Разработка автоматической установки пожаротушения для склада перевязочного материала

Содержание

Введение

. Общая характеристика объекта

. Подготовка к гидравлическому расчету

.1 Обоснование проектирования автоматической системы пожаротушения

.2 Выбор огнетушащего вещества, способа пожаротушения и типа автоматической установки пожаротушения

.3 Трассировка системы пожаротушения

. Гидравлический расчет системы пожаротушения

.1 Определение необходимого напора у оросителя при заданной интенсивности орошения

.2 Гидравлический расчет распределительных и питающих трубопроводов

.3 Определение требуемого напора в системе

. Подбор насосного оборудования

. Расчет требуемого запаса воды для противопожарных целей

Заключение

Список использованных источников

Введение

Пожар - неконтролируемый процесс горения <#"810685.files/image001.gif">, (1.1)

где g - удельная пожарная нагрузка, МДж/м²;

S - площадь размещения, м², S= 135 м²;

Q - пожарная нагрузка помещения, МДж;

q - удельная пожарная нагрузка материала, МДж/кг, согласно таблице 6 /9/ для хлопка-волокна принимаем равной 7,5;

G - масса вещества, кг.

 МДж/м²

По таблице 4 /9/, исходя из полученного значения удельной пожарной нагрузки g= 1389 МДж/кг склад перевязочного материала относим к категории В3 по пожаровзрывоопасности.

Исходя из известных функционального назначения помещения, пожарной нагрузки и его категории, руководствуясь приложением Б /16/, принимаем, что по степени опасности развития пожара рассматриваемый склад относится к 6 группе защищаемых помещений (склады твердых сгораемых материалов).

В помещении можно прогнозировать случаи возникновения пожаров класса А1 (А1 - горение твердых веществ, сопровождаемых тлением /8/).

Гарантированный напор в сети городского водопровода -30 метров.

2. Подготовка к гидравлическому расчету

.1 Обоснование проектирования автоматической системы пожаротушения

Необходимость применения автоматической установки пожаротушения (АУП) определяется на основании требований /15/, /10/, а также отраслевыми стандартами и положениями, исходя из характеристики помещения и пожароопасных материалов, обращающихся на нем. В таблице 2.1 приведена характеристика рассматриваемого помещения необходимая для обоснования проектирования и применения АУПТ.

Таблица 2.1 - Характеристика помещений рассматриваемого объекта.

Рассматривая складские помещения, для обоснования проектирования АУПТ и выбора ее типа, необходимо знать каким способом осуществляется хранение пожароопасных материалов, поэтому в таблице 2.2 приведем характеристику пожароопасных материалов, хранящихся на складе.

Таблица 2.2 - Характеристика пожароопасных материалов, хранящихся на складе

Однако, исходя из условий задания, на складе требуется запроектировать АУПТ.

При устройстве установок пожаротушения в зданиях и сооружениях с наличием в них отдельных помещений, где по нормам требуется только пожарная сигнализация, вместо нее с учетом технико-экономического обоснования допускается предусматривать защиту этих помещений установками пожаротушения./15/ В этом случае интенсивность подачи огнетушащего вещества следует принимать нормативной/15/.

.2 Выбор огнетушащего вещества, способа пожаротушения и типа автоматической установки пожаротушения

Возможные ОТВ выбирают в соответствии с /10/. Учитывая сведения о применимости ОТВ для АУП в зависимости от класса пожара по /8/ и свойств находящихся на объекте материальных ценностей.

Перевязочный материал - материал, применяемый во время операций и перевязок для осушения ран и полостей, защиты их от <#"810685.files/image003.gif">, (3.1)

где k - коэффициент производительности, для выбранного осрсителя составляет 0,085;

H - необходимый свободный напор, 100м;

Определим значения Q диктующего оросителя для защищаемого помещения.

л/с

3.2 Гидравлический расчет распределительных и питающих трубопроводов

Для каждой секции пожаротушения определяется самая удаленная или наиболее высоко расположенная защищаемая зона, и гидравлический расчет проводится именно для этой зоны в пределах расчетной площади.

