Проектирование автоматической установки пожаротушения в помещении цеха вальцевания в процессе производства которого используется резинаИзвестно, что за последние десятилетия во многих сферах человеческой деятельности явно прослеживается громадный скачек в развитии науки и техники. В деятельности человека, по геометрической прогрессии, внедряется компьютеризация и автоматизация. Появляются новые строительные и отделочные материалы, дорогостоящее оборудование, высокие и наукоемкие технологии, которые более эффективные, но в тоже время могут нести в себе большую опасность, в том числе и пожарную. Не надо забывать о культурных ценностях, которые может утратить человечество по своей безопасности и халатности, потеря которых несравнима и неоценима ни с какими физическими ценностями. И чтобы снизить вероятность потерь, человек прибегает к различным мерам защиты. Человек старается максимизировать безопасность своего имущества, своей жизни как дома, так и на рабочем месте. Одно из направлений защиты — противопожарная защита. Противопожарную защиту можно осуществить несколькими способами и видами. Например, внедрением систем Автоматической Противопожарной Защиты, (в дальнейшем АППЗ), которые являются одним из наилучших видов противопожарной защиты. Внедрение и правильное обслуживание пожарной автоматики, и систем АППЗ в целом, приводит к эффективной защите тех помещений где она установлена, путем обнаружения, сообщения и подавления очага горения в начальный момент пожара. В тоже время, проектирование установок пожарной автоматики, является сложным процессом. От того насколько качественно он выполнен, зависит эффективность АППЗ. Поэтому, проектирование 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, класса возможного пожара, группы важности объекта, а также механизма и способа тушения. 1. Анализ пожарной опасности защищаемого объекта. Дано помещение цеха вальцевания, размерам 14х10х6 м, в технологическом процессе которого применяется резина. Помещение II степени огнестойкости, отопление есть, вентиляция отсутствует, постоянно открытых проемов нет, пожаровзрывоопасность электрооборудования по ПУЭ-П-IIа. Пожарная нагрузка в цехе составляет 210 кг * м -2 . Линейная скорость распространения горения V л =0,018 м * с -1 , массовая скорость выгорания V м =0,012 кг * м -2 * с -1 , низшая теплота сгорания Q н = 33,5 * 10 6 Дж * кг 1 0. Коэффициент дымообразования k д , пламенного горения составляет 0,052 кг * кг -1 , тления — 0,14 кг * кг -1 . Расстояние до станции пожаротушения — 45 м, гарантированный напор Н г =10 м. Зная пожарную нагрузку объекта, рассчитаем полное время свободного горения: Следует признать, что на начальной стадии (до вскрытия остекления при температурах 300 ° С) наиболее опасным будет центральный пожар по равномерно распределенной пожарной нагрузке. Отметим также, что для простоты курсового проектирования пожарную нагрузку защищаемого объекта принимаем однородной, а распространение огня по конструкциям здания отсутствует. Размещение и габариты технологического оборудования не сообщаются. Но в тоже время это не дает основания для проектирования световых и ультразвуковых ПИ. Площадь наиболее опасного центрового пожара F п по однородной равномерно распределенной пожарной нагрузке, пока он имеет круговую форму, может быть рассчитан по выражению: F п = p * l 2 t , где l t — путь, пройденный фронтом огня из точки воспламенения, м. l t = 0 , 5V л t + V л ( t *-10) для твердых сгораемых материалов и l t = V л t при горении жидкостей. t и t * — текущее время. t = 1, 2, 3, 5, 7, 10 минут. Слагаемое, содержащее t *, учитывается, когда текущее время расчета F п должно быть принято более 10 минут. По результатам данного расчета следует построить график зависимости площади пожара от времени: F п = ¦ ( t ) (рис. 1) и определить t кр . l t = 0,5V л* t F п = p * l 2 При t = 1 мин l t = 0,5 * 0,018 * 1 * 60 = 0,54 м; F п = 3,14 * 0,54 2 = 0,915 м 2 При t = 2 мин l t = 0,5 * 0,018 * 2 * 60 = 1,08 м; F п = 3,14 * 1,08 2 = 3,66 м 2 При t = 3 мин l t = 0,5 * 0,018 * 3 * 60 = 1,62 м; F п = 3,14 * 1,62 2 = 8,24 м 2 При t = 5 мин l t = 0,5 * 0,018 * 5 * 60 = 2,7 м; F п = 3,14 * 2,7 2 = 22,89 м 2 При t = 7 мин l t = 0,5 * 0,018 * 7 * 60 = 3,78 м; F п = 3,14 * 3,78 2 = 44,8 м 2 При t = 10 мин l t = 0,5 * 0,018 * 10 * 60 = 5,4 м; F п = 3,14 * 5,4 2 = 91,56 м 2 По полученным данным строим график зависимости площади пожара F п времени от t : Однако t кр. по температурным проявлениям внутренних пожаров может быть найдено достаточно надежно, если использовать, не учитывающее потерь, известное приближение для расчета среднеобъемной температуры t:
