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

 (2.3)

Под инерционностью побудителя понимается время за которое он прогреется до температуры срабатывания при температуре окружающей среды равной или выше этой температуры. Расчет времени прогрева сложная задача. Упростить задачу можно следующим способом: зададимся температурой выше температуры срабатывания спринклера, и сумму времен достижения порога срабатывания побудителя и инерционности побудителя будем считать равным времени достижения газовой средой (на уровне спринклера) этой температуры. Поскольку процесс теплопередачи проходит тем быстрее, чем больше разность температур источника тепла и нагреваемого тела и ороситель имеет малую массу примем температуру по которой вести расчет на 20 градусов больше температуры срабатывания спринклерного оросителя, т.е.77 ºС. Расчет времени проводиться по методике расчета критического продолжительности пожара. Результаты расчета приведены в приложении №3.

По результатам расчета время достижения температуры 77 ºС составило 23,8 с, критическая продолжительность пожара 60,26 с.

,8< 60,26

Время начала тушения пожара меньше критической продолжительности пожара.

2.2 Составление схемы системы обнаружения пожара

Спринклерная установка пожаротушения кроме функций по тушению пожара одновременно выполняет также функции системы обнаружения пожара. На основании вышесказанного структурная схема системы обнаружения пожара будет выглядеть как показано на рис.2.1.

При достижении требуемой температуры газовой среды на уровне спринклеров происходит их вскрытие. Раствор пенообразователя по распределительному трубопроводу поступает на тушение. В этот момент из-за падения давления в распределительном трубопроводе открывается контрольно-сигнальный клапан (КСК) от которого срабатывает сигнализатор давления (СДУ), сигнал от которого позволяет определить в каком именно из защищаемых помещений произошел пожар. Сигнал от сигнализатора давления идет на щит автоматики (ЩА). Далее щит автоматики производит включение звукового оповещения, светового табло и подает управляющий импульс на запуск электродвигателей пожарных насосов.

Рис.2.1 Структурная схема обнаружения пожара.

2.3 Гидравлический расчет установки пожаротушения

Важным моментом проектирования всех типов АУПТ является разработка схем размещения оросителей (распылителей, генераторов) и распределительных сетей трубопроводов. Требуемое для помещения количество спринклерных оросителей или генераторов определяется при проведении гидравлического расчета, а их установка производится с учетом технических характеристик и требований п.4 НПБ 88-2001^* [7].

Требуется определить диаметры трубопроводов и подобрать тип и параметры основного водопитателя для спринклерной установки водяного пожаротушения, защищающей помещение склада каучука. Размеры помещения 18´20´5м. Расстояние от защищаемого помещения до станции пожаротушения 55 м. Защищаемое помещение и станция пожаротушения расположены на первом этаже на одной отметке. Насосы запитаны от резервуара.

Решение.

. Определяем исходные данные для расчёта.

Интенсивность орошения водой J_н=0,2л/ (с·м²), [НПБ88-2001*, п.4.4, табл.2, НСИС ПБ 2006] для 3 группы помещений по степени опасности развития пожара

[НПБ88-2001*, прил.1].

Площадь для расчета расхода воды F_р = 180 м². табл.2. п.4.4 [7]

Производим трассировку трубопроводов и оросителей на плане защищаемого помещения. (рис.2.1). Для гидравлического расчёта принимаем следующий тип оросителя СПО0-РУд0,74-R1/2/Р57. В3-“СПУ-15”, основные характеристики которого изложены в приложении 2. Данный тип оросителей предназначен для получения из водного раствора пенообразователя воздушно-механической пены низкой кратности и применяется на стационарных установках пенного пожаротушения.

В результате получили, что фактическая площадь орошения спринклерным оросителем F_ор=9 м², что соответствует табл.2. п.4.4 [7]

Расчетное количество оросителей на площади F_р = 180 м².

. Определяем расход раствора пенообразователя через диктующий спринклер.

 л/с.

Где к=0,74, коэффициент производительности спринклерного оросителя (см. приложения).

H_min =15 м, минимальный свободный напор у оросителя (по технической документации на спринклер, см. приложения)

. 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=5 м/с.

Принимаем трубы стальные электросварные [ГОСТ 10704-91] и диаметр условного прохода распределительного трубопровода на участке 1-2 равным d_{у 1-2} =32 мм, к_т = 13,97 л²/с² [НПБ88-2001*, прил.2, табл.1].