В соответствии с выполненным видом трассировки системы пожаротушения по конфигурации она тупиковая, по компоновке не симметричная, с внутренним трубопроводом не совмещена. Таким образом, гидравлический расчет распределительного трубопровода проведем следующим образом.

Свободный напор у «диктующего» (наиболее удаленного от насосной станции высокорасположенного) оросителя составляет 100 м.

Потери напора на подающем участке равны

 , (3.2)

где L_уч - длина участка трубопровода между оросителями, м;

Q_уч - расход жидкости на участке трубопровода, л/с;

k₁ - коэффициент, характеризующий потери напора по длине трубопровода. Для выбранной марки оросителя составляет 0,085.

Требуемый свободный напор у каждого последующего оросителя  представляет собой сумму, состоящею из требуемого свободного напора у предыдущего оросителя  и потерь напора на участке трубопровода между ними, т.е.

, (3.3)

Расход воды или раствора пенообразователя из последующего оросителя (л/с) определяется по формуле

, (3.4)

В п. 3.1 был определен расход диктующего оросителя

 л /с;

H²=H¹+h_1-2

Q^1-2=Q¹=>

,

для определения коэффициента К₁ необходимо определить вид труб для распределительного трубопровода АУПТ. Трубопроводы водозаполненных установок должны быть выполнены из оцинкованной или нержавеющей стали /15/. Диаметр трубопровода d, м определяют по формуле

, (3.5)

где Q_уч - расход воды, м³/с, принимаем согласно формуле 3.1;

V - скорость движения воды, м/с, V=3-10 м/с. В данной системе принимаем скорость движения воды равной 3 м/с.

Диаметр трубопровода выражаем в миллиметрах и увеличиваем до ближайшего значения, указанного в /7/.

Трубы соединяются сварным методом, фасонные детали изготавливаются на месте.

Диаметры трубопровода следует определять на каждом расчетном участке.

,

d_1-2=20 мм, => К₁= 0,75 , выбираем трубы стальные электросварные/7/.

 л/с

h_1-2 =

h_1-2=  м

H²=H¹+h_1-2

H²=100+1,93=101,93 м

 л/с

Расчет для последующих участков ветви распределительного трубопровода проведем аналогично участку 1-2.

Q_2-3=Q₂+Q_1-2

Q_2-3= 0,86+0,85=1,71 л/с

,

d_2-3=32 мм, => К₁=13,97, выбираем трубы стальные электросварные/7/.

h_2-3=

h_2-3=м

H³=H²+h_2-3

H³ =101,93+0,42=102,35м ,

л/с

Q_3-4=Q₃+Q_2-3

Q_3-4=0,86+1,71=2,57 л/с

,

d_3-4=40 мм, => К₁=28,7, выбираем трубы стальные электросварные/7/.

h_3-4=

h_3-4=м

H⁴=H³+h_3-4

H⁴ =102,35+0,46=102,81 м ,

л/с

Q_4-а=Q₄+Q_3-4

Q_4-а=0,86+2,57=3,43 л/с

,

d_4-а=40 мм, => К₁=28,7, выбираем трубы стальные электросварные/7/.

h_4-а=

h_4-а=м

H^а=H⁴+h_4-а

H^а =102,81+0,33=103,14м ,

Определим напор в точке b.

d_a-b=40 мм, => К₁=28,7, выбираем трубы стальные электросварные/7/.

h_a-b= м

H^b= H^a+h_a-b (3.6)

H^b=103,14+0,82=103,96 м

Рядок II рассчитывают по гидравлической характеристике B. Характеристики рядков, выполненных конструктивно одинаково, равны. Характеристику рядка II определяют по параметрам рядка I.

 , (3.7)

где В_pl-гидравлическая характеристика

Расход воды из рядка II определяют по формуле

 (3.8)

Определим напор в точке c.

