Разработка систем пожарной автоматики производственного цеха по производству комплектных металлических конструкций
РАЗРАБОТКА СИСТЕМ ПОЖАРНОЙ АВТОМАТИКИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЦЕХА ПО ПРОИЗВОДСТВУ КОМПЛЕКТНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ
ОАО «УРАЛЬСКИЙ ТРУБНЫЙ ЗАВОД»
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ
Пояснительная записка
20.05.01 419 ПЗ
| Руководитель | А.Б. Русинов |
| Консультант, доц., к.с-х.н. | А.Н. Грозин |
| Консультант, к.э.н | Л.В. Хачёва |
| Нормоконтролер | Ю.А. Бабченко |
| Студент гр. ФО-510201 | Д.Р. Фомин |
Екатеринбург 2016
Реферат
Пояснительная записка дипломного проекта содержит 69 листов, 26 рисунков, 1 таблицу, 21 использованный источник.
Ключевые слова: ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ, АВТОМАТИЧЕСКАЯ ПОЖАРНАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ, АВТОМАТИКА ДЫМОУДАЛЕНИЯ, СИСТЕМА ОПОВЕЩЕНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ЭВАКУАЦИЕЙ ЛЮДЕЙ, АВТОМАТИКА ПОЖАРОТУШЕНИЯ.
Целью дипломного проекта является разработка автоматической пожарной сигнализации, системы оповещения и управления эвакуацией людей, автоматики дымоудаления и автоматики пожаротушения при пожаре в производственном корпусе по производству комплектных металлических конструкций ОАО «Уральский трубный завод» в городе Первоуральске по ул. Сантехизделий, 34 согласно требованиям существующих государственных правил и норм.
В дипломном проекте разработаны системы пожарной автоматики объекта защиты.
В пояснительной записке рассмотрены вопросы техники безопасности при монтаже и эксплуатации оборудования, а также дано экономическое обоснование предлагаемого проекта, который будет использован для обеспечения пожарной безопасности объекта.
Перечень листов графических (демонстрационных) материалов
| № п/п | Наименование документа | Обозначение документа | Формат листа |
| Условные обозначения | 20.05.01 419 С | А4 | |
| Структурная схема АПС | 20.05.01 419 С | АЗ | |
| Структурная схема СОУЭ | 20.05.01 419 С | АЗ | |
| Структурная схема АДУ | 20.05.01 419 С | А3 | |
| Структурная схема АПТ | 20.05.01 419 С | А3 | |
| Схема расположения ИПА v3 и воздухозаборной трубки с отверстиями | 20.05.01 419 С | А4 | |
| План расположения приборов АПС | 20.05.01 419 С | А2 | |
| План расположения приборов СОУЭ | 20.05.01 419 С | А2 | |
| План расположения приборов АПТ и АДУ | 20.05.01 419 С | А2 | |
| План расположения приборов АДУ | 20.05.01 419 С | А4 |
Принятые аббревиатуры и сокращения
АБК – административно-бытовой комплекс;
АДУ – автоматика дымоудаления;
АПС – автоматическая пожарная сигнализация;
АПТ – автоматика пожаротушения;
ВВП – валовой внутренний продукт;
ГЖ – горючая жидкость;
ГОСТ – Государственный стандарт;
ДПЛС – двухпроводная линия связи;
ИПА – извещатель пожарный аспирационный;
ЛКМ – лакокрасочные материалы;
ОАО – открытое акционерное общество;
ОФП – опасный фактор пожара;
СДУ – система дымоудаления;
СОУЭ – система оповещения и управления эвакуацией;
СП – Свод правил;
ФЗ – Федеральный закон.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………...……….7
1. ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАЩИЩАЕМОГО ОБЪЕКТА.…………………… 10
1.1. Исходные данные об объекте……………………………………………..10
1.2 Анализ объекта защиты…………………………………………………….10
1.2.1 Анализ пожарной безопасности участка окраски.………………………12
1.2.2 Анализ пожарной безопасности участка сварки.……………………….14
2. ВРЕМЯ КРИТИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ ПОЖАРА. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ. РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ ЭВАКУАЦИИ………………17
2.1 Критерии эффективности системы пожарной сигнализации ……………17
2.2 Расчет времени критического развития пожара……………………….....17
2.3 Расчет фактического времени эвакуации …………………………………31
3. РАЗРАБОТКА СИСТЕМ ПОЖАРНОЙ АВТОМАТИКИ НА ОБЪЕКТЕ ЗАЩИТЫ……………………………………………………………………….36
3.1 Основные этапы проектирования…………….……………………………36
3.2 Общие сведения о пожарной сигнализации………………………………36
3.2.1 Сведения о типах дымовых извещателей……………………………….37
3.2.2 Сведения о типах тепловых извещателей……………………………….38
3.2.3 Сведения о типах извещателей пламени и газа…………………………39
3.2.4 Общие сведения о типах систем пожарной сигнализации……………..39
3.3 Выбор типа системы пожарной сигнализации и приборов для объекта защиты и обоснование выбора ………………………………………………..42