Концентратор обеспечивает отображение всей поступающей информации о состоянии пожарных извещателей или неисправностей в сигнальных цепях на пульт центрального оповещения, а также формирование адресных сигналов-команд на пуск установок автоматического пожаротушения. Техническая характеристика концентратора ППС-3
Способ тушения выбирается, исходя из предельно допустимого времени развития пожара и достижимого быстродействия подачи огнетушащего вещества в нужные зоны помещения. Время включения АУП t вклАУП должно быть существенно меньше критического времени свободного развития пожара t кр : t вклАУП = t пор + t ипи + t у.у. + t тр t кр . t вклАУП = 75,5 + 5 + 0,4 + 18,3 t кр . t вклАУП = 99,23 t кр . где t ипи — инерционность пожарного извещателя, t у.у. — продолжительность срабатывания узла управления (пускового блока) АУП, с, (Бубырь Н.Ф., и д.р. Производственная и пожарная автоматика. Часть 2.-М.:Стройиздат,1985. табл.18.11); t тр — время транспортирования огнетушащего вещества по трубам: t тр = l/ V . Здесь l — длина подводящих и питательных трубопроводов, м; V — скорость движения огнетушащего вещества, м * с -1 (целесообразно взять V = 3 м * с -1 ). Наиболее целесообразным способом тушения пожара в цехе с применением в технологическом процессе резины является объемный, т.е. для тушения применяется пена (справочник А.Н. Баратова, таб. 4.1). 6. Гидравлический расчет АУП. Важным моментом проектирования всех типов АУП является разработка схем размещения оросителей (распылителей) и распределительных сетей трубопроводов. Требуемое для помещения количество дренчерных (равно как и спринклерных) оросителей и их установка производится с учетом их технических характеристик, равномерности орошения защищаемой площади (табл.1 СНиП 2.04.09-84) и огнестойкости (пункт 2.20 СНиП 2.04.09-84) помещения. По приложению 2 СНиП 2.04.02-84 принимается третья группа помещения по опасности распространения пожара. По таблице 1 СНиП и таблице 5 приложения 6 СНиП принимаю основные расчетные параметры: — интенсивность подачи огнетушащего средства 0,12 л/с * м 2 ; — продолжительность работы установки 1500 с (25 мин); — коэффициент разрушения пены k 2 = 3. По табл.2 приложения 6 для расчета примем генератор пенный 2-ГЧСм. Значение коэффициента k = 1,48. Минимальный свободный напор, м — 15; максимальный допустимый напор, м = 45. 6.1 Рассчитываем требуемый объем раствора пенообразователя. Осуществим размещение генераторов на плане помещения. Разводящая сеть принимается кольцевой. Положение генераторов ГЧСм асимметрично стояка. Для наглядности покажем также принципиальную расчетную схему АУПП и важнейшие размеры архитектурно-планировочных решений. Схема размещения генераторов пены, а также расчетная схема АУПП с насосом дозатором показана в графической части. 6.4 Выбираем диаметр труб кольцевого питательного d 1 и подводящего трубопровода d 2 : Значение К т = 572 ( СНиП таб.9 прил. 6). Значение К т = 4322 ( СНиП таб.9 прил. 6). 6.5 Выполняем гидравлический расчет сети основного водопитателя с учетом расходов, включающих пенообразователь. Поскольку H 1 =45 м, то Q = 9,93 л/с. В дальнейшем, чтобы минимизировать невязку напоров левого и правого направлений обхода кольцевого трубопровода относительно точки 3, допустим, что расход диктующего оросителя лишь на 15% осуществляется со стороны распределительного полукольца, включающего генератор 2. Следовательно : Динамические потери напора сети - это зависимость динамической составляющей H дин на выходном патрубке насоса от текущих расходов Q 1 , возведенных в квадрат:
