Разработка проекта автоматической установки пенного пожаротушения для участка окраски и сушки изделий

Академия государственной противопожарной службы МЧС России

Кафедра пожарной автоматики

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по теме: «Разработка проекта автоматической установки пенного пожаротушения для участка окраски и сушки изделий»

Выполнил:

слушатель 5 «Б» курса ФЗО

группа № 54116

старший лейтенант внутренней службы

Гиндия Сатбей Русланович

зачетная книжка № 11032

Москва 2014

Задание

Исходные данные для разработки проекта

Назначение защищаемого помещения

Таблица 1

Первая цифра заданияНазначение помещенияОсновной вид пожарной нагрузкиДополнительные сведения6Участок окраски и сушки изделийКраска, растворители (ЛВЖ)Категория «В2». Помещение встроенное в здание, расположено на 1-м этаже.

Размер защищаемого помещения Таблица 2

Размеры помещения, мНомер варианта, вторая цифра задания3Длина 48Ширина 30Высота 6

Дополнительные исходные данные Таблица 3

Исходные данные Номер варианта, третья цифра задания4Расстояние до насосной станции пожаротушения, м90Гарантированный напор в наружной водопроводной сети, м вод. ст.15Размер насосной станции, м 8 х 6 х 3

1. Введение

Известно, 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.

Применяются 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.

2. Краткий анализ пожарной опасности защищаемого объекта

Рассмотрим физико-химические и пожароопасные свойства красок и растворителей, как наиболее опасной в пожарном отношении.

Краска, легковоспламеняющаяся жидкость. Температура вспышки 31 - 41 °С; температура воспламенения 37 - 41 °С; температура самовоспламенения 420 - 550 °С; температура предела распространения пламени: нижний 21 °С, верхний 56 °С.

Растворители, легковоспламеняющаяся жидкость. Температура вспышки 3 - 29 °С; температура воспламенения 6 - 29 °С; температура самовоспламенения 247 - 550 °С; температура предела распространения пламени: нижний 1 °С, верхний 50 °С

Средства тушения: пена, порошок

Категория производства по степени пожарной опасности В2, из этого следует что удельная пожарная нагрузка составляет от 1401 до 2200 МДж/м2.

Класс помещения по ПУЭ B-Ia, в которых взрывоопасные смеси горючих газов или паров ЛВЖ с воздухом могут образовываться только в случае аварий.

Характерные признаки пожара: пламенное горение, быстрое повышение температуры, задымление, едкий дым.

В соответствии с СП 5.13130.2009 по степени опасности развития пожара в зависимости от их функционального назначения и пожарной нагрузки сгораемых материалов помещение относится к группе 4.1, окрасочные и сушильные камеры.

. Обоснование необходимости применения автоматической пожарной защиты объекта

а) по нормативным документам:

Основным документом на проектирование водяных и пенных установок пожаротушения для зданий и сооружений различного назначения является СП 5.13130.2009.

Существует четыре объективные причины, обусловливающие необходимость внедрения систем автоматической противопожарной защиты:

а) реконструируются существующие промышленные предприятия, развиваются новые производства, повышается их энергонасыщенность, что в ряде случаев опережает возможности ГПС по эффективной защите объектов от пожаров;

б) происходят коренные изменения на современном этапе развития страны: появились новые технологические процессы с высокими параметрами взрывопожароопасности; в строительной практике осваивается высотное строительство и блокирование объектов на больших площадях; возникают многофункциональные комплексы; концентрируются значительные материальные ценности, особенно в высокостеллажных складах;

в) происходит расширение сферы автоматизации технологических процессов производств, приводящей к уменьшению численности рабочего персонала и, как следствие, несвоевременному обнаружению пожаров и эффективной борьбе с ними;

г) быстрое развитие транспорта в крупных городах затрудняет своевременное прибытие пожарных частей к месту пожара.

Помещения, подлежащие защите автоматическими установками пожаротушения, определены: «Перечнем зданий, сооружений, помещений и оборудования, подлежащих защите автоматическими установками пожаротушения и автоматической пожарной сигнализацией». Согласно данного перечня (пункт 5.2) производственное помещение при их размещении в надземных этажах должны оборудоваться автоматическими установками пожаротушения при их площади 1000 м2 и более. Помещение участка окраски и сушки изделий расположено на 1-ом этаже, его площадь S=48·30=1440 м2, соответственно должно оборудоваться автоматической установкой пожаротушения.

б) по значимости объекта:

Основным источником возникновения пожара может быть короткое замыкание электропроводки при использовании электрического оборудования.

Кроме того одним из источников зажигания также может быть несоблюдение режима курения.

Каждый из этих источников способен привести к возникновению пожара в помещении, последствия которого трудно предсказать.

