Со держа ние. Введение 3 1. Анализ пожарной опасности за щищаемого объекта 4 2. Моделироваие развития возможног о пожара 4 3. Оценка эффективности выбранных средств АППЗ 7 4. Схема обнаружения пожара и пуска АУП 9 5. Обоснование типа АУП и с пособа туш ения. 10 6. Гидравлический расчет АУП. 11 6.1 Расчет тре буемого объема раствора пенообразователя. 11 6.2 Расчет требуемого основного объема пенообразователя. 11 6.3 Определение расхода генератора при свободном напоре 12 6.4 Выбор диаметра труб питател ьного d 1 , кольцевого d 2 и подв о дящего d 3 тр убопроводов. 12 6.5 Гидравлический расчет сети. 12 7. Выбор насосно-двигательной пары. 13 8. Расчет диам етра дозирующей шайбы насоса дозатора. 15 9. Компоновка устано вки пожаротушения и описание ее работы. 15 10. Разработка инстру кций для обслуживающего персонала. 16 11. Эксплуатация в зимний период. 16 Заключение 17 Литература 18 Вве дение. Известно , что за последние десятилетия во многих сферах человеческой деятельности явно прослеживается г ромадный скачек в развитии науки и техники . В деятельности человека , по гео метрической прогрессии , внедр я ется компьютеризация и автомат изация . Появляются новые строительные и отдел очные материалы , дорогостоящее оборудование , высок ие и наукоемкие технологии , которые боле е эффективные , но в тоже время могут н ести в себе большую опасность , в том ч исле и пожарную . Не надо забывать о ку льтурных ценностях , которые может утратить че ловечество по своей безопасности и халатности , потеря которых несравнима и неоцени м а ни с какими физич е скими ценностями . И чт обы снизить вероятность потерь , человек прибе гает к различным мерам защиты . Человек ста рается максимизировать безопасность своего имуще ства , своей жизни как дома , так и на рабочем месте. Одно из направлений защиты — п ротивопожарная защита . Противоп о жарную защиту можно осуществи ть несколькими способами и видами . Например , внедрением систем Автоматическ ой Противопожарной З а щиты, (в дальней шем АППЗ ), кот орые являются одним из наилучших видов пр отивопожарной защиты . Вне дрение и правиль ное обслуживание пожарной автоматики , и систе м АППЗ в целом , приводит к эффективной защите тех помещений где она установлена , путем обнаружения , сообщения и пода в ления очага горе ния в начальный момент пожара. В тоже время , проектирование ус тан овок пожарной автоматики , является сложным пр оцессом . От того насколько качественно он выполнен , зависит эффективность АППЗ . Поэтому , проектирование АППЗ должно предш е ствовать решение целого ряда вопросов , связанных с анализом пожар ной опасности объекта , конструктивными , объе мно-планировочными решени я ми и другими особенностями защищ аемого объекта . Вот почему проект и рование установок пожарной автоматики необходимо производить поэ тапно , исходя из категории производства , класс а возможного пожара , группы важ ности о бъекта , а также механизма и способа тушени я. 1. Анализ пожарной опасности защищаемого объекта. Дано помещение цеха вальцевания , размерам 14х 10х 6 м , в технологич е ском процессе которого применяется резина . Помещение II степени огн е стойкости , отоплен ие есть , вентиляция отсутствует , постоянно открытых про емов нет , пожаровзрывоопасность электрооборудования по ПУЭ-П -IIа . Пожарная нагрузка в цехе составляет 210 кг * м -2 . Линей ная скорость распр о странения 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 дымооб разования k д , пл аменного горения составляет 0,052 кг * кг -1 , тления — 0,14 кг * кг -1 . Расстояние до станции пожаротушения — 45 м , гарантирова н ный напор Н г =10 м. Зная пожарную нагрузку объекта , расс читаем полное время свободного горения : часа Энергию , которая может быть выделена при сгорании , рассчитаем по формул е : Е = * Q н * P * F=0,95 * 33,5 * 10 6 * 210 * 140 = 9,3 * 10 11 Дж, где — коэффициент полноты сгорания (0,95 для твердых сгораемых материалов и 0,75 для жидк остей ), Q н — низшая теплота сгорания , Дж * кг -1 , P — пожарная нагрузка , кг * м -2 , F — площадь пола помещения , м 2 . 