3.4 Общие сведения о СОУЭ ………………………………………………….48
3.4.1 Выбор типа СОУЭ и приборов для производственного цеха и обоснование выбора……………………………………………………………49
3.5 Выбор приборов для систем АПТ и АДУ…………………………………51
3.6 Принцип работы систем пожарной автоматики на объекте защиты…….53
3.7 Расчет падения напряжения в линии связи……………………………….54
4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ………………………56
5. ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ МОНТАЖЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМ ПОЖАРНОЙ АВТОМАТИКИ……………….64
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………….66
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ………………………..…..68
ВВЕДЕНИЕ
Российская Федерация является одной из главных промышленных держав мира и одной из немногих стран, способных производить промышленные товары широкого спектра применения. Несмотря на то, что в 90-е годы XX века наблюдался серьёзный спад производства, начиная с 2000 года промышленность демонстрирует довольно уверенный рост. На 2013 год доля промышленности в ВВП России составляла 29 %, также в промышленности было занято 19 % от общего числа работающих. На настоящее время эти показатели незначительно увеличились.
В апреле 2016 г. министр промышленности и торговли Российской Федерации Денис Мантуров подчеркнул, что развитие промышленной инфраструктуры, импортозамещение и поддержка высокотехнологичного экспорта – это основные векторы промышленной политики. В России, не смотря на финансовый кризис, должен начаться прирост количества новых промышленных предприятий, направленных на импортозамещение. В связи с этим вопрос об обеспечении безопасности промышленных предприятий становится наиболее актуальным.
Объектом защиты дипломного проекта неслучайно стал экономически важный для Свердловской области ОАО «Уральский трубный завод», на котором проходит на данный момент модернизация цеха по производству окон, ворот и дверей, чтобы расширить ассортимент и составить конкуренцию зарубежным производителям не только на рынке в России, но и вывести продукцию на зарубежный рынок. В данном цехе оказались не соблюдены нормы пожарной безопасности, а именно не было систем пожарной автоматики. Установка пожарной автоматики гарантирует не только спасение человеческих жизней, но и сохранение дорогостоящего оборудования. Именно поэтому руководство завода приняло решение оборудовать производственный цех противопожарной защитой[14].
Под понятием противопожарная защита подразумевается система технических и организационных мер, проводимых с целью предотвращения пожаров, обнаружения и ограничения их распространения, обеспечение успешного их тушения.
Благодаря установкам пожарной автоматики становится возможным оперативное обнаружение пожара, что, в конечном счете, сокращает время свободного развития (время с начала возникновения пожара до начала его тушения), а, следовательно, и тяжесть последствий пожара.
Чем крупнее объект, тем более сложной является система пожарной безопасности. Управление такой системой невозможно без четкой координации по реагированию подсистем на различные ситуации, возникающие на объекте, и наличия общего алгоритма функционирования, подчиненного решению главной задачи.
Обеспечение необходимого уровня пожарной безопасности и минимизация потерь на крупных промышленных предприятиях вследствие пожаров является важным фактором устойчивого социально-экономического развития России.
В современных условиях все отчетливее проявляется тенденция построения системы пожарной безопасности путем интеграции автономных подсистем в единую комплексную систему с общим аппаратно-программным центром управления. Также люди все больше задумываются о пожарной безопасности зданий и сооружений вследствие того, что в зданиях довольно часто происходят пожары с массовой гибелью людей и огромным материальным ущербом.
Актуальность дипломного проекта обусловлена необходимостью своевременного обнаружения пожара, уменьшения времени эвакуации персонала за счет применения систем пожарной автоматики и сокращения материального ущерба от пожара.
Объект исследования - разработка проектной документации по пожарной автоматике.
Предмет исследования - разработка систем пожарной автоматики производственного цеха по производству комплектных металлических конструкций ОАО «Уральский трубный завод».
Цель дипломного проекта - повышение уровня пожарной безопасности производственного цеха завода.