Q_b-c=Q_II+Q_a-b

Q_b-c=3,44+3,43=6,87 л/с

,

d_b-c=65 мм, => К₁=572, выбираем трубы стальные электросварные/7/.

м

H^c= H^b+h_b-c

Н^c= 103,96+0,165=104,125 м

Q_с-d=Q_III+Q_b-c

Q_c-d=3,45+6,87=10,32 л/с

d_с-d=80 мм, => К₁=1429, выбираем трубы стальные электросварные/7/.

H^d= H^c+h_c-d

Н^d= 104,25+0,149=104,399 м

м

Q_d-e =Q_IV+Q_c-d

Q_d-e=3,45+10,32=13,77 л/с

d_d-e=80 мм, => К₁=1429, выбираем трубы стальные электросварные/7/.

H^e= H^d+h_d-e

_e-f =Q_V+Q_d-e

м

Н^e= 104,399+0,265=104,664 м

_e-f=3,45+13,77=17,22 л/с

d_e-f=100 мм, => К₁=4322, выбираем трубы стальные электросварные/7/.

H^f= H^e+h_e-f

_f-g =Q_VI+Q_e-f

м

Н^f= 104,664+0,137=104,8 м

_f-g=3,46+17,22=20,68л/с

d_f-g=100 мм, => К₁=4322, выбираем трубы стальные электросварные/7/.

H^g= H^f+h_f-g

м

Н^g= 104,8+0,198=105 м

Q_g-0=3,46+20,68=24,14 л/с

d_g-0=125 мм, => К₁=13530, выбираем трубы стальные электросварные/7/.

H⁰= H^g+h_g-0

м

Н⁰= 105+0,034=105,034 м

Полученные результаты гидравлического расчета для распределительной системы АУПТ сведем в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 - Результаты расчета распределительной сети системы пожаротушения.

.3 Определение требуемого напора в системе

В общем случае требуемый напор в начале установки (после пожарного насоса) складывается из следующих составляющих

 , (3.9)

где h_г - потери напора на горизонтальном участке трубопровода;

,2 - коэффициент, учитывающий местные потери напора в сети;

h_в - потери напора на вертикальном участке трубопровода;

H_уу - местные сопротивления в узле управления (сигнальном клапане, задвижках, затворах);

H_о - напор у диктующего оросителя, 100 м;

Z - геометрическая высота диктующего оросителя над осью насоса.

Потери напора на горизонтальном участке трубопровода h_г рассчитаем, суммировав все полученные значения потерь по длине (линейные потери, полученные в результате гидравлического расчета системы и потери на участке от насосной до ввода в помещение)

h_г=1,93+0,42+0,46+0,33+0,82+0,165+0,149+0,265+0,137+0,198+0,034+=6,02 м

d=125 мм, => К₁=13530, выбираем трубы стальные электросварные/7/.

h_в=,

L_в - длина вертикального участка трубопровода, м. Включает в себя длину трубопровода, пересекающего подвал и 2 этажа (высоту 2-х этажей, толщину междуэтажных плит перекрытия, высоту подвала) за вычетом расстояния от трубопровода до плиты перекрытия защищаемого помещения, а также расстояние от пола до оси насоса.

 м

H_{уу (КСК)} - местные сопротивления в узле управления (сигнальном клапане, задвижках, затворах) определяется по формуле, м

 м

Геометрическая высота диктующего оросителя над осью насоса - Z включает в себя высоту 2-х этажей, подвала, толщину междуэтажных плит перекрытия за вычетом расстояния от трубопровода до плиты перекрытия защищаемого помещения, от абсолютной ометки пола подвала- 45 м, Принимаем, что отметка оси насоса находится на высоте 0,5 м от отметки пола подвала- 45,5 м, таким образом,

Z= 45+2∙12+2∙0,12+2-0,2-45,5= 25,54 м , (3.11)

Тогда требуемый напор в системе будет равен

Н_тр= 1,2∙6,02+1+0,45+100+25,54= 134,2 м

Согласно заданию гарантированный напор в сети городского водопровода составляет 30 м. В результате расчетов получено значение требуемого H_тр = 134,2 м. Следовательно, для обеспечения работы автоматической установки пожаротушения необходимо подобрать повысительный насос.