Особенностью развития пожара в помещении является то, что в случае отказа аварийной системы вентиляции, даже при небольшом пожаре будет создана сложная задымленная обстановка. Это затруднит эвакуацию людей и материальных ценностей, и создается трудность в работе оперативных пожарных подразделений.

Поэтому необходимо оборудовать помещение автоматической установкой пожаротушения.

. Обоснование выбора типа установки пожаротушения

Учитывая возможные причины и место возникновения пожара, а так же условия его протекания, принимаем локальный метод тушения. Это объясняется тем, что пожар может произойти в каком-то определенном месте, поэтому подавать огнетушащее вещество необходимо непосредственно в очаг пожара. При определенной инерционности установки пожар не будет распространяться.

Для тушения пожара водой локально по площади применяем спринклерную установку пожаротушения.

В зависимости от температуры эксплуатации АУП выбираем тип спринклерной установки - водозаполненная (температура эксплуатации выше 5 0С).

Вид автоматического пуска установки пожаротушения для защиты объекта выбирается с учетом обеспечения требуемого времени обнаружения пожара, исходя из условия соответствия тактических характеристик побудителей условиям применения на данном объекте.

В соответствии с вышеизложенным принимаем тип установки автоматического пожаротушения с пуском от пожарных извещателей с электропуском.

Согласно пункта А.3 СП 5.13130.2009 для запуска автоматической установки пожаротушения данное помещение необходимо оборудовать дымовыми пожарными извещателями.

. Выбор вида огнетушащего средства и его удельного расхода (интенсивности подачи)

пожарный опасность автоматический огнетушащий

По физико-химическим свойствам по справочнику А.Н. Баратов, А.Я. Корольченко «Пожаровзрывобезопасность веществ и материалов и средства их тушения» древесину можно производить тушение ВМП. Наше помещение относится к 4.1 группе, тогда для данного объекта мы принимаем пенную спринклерную установку пожаротушения, в данном случае спринклерная установка пожаротушения будет проектироваться пеннонаполненная, т.к. помещение расположено в здании и температура воздуха превышает 50С.

Основные исходные данные для расчета принимаем:

интенсивность орошения раствором пенообразователя J = 0,15 л/с?м2;

максимальная площадь, контролируемая одним спринклерным оросителем Fc = 12 м2;

площадь для расчета расхода воды Fр = 120 м2;

продолжительность работы установки водяного пожаротушения 60 мин.;

максимальное расстояние между спринклерными оросителями 4 м.

. Гидравлический расчет установки пенного пожаротушения

Гидравлический расчет спринклерной АУП ведется с учетом работы всех оросителей на расчетной площади.

Защищаемое помещение - участок окраски и сушки изделий размерами 48х30 м, площадь помещения составляет 1440 м2, высота помещения 6 м. Расстояние от насосной станции до места ввода питающего трубопровода в защищаемое помещение равно 90 м.

Выбираются исходные данные для расчета:

а) группа помещения по степени опасности развития пожара - 4.1;

б) интенсивность орошения ; площадь для расчета расхода воды ; площадь, защищаемая одним спринклерным оросителем (табл.1 СП 5.13130.2009);

в) число оросителей, участвующих в гидравлическом расчете,

шт.

Выбор диаметра оросителя.

Для производственных помещений принимается диаметр выпускного отверстия оросителя D=10 мм (К=0,31; Hмин==5 м.).

Определяется необходимый напор на «диктующем» оросителе.

Выбирается ороситель СВН-10. Напор на диктующем оросителе принимается по формуле:

,

где: Iн - нормативная интенсивность орошения, л/(с·м2) (по табл.1 СП 5.13130.2009);с - проектная площадь орошения спринклером, м2 (паспортная,

(по табл.1 СП 5.13130.2009);- коэффициент производительности оросителя, л/(с·м2);мин- минимальный напор у спринклера, м.

Определяют расход воды через "диктующий" спринклер, л/с:

Определяют напор у любого последующего спринклера:

где: Hпред - напор у предыдущего спринклера, м;

lуч - длина рассматриваемого участка, м;

Qуч - расход на рассматриваемом участке, л/с;т - характеристика трения трубопровода по СП 5.13130.2009 (см. прил.10 МУ), л2/с2 , принимаемая в зависимости от диаметра трубы, который может быть определен по формуле:

где: V - скорость движения воды по трубе на рассматриваемом участке (принимают равной 3...5 м/с).

Таким образом,

.

Трассировка трубопроводов и оросителей с учетом изложенного показана на рис.1.

Расчетные оросители, в том числе в "неполных" рядках должны быть наиболее удаленными от насосной.

