Краткий анализ пожарной опасности защищаемого объекта

Помещение представляет собой складское помещение по хранению синтетических изделий на основе пластмассы, размеры которого 42×24×6 метров (защищаемая площадь 1008 м²). Склад является не отапливаемым с относительной влажностью не более 80%. Помещение расположено в отдельном здание. Имеется приточно-вытяжная вентиляция. Основным вид пожарной нагрузки является полимерные материалы на основе ПВХ, высота складирования 1,5 м.

Краткая характеристика пожарной нагрузки:

Пластмасса- твердое горючее вещество, температура самовоспламенения (аэровзвеси) 440 ⁰С, НКПР пламени 20 г/м³; максимальное давление взрыва 0,69 МПа; максимальная скорость нарастания давления взрыва 12 МПа/с; минимальная энергия зажигания 15 мДж; при горении выделяются высокотоксичный дым, высокая температура пламени.( из программы HIFEX)

По НПБ 105-03 складское помещение относится с пожароопасным помещения категории В1. Класс пожароопасности по ПУЭ – а. Из НПБ 88-01* приложение 1 определяем, что помещение относится к шестой категории.

Обоснование необходимости вида

Автоматической противопожарной защиты

Из НПБ 110-03 «Перечень зданий, сооружений, помещений и оборудования,

подлежащих защите автоматическими установками пожаротушения и автоматической пожарной сигнализацией» таблицы 3, п.4.2 видно, что наземные помещения складского назначения категории В1, имеющие площадь более 300м² должны устанавливаться система автоматического пожаротушения.

Необходимость установки обуславливаются также тем, что пожар может привести к значительному материальному ущербу, из-за большой удельной пожарной нагрузки в помещении, высокой токсичности ПВХ.

Выбор автоматической установки пожаротушения

Выбираем спринклерную установку питающий и распределительные трубопроводы которой заполнены воздухом, находящимся под давлением, а подводящий водой. Площадь тушения принимается по НПБ 88-01* (таблицы 1) равной 180м², т.е. срабатывания 20 оросителей. Температура разрушения термозамка на оросителях принимаем 57⁰С, с максимальной температурой окружающей среды до 38⁰С. Инерционность установки: подача воды производится сразу после разрушения термозамка (порога срабатывания чувствительного элемента). Побудительной системой является клапан, находящийся в узле управления. Он открывается при падении равновесия в давлениях между питающим и подводящим трубопроводом.

Гидравлический расчет

Выбор нормативных данных для расчета и выбора оросителей

По НПБ 88-01 определяем:

приложение 1: 6 группа;

из таблицы 1: интенсивность орошения I_тр=0,32 л/с×м²; максимальная площадь контролируемая одним оросителем 9 м²; площадь для расчета расхода воды 180 м²; продолжительность работы установки 60 мин.; максимальное расстояние между оросителями 3 м.

количество оросителей для требуемой площади расчета: n=S_тр/S_ор=180/9=20 шт.

требуемая производительность (расход воды) диктующего оросителя: л/с

I_тр- нормативная интенсивность орошения одного оросителя, л/с*м²;

F_c- проектная площадь орошения оросителем, м²;

Расход воды через диктующий ороситель:

,

где Н₁- напор у оросителя, принимаем минимальный напор при котором функционирует ороситель 10м.

к- коэффициент производительности оросителя, выбираем оросители с условным диаметром выходного отверстия 15 мм. и к=0,77.

- условие не выполняется;

следовательно, повышаем давление на диктующим оросителе до 15м

;

- условие выполняется;

Для спринклерных оросителей определяем температуру срабатывания термозамков - 57⁰С, с максимальной температурой окружающей средой до 38⁰С.

Гидравлический расчет сети

Ороситель 1:

Из предыдущих расчетов к=0,77; H=15м; Q=2,98 л/с.

Участок 1-2:

длина трубы 3 м (из рисунка размещения оросителей и трассировки труб);

диаметр трубы принимаем D_y=100мм, следовательно коэффициент трения этой трубы 4322 (приложения 2, табл.1 НПБ 88-01) равен к₁=4322;

Q=2,98 л/с;

потери по длина на этом участке:

следовательно, суммарный напор Н=15+0,006=15,006м.