Задачами дипломного проекта являются:
˗ изучение характеристик объекта защиты;
˗ моделирование и прогнозирование развития пожара;
˗ описание принципа работы пожарной автоматики;
˗ разработка технических решений по проектированию пожарной автоматики;
˗ технико-экономическое обоснование принятых решений;
˗ решение вопросов охраны труда и техники безопасности.
Исходные данные об объекте
Производственный цех по изготовлению комплектных металлических конструкций представляет собой одноэтажное здание размером 96х144 метра и высотой 14,5 метра. Цех условно делится на несколько производственных участков:гибки и резки металла, сварки металлоконструкций, окраски металлоконструкций, установки дробеструйных камер, изготовления металлических окон, склада готовой продукции и складирования заготовок. Имеются перегородки из металлопрофиля высотой 2,5 метра, огораживающие в цехе два участка окраски[14].
В соответствии со ст. 23 Федерального Закона №123 от 22 июля 2008 года производственный цех относится к классу Ф5.1 по функциональной пожарной опасности[1].
Степень огнестойкости – I (табл. 21 в приложении к 123-ФЗ). Класс конструктивной пожарной опасности – С0 (табл. 22 в приложении к 123-ФЗ).
Анализ объекта защиты
Объект защиты является очень дорогостоящим и экономически важным. Соответственно главной задачей пожарной сигнализации и системы оповещения и управления эвакуацией является не только своевременное обеспечение эвакуации людей до воздействия на их организм опасных факторов пожара, но и снижение материального ущерба.
Основными опасными факторами пожара являются[15]:
˗ открытый огонь и искры;
˗ повышенная температура в помещениях;
˗ токсичные продукты горения;
˗ снижение видимости ввиду задымления помещений и путей эвакуации;
˗ пониженная концентрация кислорода;
˗ осколки, части разрушившихся конструктивных элементов здания[3].
При пожаре в современных зданиях с применением полимерных и синтетических материалов на человека оказывают сильное воздействие токсичные продукты горения. Также основной причиной гибели людей является отравление оксидом углерода. В 50-80% случаев гибели людей на пожарах вызывается отравлением оксидом углерода и недостатком кислорода.
Большую опасность для человека представляет вдыхание нагретого воздуха, приводящее к поражению верхних дыхательных путей, легочным травмам и смерти. Воздействие температуры свыше 70°С приводит человека к потере сознания и гибели через несколько минут. Опасны также ожоги кожи. У человека, получившего ожоги второй степени (30% поверхности тела), мало шансов выжить.
На объекте имеется 2 пожароопасных участка:
˗ участок сварки металлоконструкций. На участке на стендах производится ручная дуговая сварка, сварка в среде защитных газов, производится газовая резка и подрезка металла, а также правка металла;
˗ участок окраски металлоконструкций. На участке на окрасочных стендах производиться окраска изделий краскораспылителем методом безвоздушного распыления.
Благодаря этим двум участкам объект становится пожароопасным и должен быть оборудован системами пожарной автоматики.
Предпроектное обследование, проведенное на объекте, было направлено не только на выявление преобладающего опасного фактора пожара, но и проверку соответствия предоставленных заказчиком планировок фактически существующему объекту, так как это важно для проектирования систем пожарной автоматики.
Общие сведения о СОУЭ
Основная задача СОУЭ - своевременное оповещение людей о пожаре, а также информирование о путях безопасной и максимально оперативной эвакуации с целью предотвращения ущерба их жизни и здоровью. Оповещение людей о пожаре осуществляется передачей звуковых и/или световых сигналов в помещения, где люди могут подвергаться воздействию опасных факторов пожара, а также в помещения, где могут остаться люди при блокировании эвакуационных путей пожаром; трансляцией речевой информации о необходимости эвакуироваться, о путях эвакуации и действиях, направленных на обеспечение безопасности. Управление эвакуацией осуществляется посредством передачи по СОУЭ специально разработанных текстов, направленных на предотвращение паники и других явлений, усложняющих процесс эвакуации, трансляции текстов, содержащих информацию о необходимом направлении движения, включения световых указателей направления движения и дистанционного открывания дверей дополнительных эвакуационных выходов.