. Определяем напор у 2 - го оросителя

. Определяем расход через 2-ой ороситель

. Определяем  на участке 2-3

Принимаем d_{у 2-а} = 40 мм, к_т = 28,7 л²/с².

. Определяем напор у 3-го оросителя

Рис.2.2 Схема троссировки оросителей.

9. Определяем  на участке а-3.

Принимаем d_{у 3-а} = 50 мм, к_т = 110 л²/с².

. Определяем напор в т. а.

. Определяем расход из левой ветки 1-го рядка при напоре Н_а^пр = 20,4 м по формуле

_4-5 =

где В_5-а - характеристика левой ветки рядка. Для определения В_5-а зададимся напором у 4 и 5 оросителей. Н^'₅ = Н₁ = 15 м, Н₄ = Н_2, соответственно им Q₅ = Q₁=2,86л/с, Q₄= Q₂=3л/с, диаметры условного прохода трубопроводов на участке 4-5 d_4-5=32 мм, к_т=13,97л²/с², на участке а-4 d_а-4=40мм, к_т= 28,7 л²/с². При этом напор в разветвлении “а” будет равен:

 и

,

Фактический расход из левой ветки первого рядка составит:

. Определяем диаметр питательного трубопровода.

Для этого определим суммарный расход воды на расчетной площади

∑Q_1-20=n_р∙ Q_1-5=4∙15,34=61,36 л/с.

где Q_{1-5 -} суммарный расход из оросителей 1-го рядка

Q_1-5= Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q_4-5 = 2,86 +3+3,34 +6,14=15.34 л/с.

n_р=4, число рядков на расчетной площади.

Принимаем d_{тр. пит} = 150 мм, к_т = 36920 л²/с²

. Определяем напор в точке “б”

. Определяем расход из оросителей 6-10.

 где

. Определяем напор в точке “в”

. Определяем расход из оросителей 11-15.

. Определяем напор в точке “г”

. Определяем расход из оросителей 16-20.

. Определяем напор в точке “з”

Определим суммарный расход из оросителей расчетной площади

Q_1-20=Q_1-5 + Q_6-10 + Q_11-15 + Q_16-20 = 15,34 +15,34+15,37+15,44=61,49 л/с.

. Определяем диаметр магистрального трубопровода.

Определим общий расход на все 6 защищаемых помещений

Q_маг= 6∙Q_общ= 6∙61,49= 368,94 л/с.

Принимаем d_{тр. маг} = 350 мм, к_т = 4062000 л²/с²

. Определяем требуемый напор у основного водопитателя (насоса) по формуле:

Н_вод = 1,2h_лин + h_кл + z + H_1,где,

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

_лин = h_распр + h_ст + h_подв,

_распр - потери напора в распределительных трубопроводах:

_распр = H_з - H₁ = 21,7 - 15 = 6,7 м,

_ст - потери напора в стояке:

При высоте помещения 5 м с учетом узла управления l_ст = 3,5 м._подв - потери напора в подводящем трубопроводе:

 отсюда_лин = 6,7 + 0,36 + 5,12 = 12,18 м;

б) h_кл - потери напора в клапане узла управления:

Технические характеристики клапанов

принимаем в установке клапан типа GRINNELL с условным проходом - 150 мм.

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

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

Требуемый напор у водопитателя будет равен:

Н_вод = 1,2h_лин + h_кл + z + H₁= 1,2 · 12,18 + 0,53 + 3,5 + 15 = 33,65 м.

По расходу Q_расч. = 61,49 л/с и по напору Н_вод. =33,65 м, пользуясь таблицей приложения 7, выбираем насосы марки 1Д 315-50 с электродвигателями мощностью 90,0 кВт, обеспечивающие подачу 87,5 л/с и напор 55,0 м. Принимаем 1 рабочий насос и 1 резервный.

2.4 Компоновка установки пожаротушения и описание ее работы

В начале этого раздела составляется структурная схема установки пожаротушения. На схеме в каждом квадратике, изображающем элемент установки, указывается название этого элемента. Компоновка установки пожаротушения показано на рис.2.3.

Описание работы установки в дежурном режиме: в состоянии готовности спринклерная установка находиться под давлением, создаваемым автоматическим водопитателем. Тарельчатый клапан узла управления плотно прилегает к седлу, перекрывая кольцевую выточку. Кольцевая выточка через сигнальный канал и пробковый кран соединяется с сигнализатором давления (СДУ). Давление в магистральном и питательном трубопроводах (соответственно под и над тарельчатым клапаном) равны. Открыты: задвижка на магистральном трубопроводе, пробковый кран и пробковый кран с малым отверстием на сигнальном трубопроводе.