Ороситель 2:

к=0,77 (для всех оросителей);

давление у оросителя Н=15,006м

Расход нарастающим итогом Q=2,98+2,983=5,963 л/с

Участок 2-3:

длина трубы 3 м;

диаметр трубы D_y=100мм, к₁=4322;

Q=5,963 л/с;

потери по длине на этом участке:

следовательно, суммарный напор Н=15,006+0,025=15,031м.

Ороситель 3:

к=0,77;

Н=15,031 м

Расход итогом Q=5,963+2,99=8,953 л/с

Участок 3-4:

длина трубы 3 м;

диаметр трубы D_y=100мм, к₁=4322;

Q=8,953 л/с;

потери по длина на этом участке:

суммарный напор Н=15,031+0,056=15,087 м

Ороситель 4:

к=0,77

Н=15,087 м

Расход итогом Q=8,953+2,991=11,944 л/с

Участок 4-5:

длина трубы 1,5 м;

диаметр трубы D_y=100 мм, к₁=4322;

Q=11,944 л/с;

потери по длина на этом участке:

суммарный напор Н=15,087 +0,05=15,137 м

Точка 5:

Н=15,137 м

Расход в точке Q=11,944 л/с;

коэффициент участка 1-5:

Участок 5-6:

длина трубы 3 м;

диаметр трубы D_y=150 мм, к₁=36920;

Q=11,944 л/с;

потери по длина на этом участке:

суммарный напор Н=15,137+0,012=15,149 м

Точка 6:

Н=15,149 м

расход в точке будет равен:

расход итогом Q=11,944+11,949=23,893 л/с

Участок 6-7:

длина трубы 3 м;

диаметр трубы D_y=150 мм, к₁=36920;

Q=23,893 л/с;

потери по длина на этом участке:

суммарный напор Н=15,149+0,046=15,195 м

Точка 7:

Н=15,195 м

расход в точке будет равен:

расход итогом Q=23,893+11,967=35,86 л/с

Участок 7-8:

длина трубы 3 м;

диаметр трубы D_y=150 мм, к₁=36920;

Q=35,86 л/с;

потери по длина на этом участке:

суммарный напор Н=15,195+0,104=15,299 м

Точка 8:

Н=15,299 м

расход в точке будет равен:

расход итогом Q=35,86+12,008=47,868 л/с

Участок 8-9:

длина трубы 3 м;

диаметр трубы D_y=150 мм, к₁=36920;

Q=47,868 л/с;

потери по длина на этом участке:

суммарный напор Н=15,299+0,186=15,485 м

Точка 9:

Н=15,485 м

расход в точке будет равен:

расход итогом Q=47,868+12,081=59,949 л/с

Участок 9-10:

длина трубы 40,5 м;

диаметр трубы D_y=150 мм, к₁=36920;

Q=59,949 л/с;

потери по длине на этом участке:

следовательно, суммарный напор Н=15,485+3,942=19,427 м

Участок 10-до насосной станции:

длина трубы 88 м;

диаметр трубы принимаем D_y=150 мм, к₁=36920;

Q=59,949 л/с;

потери по длина на этом участке:

следовательно, суммарный напор Н=19,427+8,566=27,993 м

участки	коэф.оросит, участка	давление м.в.с.	расход в точке(участке трубы), л/с	длина трубы,м	Dу, мм	коэфф. трения	потери напора на участке, м.в.ст.	Сум. напор, м.в.ст.	коэф.участка	расход итогом, л/с
ор 1	0,77		2,98							2,98
1.-2.			2,98				0,006	15,006
ор 2	0,77	15,006	2,983							5,963
2.-3.			5,963				0,025	15,031
ор 3	0,77	15,031	2,99							8,953
3.-4.			8,953				0,056	15,087
ор 4	0,77	15,087	2,991							11,944
4.-5.			11,944				0,05	15,137
		15,137	11,944						3,07	11,944
5.-6.			11,944				0,012	15,149
6.		15,149	11,949						3,07	23,893
6.-7.			23,893				0,046	15,195
7.		15,195	11,967						3,07	35,86
7.-8.			35,86				0,104	15,299
8.		15,299	12,008						3,07	47,868
8.-9.			47,868				0,186	15,485
9.		15,485	12,081						3,07	59,949
9.-10.			59,949	40,5			3,942	19,427
10-до насос		19,427	59,949				8,566	27,993
			Σh(общие потери по длине)	12,993

Расчет диаметров трубопроводов в насосной станции

От точки 13 до насосной станции диаметром трубопровода 150мм.

