожара по достижению пороговой температуры 250°С на высоте =1,5 м составляет 60,26 с, площадь пожара 51,18 м². Данный расчет проверялся при помощи программы "Rtkrit". Результаты полученные при проверке приведены в приложении №3.

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. Склады для хранения каучука очень пожаровзрывоопасны, так как могут образовываться аэровзвеси состоящие из частичек пыли и каучука с последующим самовоспламенением и взрывом.

Определяем категорию помещения склада по взрывопожарной (пожарной) опасности. На основании табл.1 п.5 и табл.4 [8] "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, на основании табл.4. [8] и составляет 12670 Мдж. Удельная пожарная нагрузка на 1 м² определяется как произведение величины пожарной нагрузки (280 кг/м²) и низшей теплоты сгорания горючего вещества (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 синтетического каучука 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 на складе где храниться синтетический каучук 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

2.1.1 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* [7], 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):