Описание работы установки в режиме срабатывания.

При вскрытии спринклерного оросителя давление в распределительном и питательном трубопроводах падает, вскрывается контрольно-сигнальный клапан (КСК) и по подводящему трубопроводу из автоматического водопитателя вода через вскрывшиеся спринклерные оросители поступает на место тушения пожара. Одновременно вода поступает к сигнализатору давления, который выдает сигнал о срабатывании контрольно-сигнального клапана. Импульс от сигнализатора давления подается по электропроводам на щит автоматики, который при помощи звукового сигнала информирует о возникновении и начале тушения пожара. Информация о том в каком помещении возник пожар определяется по тому на каком направлении сработал сигнализатор давления. Продолжительность подачи воды от автоматического водопитателя на тушение пожара зависит от его объема и числа вскрывщихся спринклеров.

При падении давления в автоматическом водопитателе ниже расчетного замыкаются контакты электроконтактного манометра (ЭКМ), импульс от которого подается по проводам к щиту автоматики. Щит автоматики формирует импульс который подается на пусковое устройство, запускающее электродвигатель, приводящий в действие пожарный насос. Вода от источника водоснабжения подается насосом по питательному трубопроводу к КСК, а затем по направлению помещения в котором возник пожар. В это время функционирование пневмобака с помощью обратного клапана прекращается.

Электродвигатели имеют два независимых источника питания: основной и резервный. Источниками могут быть разные трансформаторы двухтрансформаторной подстанции или две близлежащих однотрансформаторных подстанцийи, подключенные к разным питающим линиям, проложенным по разным трассам, с устройством автоматического ввода резерва, как правило, на стороне низкого напряжения. При исчезновении напряжения в основном источнике питания автоматический ввод резерва (АВР) производит переключение на резервный источник питания и наоборот, при появлении напряжения в основном источнике питания.

Работа установки прекращается перекрытием задвижки в КСК и остановкой электродвигателя с насосом. С окончанием работ по ликвидации последствий пожара восстанавливают работоспособность установки. Для этой цели заменяют вскрывшиеся спринклеры на новые, заполняют водой пневмобак, открывают задвижку КСК.

Рис.2.3 Схема компоновки установки пожаротушения.

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

В связи с необходимостью поддерживания установки АУПТ в постоянном рабочем состоянии на объекте проводят ряд организационных мероприятий, в которые входят:

. Подготовка обслуживающего персонала и закрепление его приказом по объекту за УАПТ.

. Заводится эксплуатационная документация:

         проектные чертежи;

-        акт приема и сдачи в эксплуатацию;

         паспорт на оборудование;

         инструкция по эксплуатации;

         план-график технического обслуживания;

         график дежурства оперативного персонала;

         журнал учета оперативной обстановки.

В соответствии с инструкцией по эксплуатации установок водного и пенного пожаротушения обслуживание установок заключается в выполнении ряда мероприятий ежедневного, ежемесячного, еженедельного и ежегодного технического обслуживания.

К ежедневному ТО относятся следующие операции:

а) проверка чистоты и порядка в помещении станции пожаротушения;

б) контроль уровня воды в резервуаре с помощью контрольно-измерительных устройств;

в) внешний осмотр импульсного устройства или пневмобака.

г) проверка напряжения на вводах электропитания;

д) внешний осмотр узлов управления;

е) контроль доступа к узлам управления и кранам ручного пуска.

В еженедельное ТО входят все работы ежедневного ТО и следующие операции:

а) контроль насосов станции пожаротушения;

б) проверка узлов управления;

в) контроль систем трубопроводов;

г) очистка оросителей и побудителей от пыли.

К ежемесячному ТО относятся следующие работы:

а) проведение мероприятий по еженедельному ТО;

б) очистка поверхности трубопроводов от пыли и грязи;

в) пополнение резервуаров водой при понижении уровня ниже расчётной отметки;

г) затяжка гаек на фланцевых соединениях патрубков насосов с трубопроводами;

д) проверка исправности манометров пневмобака;

е) проверка работоспособности установки в ручном и автоматическом режимах;

ж) проверка сохранности пломб на смотровых люках ёмкостей с пенообразователем;

з) промывка водой дозирующего устройства;

ТО, проводимое раз в 3 месяца, включает:

а) проведение мероприятий по ежемесячному ТО;

б) смену набивок сальников насосов;

в) промывку и смазку подшипников насосов;

г) смену сальниковых уплотнений компрессора.