Скорость воды в напорных трубах принимают не более 10 м/с

Определим скорость воды в трубопроводах:

3,376 10 условие выполняется

Во всасывающем трубопроводе насоса скорость воды принимается не более 2,8 м/с.

3,376 2,8 условие не выполняется

Принимаем трубопроводы напорные и всасывающие диаметром 250мм.

1,216 2,8 условие выполняется

Расчет основного водопитателя

Расчетный напор основного водопитателя:

где Н₁- напор у диктующего оросителя, м.в.с.;

Σh – суммарные линейные потери, м.в.с.;

Н₂ – потери напора в узле управления, м.в.с.

Z-геометрическая высота от оси насоса, до уровня оросителей, м;

Н₂=еQ²

е- характеристика узла управления, выбираем узел управления спринклерный водозаполненный УУ-С150/1,2Вз-ВФ.04-01 с е=0,0006 (справочные материалы);

Q – расход л/с;

Н₂=0,0006*59,949 ²=2,156 м

Н=15+1,2*12,993+2,156+8=40,748 м.

Выбираем по расчетному напору насос 1Д315-50, обеспечивающий напор 50 м и расход 315 м³/ч (87,5 л/с).

Гарантированный напор водопроводной сети 20 м, диаметр 100 мм., что обеспечивает водоотдачу в 14 л/с, что не обеспечивает работоспособность АУПТ. Необходимо устанавливать резервуар.

Объем резервуара:

-14 л/с (определяем из МУ справочного материала к выполнению курсового проекта), расход водопроводной сети;

- нормативное время тушения, 60 мин.;

Расчет автоматического водопитателя

Минимальный напор в автоматическом водопитателе:

Н_ав=Н₁+Z+15

где Н₁-напор у диктующего оросителя, м.в.с.;

Z-геометрическая высота от оси насоса, до уровня оросителей, м;

Z= 6м (высота помещения) + 2 м (уровень пола насосной ниже) = 8м;

15-запас на работу установки до включения резервного насоса.

Н_ав=15+8+15=38 м.в.с.

Для поддержания давления автоматического водопитателя выбираем жокей-насос CR 3-8 c напором 38,3 м.в.с.

Расчет дренажного насоса

Площадь насосной станции: 6×6=36м²

При слое воды 0,5 м объем воды составит 36×0,5=18м³, при откачке за 2 часа требуется дренажный насос с производительностью 9 м³/ч

Выбираем дренажный насос AR 12.40.06.1 c производительностью 20 м³/ч

Расчет компрессора

Давление срабатывания побудительной камеры клапана Р_с=0,2Р_р

Р_с=0,2×0,399=0,0798 МПа т.к. ( Р_р=40,748 м.в.ст.=0,399 МПа )

Давление запирания побудительной камеры клапана Р_з=Р_с+0,5Р_р

Р_з=0,0798+0.5×0,399=0,2793 МПа ( Р_з=0,2793 МПа=2,793 Бар – в соответствии с ГОСТ 8.417-81)

Выбираем компрессор GA 315VSD фирмы Atlas Copco (Швеция) маслозаполненые винтовые с частичным приводом максимальное давление от 4 до 10 Бар, мощность 315 Вт.

Общее устройство и принцип управления

ЭКМ, СДУ-М, узла управления:

Электроконтактный манометр ТМ-610:

Манометры с электрической сигнализацией предназначены для автоматической подачи сигнала, а в некоторых случаях для автоматического регулирования давления или блокировки.

Этот прибор обладает преимуществом перед манометром с контрольной стрелкой, что сразу после нарушения режима работы об этом дается сигнал на регулирующее устройство или обслуживающему персоналу.

По принципу действия этот прибор аналогичен техническим манометрам с пружиной, и такому прибору как счетчик газа, с той лишь разницей, что к нему добавлены специальные электрические контакты. Они могут быть установлены на любые деления шкалы. Некоторые конструкции приборов снабжены только одним контактом. Рабочая стрелка при помощи штифта ведет за собой рычажок с контактом, который, соприкасаясь с неподвижным контактом, замыкает электрическую цепь сигнального или регулирующего устройства.