В зависимости от функциональных характеристик (согласно СП 3.13130.2009), СОУЭ делятся на пять типов:
- 1-й тип характеризуется наличием звукового способа оповещения (звонки, тонированный сигнал и др.);
- 2-й тип характеризуется наличием звукового способа оповещения и световых указателей «Выход». Оповещение должно производиться во всех помещениях одновременно;
- 3-й тип характеризуется речевым способом оповещения (запись и передача специальных текстов) и наличием световых указателей «Выход». Регламентируется очерёдность оповещения: сначала обслуживающего персонала, а затем всех остальных по специально разработанной очерёдности;
- 4-й тип характеризуется речевым способом оповещения, наличием световых указателей направления движения и «Выход». Должна обеспечиваться связь зоны оповещения с диспетчерской. Регламентируется очерёдность оповещения: сначала обслуживающего персонала, а затем всех остальных по специально разработанной очерёдности;
- 5-й тип характеризуется речевым способом оповещения, наличием световых указателей движения и «Выход». Световые указатели направления движения должны быть с раздельным включением для каждой зоны. Должна обеспечиваться связь зоны оповещения с диспетчерской и координированное управление из одного пожарного поста-диспетчерской всеми системами здания, связанными с обеспечением безопасности людей при пожаре. Регламентируется очерёдность оповещения: сначала обслуживающего персонала, а затем всех остальных по специально разработанной очерёдности. Обеспечивается полная автоматизация управления системой оповещения и возможность реализации множества вариантов организации эвакуации из каждой зоны оповещения[6].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Еще в середине XX века общество пришло к единому мнению о необходимости обеспечения комплексной противопожарной защиты зданий и сооружений с применением пожарной автоматики. Строительство многофункциональных комплексов, торговых центров, зданий повышенной этажности и дорогостоящих крупных промышленных предприятий подняло на повестку дня острый и актуальный вопрос обеспечения надлежащего противопожарного режима на объектах. Происходящие в то время пожары в зданиях с массовым пребыванием людей коварно свидетельствовали о значительных жертвах среди населения. Также нередки были случаи пожаров на промышленных предприятиях, которые помимо людских жертв, приносили колоссальные материальные потери. Тогда и возникла идея применения на объектах систем автоматической пожарной сигнализации и пожаротушения.
На сегодняшний день никто уже не думает, стоит ли использовать пожарную автоматику или нет. Законодательно четко определены условия и жесткие требования по наличию в зданиях и сооружениях автоматических систем противопожарной защиты. Контролирующий орган МЧС в лице сотрудников государственного пожарного надзора четко отслеживают выполнение требований субъектами хозяйствования и быстро реагируют на поступающие жалобы и отзывы от населения по вопросам обеспечения надлежащего состояния противопожарной защиты на объектах.
Пожарная автоматика призвана обеспечить круглосуточный контроль за состоянием защищаемого объекта. Установленными пожарными извещателями постоянно контролируется среда помещений, в которых они установлены, на предмет наличия опасных факторов пожара (температуры, лучистой энергии, дыма, ядовитых газов). Как только датчики фиксируют превышение пороговых значений, срабатывает пожарная сигнализация и формируется сигнал на запуск средств пожаротушения, дымоудаления, системы оповещения и управления эвакуацией людей о пожаре. При этом, как правило, мгновенно сигнал о пожаре по радиоканалу передается в структурное подразделение МЧС для экстренного вызова пожарных расчетов с целью локализации и ликвидации пожара. Таким образом, за счет использования пожарной автоматики сокращается время обнаружения пожара, передачи сигнала о пожаре, а также прибытия пожарных подразделений для его тушения, что обеспечивает высокую вероятность сохранности жизней людей и материальных ценностей.
В ходе выполнения дипломного проекта было произведено предпроектное обследование производственного цеха завода ОАО «Уральский трубный завод», приведены его характеристики и проведен анализ пожарной опасности объекта.
В дипломном проекте разобраны и изучены типы систем пожарной автоматики, приведено обоснование выбора приборов пожарной автоматики для объекта защиты.
Дипломный проект содержит инженерно-технические решения, которые повышают уровень пожарной безопасности объекта. Необходимость и актуальность принятых в дипломном проекте решений подтверждаются экономическими и электро-техническими расчетами.
Результатом проделанной работы является рабочий проект по созданию системы пожарной сигнализации, системы оповещения и управления эвакуацией, автоматики дымоудаления и пожаротушения, созданный с учетом требований действующих нормативных документов. В настоящее время данный проект утвержден согласующими органами заказчика и будет использоваться по назначению.
.
ПРИЛОЖЕНИЯ
РАЗРАБОТКА СИСТЕМ ПОЖАРНОЙ АВТОМАТИКИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЦЕХА ПО ПРОИЗВОДСТВУ КОМПЛЕКТНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