Рис.1. Трассировка трубопроводов и оросителей при тупиковой распределительной сети

Определяется диаметр условного прохода трубопроводов.

а) На левой ветви рядков по пять оросителей, следовательно, максимально ориентировочный расход воды по рядку .

Примем скорость движения воды по трубопроводу , тогда

С учетом табл. 1 Прил.2 НПБ 88* принимаем диаметр условного прохода трубопровода всех рядков 50 мм, Значение

б) Ориентировочный расход жидкости в трубопроводе после т. "а" (т. е. после 10-го оросителя) ;

Принимаем диаметр условного прохода трубопровода от "а" до насосной 80 мм, значение .

Определяются значения расходов и напоров в расчетных точках

а) ; ;

б) ;;

в)

г)

д)

е) ;

ж) Определяется суммарный расход в т. "а" (При симметричном рядке расход из одной ветви просто удваивается).

Фактический расход из рядка "а" (он же расход по участку трубопровода "а-б")

.

Линейные потери напора в трубопроводах от т. "а" до т. 1:

.

Линейные потери напора в трубопроводах от т. "а" до узла управления, включая длину стояка :

Суммарное значение линейных потерь . Примем клапан БКМ (КЗС, J-1, F200). Потери напора на нем .

.

Расчетный напор на насосе : . Расчетная производительность насоса . По этим величинам пользуясь каталогом насосного оборудования (или см.прил. 8 МУ), выбираем насос серии 1Д200-90, у которого Q-H характеристика является ближайшей. Мощность насоса 75 кВт.

. Компоновка основных узлов и описание работы установки пожаротушения

В соответствии с п. 5.2.1. СП 5.13130.2009 спринклерную установку пенного пожаротушения принимаем водозаполненной, так как все помещения в течение года имеют температуру выше 5°С.

Основными узлами спринклерной установки пенного пожаротушения являются: спринклер, система трубопроводов, узел управления, автоматический и основной водопитатели.

Спринклер выполняет одновременно две функции: побудителя (датчика) и оросителя ударного действия.

Спринклер работает следующим образом: при повышении в условиях пожара температуры до величины, на которую рассчитан тепловой замок, разрушается, освобождая клапан, запирающий выходное отверстие насадка. Раствор пенообразователя из сети, выходя под некоторым давлением через насадок, ударяется о розетку, дробится, образуя, воздушно-механическую пену, имеющую в основании круг площадью 9-12 .

Температура воздуха в помещениях участка окраски и сушки не превышает 30°С, поэтому выбираем спринклерные оросители с плоской розеткой типа СВНо-10 - Р68.03 (68?C), расположенные розетками вниз (сертификат соответствия РОСС US.ББО2.В00150 и сертификат пожарной безопасности ССПБ US.УП001.В00651).

Система трубопроводов состоит из подводящего, питающего, распределительного трубопроводов. Подводящий трубопровод, соединяющий водопитатель с узлами управления в соответствии с п. 5.8.1. СП 5.13130.2009 проектируется тупиковым.

Для каждой секции имеется свой узел управления. Трассировку осуществляем так, что бы длина движения раствора пенообразователя до диктующей точки была кратчайшей. Трубопроводы проектируются из стальных труб по ГОСТ 10704-91 со сварными соединениями.

Узлы управления спринклерной установки пенного пожаротушения представляют собой запорное устройство, автоматически открывающееся при включении установки и пропускающее раствор пенообразователя в то направление, где произошел пожар. Узел управления предназначен для контроля давления со стороны водопитателя сети управления, подачи сигнала тревоги.

Узлы управления, размещаемые вне защищаемых помещений, следует выделять остекленными или сетчатыми перегородками.

Узлы управления должны обеспечить:

подачу пенных растворов на тушение пожаров;

заполнение питающих и распределительных трубопроводов раствором;

слив раствора из питающих и распределительных трубопроводов;

компенсацию утечек из гидравлической системы АУП;

сигнализацию при срабатывании сигнального клапана;

проверку сигнализации срабатывания узла управления;

измерение давления до и после узла управления.

Для исключения ложных срабатываний сигнального клапана предусмотрим перед сигнализатором давления камеру задержки или установим задержку в выдаче сигнала на время 3 - 5с (если это предусмотрено конструкцией сигнализатора давления).

Для обеспечения давления в распределительной сети установки до включения основного водопитателя применен насос подкачки («жокей») типа CR 2-70, с электродвигателем мощностью 0,75 кВт;

В качестве основного водопитателя предусмотрен городской водопровод с двумя насосами (один - рабочий, другой - резервный) с автоматическим и ручным пуском. Электроснабжение обеспечивается по 1 категории, т.е. от двух независимых источников питания.

. Автоматизация системы пенного пожаротушения