Контактное устройство манометров рассчитано на питание, как от переменного, так и от постоянного тока. Наибольшее применяемое напряжение 380 в. Контакты рассчитаны на разрывную мощность до 10 в.

Назначение:

Электроконтактные манометрические приборы типа ТМ-610 предназначены для измерения избыточного или вакуумметрического давления и дискретного управления электрическими цепями вспомогательных и регулирующих устройств.

Принцип действия:

Электроконтактная группа приставки механически связана со стрелкой показывающего прибора и при превышении номинального (порогового) значения происходит замыкание или размыкание (в зависимости от типа приставки) электрической цепи.

Конструкция:

Электроконтактная приставка (ЭП) выполнена в виде пластиковой прозрачной оболочки, в которой размещена электроконтактная группа (ЭГ). ЭГ снабжена указателями, с помощью которых осуществляется настройка приставки на пороговое значение (значение уставки).

ЭП монтируется на манометр вместо штатного стекла. Для центровки ЭП относительно манометра в шкале манометра сделаны прорези.

Для более прочного электрического соединения в приставке используются контакты с магнитным поджатием. Магниты придают системе контактов скачковую характеристику, что обеспечивает надежную защиту контактов от воздействия электрической дуги и, соответственно, увеличивает максимальную разрывную мощность контактов.

Сигнализатор давления универсальный СДУ-М(мембранный):

Мембранный универсальный сигнализатор давления предназначен для выдачи сигналов о поступлении огнетушащих веществ в питающие трубопроводы установок водяного, пенного или газового пожаротушения при срабатывании узлов управления или распределительных устройств.

Может применяться как "тревожный" и управляющий выключатель давления водяного потока. Исполнение сигнализатора обеспечивает его пожарную безопасность в аварийном режиме работы и при нарушении правил эксплуатации. Имеет большой запас работоспособности - не менее 1000 циклов срабатывания. Корпус и вкладыш сигнализатора имеют антикоррозионное покрытие. Устойчив к воздействию окружающей среды с относительной влажностью до 98% при температуре 35^oС.

Давление срабатывания сигнализатора в пределах 0,02-0,06 (0,2-0,6) МПа (кгс/см2)

Монтаж следует производить с применением уплотнительного материала (анаэробный герметик, лента ФУМ и т.п.).

Время срабатывания сигнализатора – не более 2 с.

Назначенный срок службы не менее 10 лет.

Узел управления УУ-С150/1,2Вз-ВФ.О4-01:

Узел управления это совокупность устройств (трубопроводной арматуры, запорных и сигнальных устройств, ускорителей их срабатывания, устройств, снижающих вероятность ложных срабатываний, измерительных приборов и прочих устройств), которые расположены между подводящим и питающим трубопроводами спринклерных и дренчерных установок водяного и пенного пожаротушения, предназначенных для контроля состояния и проверки работоспособности указанных установок в процессе эксплуатации, а также для пуска огнетушащего вещества, выдачи сигнала для формирования командного импульса на управление элементами пожарной автоматики (насосами, системой оповещения, отключением вентиляторов и технологического оборудования и др.).

Назначение и область применения:

Узел управления спринклерной воздушный (УУ) с клапаном мембранным универсальным КСД типа КМУ с условным проходом 100, 150 мм, предназначен для комплектации установок пожаротушения, осуществляет подачу огнетушащей жидкости в стационарных автоматических установках, выдает управляющий импульс для сигнала о срабатывании УУ и включении пожарного насоса.

УУ является элементом системы автоматического водяного пожаротушения, предназначенной для защиты объектов с температурой ниже 5°С.

УУ представляет собой сборную конструкцию, состоящую из клапана мембранного универсального КСД тип КМУ, кранов, манометров, сигнализаторов давления универсальных (СДУ), патрубков. Соединение патрубков выполнено прочным герметиком.

Принцип работы:

После срабатывания спринклерного оросителя давление воздуха в распределительном трубопроводе УУ и выходной полости клапана снижается, а так как выходная полость клапана соединена через отверстие «К» с побудительным трубопроводом, то давление снижается и в побудительной магистрали. Повышенным давлением жидкости из рабочей камеры клапана отжимается мембрана побудительной камеры и жидкость перетекает в сигнальное отверстие. Давление в рабочей камере снижается и жидкость, находящаяся во входной полости клапана, открывается затвор.