4. Подбор насосного оборудования

Установка насосных агрегатов осуществляется в подвалах зданий под лестничными клетками или в отдельных помещениях, для проектируемой АУПТ насосное оборудование будет размещено в подвале (по заданию).

Размеры помещений, где располагаются насосные установки, определяются исходя из габаритов насосных агрегатов и выступающих частей оборудования, и принимаются не менее: от боковых стен помещений до агрегатов - 0,7 м; от торцевых стен помещений до агрегатов - 1,0 м; от распределительного щита до агрегатов - 2,0 м

Количество насосов принимается не менее двух (один рабочий и один резервный, предусматривается для повышения надежности системы).

Подбор насосов производится на следующие условия:

При отсутствии регулирующей емкости - на расход не менее максимально - секундного расхода /12/;

При наличии водонапорного бака или гидропневматической установки и насосов, работающих в повторно - кратковременном режиме, - на расход не менее максимального часового расхода воды (для простых систем пожаротушения).

Для автоматических систем пожаротушения - расход не менее требуемого расхода.

Для насоса проектируемой АУПТ расход принимаем не менее требуемого, который по результатам гидравлического расчета составляет Q=24,14 л/с.

Водонапорные баки и гидропневматические установки устанавливаются для регулирования неравномерности водопотребления (т.е. при недостатке расхода воды в отдельные часы суток).

В рассматриваем здании необходима установка водонапорного бака.

При наличии водонапорного бака насос выбирается по формуле

H_н=z₁-z₂+h₁-H_гар+H_тр, м (4.1)

где z₁ - отметка верха падающей трубы бака, принимаем, что труба бака выше на 1 м от отметки дна бака, м;

z₂ - отметка верха трубы городского водопровода, Средняя глубина прокладки труб от поверхности земли до верха трубы в северных районах принимается от 2,6 до 3,5 метров /17/. Примем, что верх трубы городского трубопровода располагается на глубине 3,5 м от абсолютной отметки пола первого этажа защищаемого помещения, тогда отметка верха трубы городского водопровода будет z₂ = 43,5 м;

h₁ - потери напора по длине от места подключения насосов к вводу в здание до верха падающей трубы бака;

H_гар - гарантированный напор в сети городского водопровода, согласно исходным данным составляет 30 м;

H_тр - требуемый напор в системе, в п.3.3 было определено, что данная величина 134,2 м.

,

l = z₁+L_вв-н,

где z₁- отметка верха падающей трубы бака, принимаем, что труба бака выше на 1 м от отметки дна бака, м;

L_вв-н-расстояние от ввода в помещение до подключения насосов, (включает L_в и расстояние от торцевой стены помещения до агрегатов - 1,0 м), L_вв-н=26,54 м.

Водонапорный бак располагается на такой высоте, которая должна обеспечить соответствующее давление в сети. Установим бак на чердаке склада (на отметке 71,36 м)

Необходимая отметка дна бака определяется по формуле

Z_б ≤ Z + h_Ј + H₀, (4.2)

где Z - абсолютная отметка диктующего оросителя, Z=70,92 м;

h_Ј - потери напора на участке от бака до диктующего оросителя;

Н₀- минимальный напор для диктующего оросителя, Н₀=100 м.

h_{Ј =} ,

L_б-до- длина участка от бака до диктующего оросителя (включает в себя принятую геометрическую высоту расположения бака (25,86 м), длину вертикального трубопровода (25,54 м) и горизонтальный участок до диктующего оросителя (22,6 м))

h_Ј==3,2 м

Z_б≤ 70,92+3,2+100=174,12 м,

Для удобства бак располагается на чердаке здания на отметке 71,36.