К годовому ТО относятся следующие работы:

а) метрологическая проверка контрольно - измерительными приборами;

б) контроль оборудования станции пожаротушения;

в) очистка и ремонт узлов управления;

г) переборка сальников всех вентелей;

д) промывка трубопроводов и смена воды в установке и резервуаре.

Сопротивление изоляции электрических цепей измеряют раз в 3 года при проведении очередного годового ТО.

К ТО, проводимому раз в 3,5 года, относятся работы:

а) разборка, чистка насосов и их арматуры, детальный осмотр всех частей, ремонт и замена неисправных;

б) гидравлические и пневматические испытания сети трубопроводов;

в) очистка резервуаров, ремонт гидроизоляционного слоя и приёмных клапанов;

г) промывка и очистка трубопроводов от грязи и ржавчины с заменой неисправных креплений;

д) окраска трубопроводов после их промывки и очистки.

Качество пенообразователя проверяют не реже 1 раза в квартал.

Пенообразователь считается непригодным, если значения его показателей на 20% ниже нормативных.

Особенности эксплуатации АУПТ в зимний период.

Заключение

В ходе выполнения курсового проектирования автоматической установки пожаротушения для склада синтетического каучука я установил, что объект (согласно НПБ 110-03 [13]) подлежат оборудованию автоматическими установками пожаротушения. Были изучены физико-химческие и пожароопасные свойства горючего материала, по которым, на основании НПБ105-03 [8], определил категорию помещения по пожарной и взрывопожарной опасности - В1. Освоил методику расчета критической продолжительности пожара в помещении. Кроме этого, мною отработаны навыки использования литературных источников при решении конкретных вопросов. Например, были проанализирован рад применяемых для тушения древесины огнетушащих веществ, указанных в справочнике Баратова, и выбрано наиболее рациональное огнетушащее вещество - воздушно-механическая пена. Выбранный способ тушения - локальный по площади, осуществляется спринклерной установкой пожаротушения. Побудителем системы пожаротушения и одновременно оросителем является спринклер СПО0-РУд0,74-R1/2/Р57. В3-“СПУ-15”. Время срабатывания спринклера при возникновении пожара составляет 23,8 секунд, а критическая продолжительность пожара 60,26 секунд, таким образом время начала тушения пожара меньше критической продолжительности пожара. Спринклерная установка выполняет также функцию автоматической пожарной сигнализации, поэтому установка в помещении пожарных извещателей не требуется. Сигнал о пожаре приходит на пульт автоматики от сигнализатора давления, установленного на контрольно-сигнальном клапане. По тому, какой сигнализатор давления сработал определяют в каком помещении произошел пожар.

При выполнении курсового проекта была отработана методика гидравлического расчета установки водяного пожаротушения (составление схемы троссировки оросителей, определения необходимой интенсивности орошения, расчет диаметров условного прохода питательного и распределительного трубопроводов, определение гидравлических потерь в сети и отдельных узлах). По расходу Q_общ. = 61,49 л/с и по напору Н_вп. =55 м. вод. ст, принято к установке 2 насоса марки 1Д 315-50 с электродвигателями мощностью 90,0 кВт, обеспечивающие подачу 87,5л/с и напор 50м. вод. ст. Один насос является основным и один резервным.

Приводится описание работы установки в дежурном и режиме срабатывания, а также компоновка её составных частей. В целях поддержания в постоянном рабочем состоянии установки и исправности основных узлов автоматической установки пожаротушения разработаны инструкции обслуживающему персоналу, включающие основные мероприятия по техническому обслуживанию.

Приложения

Приложение 1

Тактико-технические и эксплуатационные характеристики пенообразователя "ПО-ЗНП"

Приложение 2

  СПО0-РУо (д) 0,74-R1/2/Р57. В3-“СПУ-15” <file:///E:\НСИС%20ПБ%202006\KatalogPTP\Special\Parts\Raz_4\pict_4\spu_bia.htm>

(СПО0-РУд0,74-R1/2/Р57. В3-“СПУ-15”) СПО0-РУо (д) 0,74-R1/2/Р68. В3-“СПУ-15” <file:///E:\НСИС%20ПБ%202006\KatalogPTP\Special\Parts\Raz_4\pict_4\spu_bia.htm>