Отсюда ясно что расход пенообразователя и объем также изменится: Q по = 20 * 0,06 = 1,2 л/с V по = Q по* t раб = 1,2 * 1500 = 1800 л =1,8 м 3 8. Расчет диаметра дозирующей шайбы насоса дозатора. В заключении выбираем насос дозатор и рассчитываем диаметр дозирующей шайбы d ш . В качестве насоса дозатора принимаем ЦВ-3/80. При этом разность напоров из линии насоса дозатора и основного водопитателя в точке их врезки будет не более H = 225-58 = 167 м. Теперь используем выражение, позволяющее рассчитать диаметр дозирующей шайбы: Дренчерная установка пожаротушения состоит из трех 'блоков'. Защищаемые помещения в которых установлены датчики-извещатели для обнаружения пожара и оросители для его ликвидации. Помещение персонала, где установлен приемно-контрольный прибор, щит управления. Помещение, где расположены насосы, трубопроводы, водопенная арматура. Установка работает следующим образом: при возникновении пожара срабатывает ПИ. Электрический импульс подается на щит управления и приемную станцию пожарной сигнализации. Включается световая и звуковая сигнализация. Командный сигнал управления поступает на включение электрозадвижки и насоса. Насос подает воду из основного водопитателя в магистральный трубопровод, где в поток воды дозируется определенное количество пенообразователя. Полученный раствор транспортируется через задвижку в распределительную сеть, и далее в оросители. 10. Разработка инструкций для обслуживающего персонала. Важными требованиями к дренчерной установки водяного пожаротушения является приспособленность к средствам контроля технического состояния в процессе эксплуатации. При обосновании оптимального ТО учитывается вероятность безотказной работы, поскольку этот параметр оказывает решающее влияние на надежность установок в условиях эксплуатации. Инструкция по организации и проведения работ по каждодневному техническому обслуживанию установок требует выполнение ряда мероприятий, проводимых ежедневно, ежемесячно, раз в три месяца, раз в три года, раз в три с половиной лет. К ежедневному техническому обслуживанию относятся следующие операции: — проверка чистоты и порядка в помещении станции пожаротушения; — контроль указания воды в резервуаре с помощью КИП; — проверка напряжения на вводах электроустановках; — внешний осмотр узлов управления. В еженедельный ТО входят все работы ежедневного ТО и следующие операции: — контроль насосов станции пожаротушения и их запуск на 10 мин; — проводятся: проверка исправности КИП, возобновление запасов смазки в маслоцилиндрах. — проверка узлов управления и контроль систем трубопроводов; — очистка оросителей от грязи и пыли. К ежемесячному ТО относятся следующие работы: — проведение мероприятий еженедельного ТО; — очистка поверхностей трубопроводов от пыли и грязи; — проверка работоспособности установки в ручном и автоматическом режимах. ТО, проводимое раз в три месяца: — проведение мероприятий по ежемесячному ТО; — проверка КИП; — промывка трубопроводов; — проверка работоспособности электрооборудования; К ТО, проводимому раз в три с половиной года относятся работы: — разборка, чистка насосов и арматуры; — окраска трубопроводов. 11. Эксплуатация в зимний период. В помещении насосной станции необходимо поддерживать положительную температуру не ниже +5 градусов. В резервуаре(ах) с пенообразователем следует поддерживать температуру от 5 до 20 градусов С. Заключение. В ходе выполнения курсового проектирования автоматической установки пожаротушения цеха вальцевания в технологическом процессе которого используется резина, я закрепил теоретические знания и практически освоил методику инженерных расчетов. Кроме этого, отработал навыки использования литературных источников при решении конкретных вопросов проектирования. Литература. 1. СНиП 2.04.09-84. Пожарная автоматика зданий и сооружений. -М.: Государственный комитет по делам строительства, 1995 г. 2. Ф.И. Шаровар. Устройство и системы пожарной сигнализации. -М.: Стройиздат, 1985.- С299. 3. Н.Ф. Бубырь и др. Производственная и пожарная автоматика. -М.: ВИПТШ, 1986.-С293. 4. А.Н. Баратов и др. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: Справочник. -Ч 1, 2.-М.:Химия, 1990. 5. П.П. Алексеев и др. |