От сигнального отверстия «С» отходит трубопровод, на котором установлены сигнализаторы давления НР1 и НР2. на пути стока жидкости в трубопроводе установлен компенсатор, создающий дополнительное сопротивление жидкости и обеспечивающий необходимое давление для срабатывания сигнализаторов давления. Сигнализаторы давления выдают сигналы для управлением насосом и на пульт центрального наблюдения, УУ переходит в рабочий режим.

Для сокращения времени срабатывания УУ в побудительной магистрали в исполнении 01 устанавливается акселератор ( допускается замена акселератора на электроклапан )

Устройство и принцип работы:

Клапан 1 мембранный универсальный КСД типа КМУ является основным элементом УУ спринклерной системы. Клапан – нормально закрытое запорное устройство, предназначенное для пуска огнетушащего вещества и выдачи управляющего гидравлического импульса.

Клапан шаровой двойной регулируемый 2 предназначенный для подпитки побудительной воздушной магистрали небольшим расходом воздуха. В дежурном режиме должен быть установлен в положение переключателя на ДУ 1,8.

Клапан обратный 3 препятствует сбросу давления из рабочей камеры клапана при уменьшение давления в подводящем трубопроводе.

Фильтр сетчатый 4 предназначен для предохранения рабочих органов клапана и обвязки от попадания посторонних предметов.

Вентиль 5 предназначен для отключения рабочей камеры клапана от подводящего трубопровода.

Два трехходовых крана 6 предназначены для отключения манометров при техническом обслуживании и проверки.

Два сигнализатора давления 7 предназначены для выдачи сигнала при срабатывании УУ.

Манометр показывающий и сигнализирующий 8 предназначен для контроля давления воздуха в побудительной магистрали.

Манометр 9 предназначен для контроля давления жидкости в подводящем трубопроводе.

Компенсатор 10 предназначен для создания подпора на сигнализаторах давления ( закручивается до упора от усилия руки ).

Клапан обратный 11 препятствует при срабатывании клапана поступления огнетушащей жидкости в побудительную магистраль УУ.

Дренажный клапан 12 предназначен для сброса из выходной полости клапана накопившейся в дежурном режиме жидкости в дренаж.

Вентиль 13 предназначен для слива жидкости из клапана и распределительного трубопровода в дренаж ( в дежурном режиме закрыт ).

Кран шаровой 14 предназначен для контроля ( проверки ) срабатывания сигнализаторов давления при техническом обслуживании ( в дежурном режиме закрыт ).

Патрубок 15 направляет в дренаж жидкость при сливе из клапана.

Пробки 16 предназначен для доступа к проходным отверстиям в клапане и трубопроводах при ремонте и техническом обслуживании.

Акселератор 17 предназначен для сокращения времени срабатывания УУ ( электроклапан предназначен для принудительного запуска УУ )

Пневмоклапан редукционный 18 предназначен для поддержания необходимого давления воздуха в побудительной магистрали.

Краны шаровые 19 предназначены для отключения линии поддержания пневматического давления от источника сжатого воздуха.

Кран шаровой 20 предназначен для наполнения побудительной воздушной линии сжатым воздухом.

Общее устройство и принцип работы

предлагаемой установки

Дежурный режим

В дежурном режиме все узлы и трубопровод ниже УУ заполненные водой и находится под давлением 38,3 м.в.ст. Трубопровод выше УУ заполнен воздухом под давлением 28,47 м.в.ст.

При падении давления на 5 м.в.ст. (до 33,3 м.в.ст.) ЭКМ №1 подает сигнал на шкаф управления БУНС, который передает сигнал о потери напора на пульт управления ПУ-40м и насос-жокей, который включается для повышения давления в установки.

При пожаре

При дальнейшем падении давления до 28,3 м.в.ст. (еще на 5 м.в.ст.), ЭКМ №2 падает сигнал «Пожар» на шкаф управления БУНС.

СДУ выдает сигнал об открытии узла управления.

ШУ БУНС включает основной насос и падает сигнал на пульт управления о пожаре и включении основного насоса. Если при работе основного насоса, датчик уровня (РО 00-1) не фиксирует повышение давления в подводящем трубопроводе, ШУ подает сигнал на ПУ-40м режим «холостого хода» и выключает основной насос.