,36<174,12

Тогда

l=72,36+26,54=98,9 м,

H_н ≥ 72,36-43,5+4,26-30+134,2=137,32 м

Располагая данными о потребном напоре и расходе (по результатам проведенного гидравличeскoгo расчета Q_тр=24,14 л/с) водопитателя по каталогам производится подбор насоса так, чтобы выполнялось условие

H_н ≥ 137,32 м

Q ≥ 24,14 л/с (86,9 м³/ч).

Данному условию отвечает установка пожаротушения Hydro AT(П) 5 CR 15-10 серии ШПН. Установка пожаротушения Hydro AT(П) 5 CR 15-10 серии ШПН с насосами CR применяется в системах водяного тушения и ликвидации возгорания.

Технические характеристики

Электрическая мощность: 11.00 кВт

Схема пуска: УПП

Скорость вращения: 2900 об./мин.

Подключение: 3 х 380 В / 50 Гц

Максимальный напор: 148.00 м

Максимальный расход: 93.6 м3/ч

Диаметр патрубков: DN 150

Объем бака: 25 литров

Количество насосов: 5 (4 рабочих, 1 резервный)

Класс защиты (от воды): IP 55

Класс защиты (электричество): F

Установка водяного пожаротушения Hydro AT(П) 5 CR 15-10 серии ШПН (пожарная установка). В автоматическом режиме осуществляет каскадное включение насосов от УПП с мощностью двигателей 11.00 кВт и количеством до пяти при поступлении по одному из информационных каналов сигнала «ПОЖАР».

Регулирующий объем водонапорного бака определяется в м³ для случая автоматического включения насосов.

При производительности насосной установки Q, м³/ч равной или превышающей максимальный часовой расход

, (4.3)

Большие значения принимаются для установки с мощностью насоса ≤ 10 кВт.

м³

Диаметр водонапорного бака определяется в м

 (4.4)

Высота водонапорного бака определяется в м:

H = 0,7∙D (4.5)

H= 0,7∙2,7= 1,89 м

Водонапорный бак устанавливается на постамент высотой 0,5 метра, а также, бак имеет бортик высотой 0,5 метра для предотвращения разлива воды.

Водонапорный бак изготовляется путем сварки стальных листов и покрывается антикоррозийной краской.

5. Расчет требуемого запаса воды для противопожарных целей

Общий расчетный пожарный расход воды Q_пож складывается из расхода на наружное пожаротушение Q_нар (от гидрантов) в течении 3 часов и на внутреннее пожаротушение Q_вн от пожарных кранов в течении 2 часов в соответствии с /12/, а также из расхода на спринклерные Q_спр и дренчерные установки Q_др, для тушения пожара на объекте запроектирована спринклерная АУП-ТРВ.

Q_пож = Q_нар + Q_вн + Q_спр + Q_др (5.1)

Q_{нар (внут)} = 3,6 t_{пож нар (внут)} ×m× q_{нар (внут)}, (5.2)

где t_{пож, нар, (внут)} - расчетная продолжительность наружного и внутреннего пожаротушения;

m - число одновременных пожаров в на территории предприятия;

q_{нар (внутр)} - расход воды л/с на один пожар, л/с.

Норма расхода воды на пожаротушения для промышленных зданий зависит от объема здания, степени огнестойкости и категории.

В разделе 1 было определено, что рассматриваемое 2-х этажное здание - промышленное складского назначения. Помещения отделены друг от друга перегородками из негорючих материалов (класс конструктивной пожарной опасности К0, исходя из этого степень огнестойкости здания принимается I /9/). В качестве защищаемого рассматривается склад 1 , предназначенный для хранения перевязочных материалов.

Площадь всего здания -1092 м², объем здания-26208 м³.

В соответствии с требованиями, описанными в /12/ расход воды на наружное пожаротушение в производственных зданиях I и II степени огнестойкости, при категориях производства по пожарной опасности А, Б, В, объемом до 50 тысяч м³ составляет 20 л/с.

Тогда, рассматривая вероятность возникновения на объекте одного пожара (в соответствии с /12/ на промышленных объектах площадью менее 150 га принимается одновременность возникновения одного пожара)

Q_нар = 3,6×3×20=216 м³

Расход воды на внутреннее пожаротушение зависти от вида здания и числа подаваемых струй. В соответствии с /12/ для рассматриваемого объекта, производственного здания высотой до 50 м, число струй составит 2 с расходом по 2,5 л/с.

В этом случае

Q_внут = 3,6×2×2×2,5= 36 м³.

В результате гидравлического расчета (раздел 3) был получен расход на пожаротушение из спринклерной установки равный 24,14 л/с. В разделе 2 определено, что защищаемый склад относятся к 6 группе помещений, на основании /20/ время работы установки- 45 минут(0,75 часа).

Q_спр= 3,6×24,14∙0,75= 65,2 м³

С учетом всего этого общий запас воды на пожарные цели Q_пож составит

Q_пож = Q_нар+ Q_вн +Q_спр

Q_пож =216+36+65,2=317,2 м³.

Заключение

При выполнении курсовой работы были приобретены навыки принятия самостоятельных инженерных решений, закреплен учебный материал по расчету типовых систем пожаротушения и подбору противопожарных сигнализаций.

В ходе проекта была разработана автоматическая установка пожаротушения для склада перевязочных материалов. Были закреплены знания нормативно-технической базы в области пожарной безопасности, противопожарного водоснабжения, закреплен навык ведения гидравлических расчётов.

По итогу работы была запроектирована автоматическая спринклерная водяная установка пожаротушения тонкораспыленной водой с угловой схемой трассировки распределительного трубопровода, а также были подобраны два повысительных насоса марки ЦНС 105-147, произведен расчет запаснорегулирующих емкостей (подобран напорный бак регулирующим объемом 10,9 м³), определены требуемые напор и запас воды для противопожарных целей рассматриваемого склада медикаментов.

Таким образом, в результате курсовой работы было исполнено одно из обязательных мероприятий, входящих в состав системы противопожарной защиты пожаровзрывоопасных объектов в соответствии требованиям федерального законодательства /16/.

Список использованных источников

1.       Абрамов Н.Н. «Водоснабжение». - М.: Стройиздат, 1974. - 688 с.

.         Бубырь Н.Ф., Бабуров В.П., Мангасаров В.И. «Пожарная автоматика».- М.: Стройиздат, 1984. - 208 с.

.         Демидов П.Г., Шандыба В.А., Щеглов П.П. - Горение и свойства горючих веществ.

.         Иванов Е.Н. «Противопожарное водоснабжение». - М.: Стройиздат, 1986. - 316 с.

.         Малая медицинская энциклопедия. - М.: Медицинская энциклопедия. 1991-96 гг.

.         Собурь С.В. «Установки пожарной сигнализации: Справочник». - 4-е изд. - М.: Пожкнига, 2004.- 296 с.

.         ГОСТ 10704-76 «Трубы стальные электросварные прямошовные. Сортамент»

.         ГОСТ 27331-87 "Классификация пожаров"

.         НПБ 105-95 "Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности"

.         НПБ 88 - 2001 «Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования». Утверждены приказом ГУГПС МВД России от 4 июня 2001 г. №31

.         Рекомендации ФГУ ВНИИПО МЧС России «Средства пожарной автоматики. Область применения. Выбор типа»

.         СНиП 2.04.02 - 84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения». Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 2000 г. - 128 с.

.         СНиП 2.04.01 - 84 «Внутренний водопровод канализация зданий». Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 2000 г. - 150 с.

.         СНиП 2.04.09-84 «Пожарная автоматика зданий и сооружений». Изд-во стандартов, 1988.

.         СП 5.13.130 - 2009 «Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования». Утвержден приказом МЧС России от 25.03.09 г. № 175.

.         Федеральный закон № 123- ФЗ от 22.07.2008 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».

.         Технические условия по проектированию установок пожаротушения с применением оросителей тонкораспыленной воды "МАКСТОП"