2. Моделирование развития возмож ного пожара Моделирование р азвития пожара позволяет определить критическое время свободного развития пожара кр , которое связывают с предел ь но-допустимым времен ем развития пожара . При горении твердых сгораемых материалов кр определяется либо временем охвата пожаром всей площад и помещения , либо , если это произойдет ран ьше , временем достижения среднеобъемной температу ры в помещении значе ния температуры с ам о воспламенени я находящихся в нем материалов , которая дл я данного случая равна 350°С (справочник Бар атова ). Вид и тип АППЗ можно устанавливать , придерживаясь условного пр а вила , если кр 10 мину т , то для защиты объекта можно ограничитьс я вне д рение м АПС . Когда кр < 10 минут , то реко мендуется автоматическое туш е ние. Как видим , моделирование развития пожара заключается в построении двух функций F п = ( ) и t = ( ). Где F п — площадь пожара , м 2 ; t — среднеобъемная температура , — текущее время на отрезке не менее 600 секунд (10 минут ). Динамика пожара всегда связана с мест ом его возникновения , распред е лением пожарной нагрузки и газообменом . Следует признать , что на начальной стадии (до вскрытия остекления пр и температурах 300 ° С ) наиболее опасным будет центра ль ный пожар по равномерно распределенной пожарн ой нагрузке . Отметим также , что для просто ты курсового проект и рования пожарную нагрузку защищаемого объекта принимаем однородной , а распространение огня по конструкциям здания отсутствует . Размещение и габарит ы технологического об орудования не сообщаются . Но в тоже время это не дает основания для проектирования световых и ультразвуковых ПИ. Площадь наиболее опасного центрового пожа ра F п по од нородной ра в номерно распределенной пожарной нагрузке , пока он имеет кр уговую фо р му , может быть рассчитан по выражению : F п = * l 2 t , где l t — путь , пройденный фронтом огня из точки воспламенения , м . l t = 0 , 5V л + V л ( *-10) для твердых сгораемых материалов и l t = V л при горении жидкостей . и * — тек ущее время . = 1, 2, 3, 5, 7, 10 минут. Слагаемое , содержащее *, 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 = ( ) (рис . 1) и определить t кр . l t = 0,5V л * F п = * l 2 При = 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 = 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 = 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 = 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 = 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 = 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 : Рис .1. F п = ( ); F п . кр. = 1 4 0 м — площадь защищаемого помещения , кр. — кри тическое время развития пожара (11,5 мин ). Более сложным является моделирование температуры в помещении п о жара . Однако к р. по температурным проявлениям внутренних пожаров м о жет быть найдено достаточно надежно , если использовать , не учитывающее потерь , известное приближение для расчета среднеобъемной температуры t: где t о — начальная температу ра в помещении , ° С ; q — теплопроизвод и тельность пожара на е диницу площади ограждающих конструкций пом е щения : [ кг * м -2 * с -1 * Дж * кг -1 * м 2 * м -2 ] = [Дж * с -1 * м -2 ] = [Вт * м -2 ] F = 2а b + 2 ah + 2 bh — площадь ограждающих конструк ций , м 2 ; a — длина , b — ширина , h — высота помещения . В данном случае пл о щадь ограждающих конструк ций на ходим по формуле : F = 2 * 14 * 10 + 2 * 1 4 * 6 + 2 * 10 * 6 = 280 + 168 + 120 = 56 8 м 2 . Для построения графика t = t о + ( ) (рис . 2) необходимо получить пять-семь расчетных значений t в интервале в ремени до 10 минут пожара . кр опреде ляем по данному графику относительно предельн о допустимой те м пературы , превышение которой приведет к резкому разрастанию пожара по площади и объему. При =1 мин При = 2 мин : q = 24 60 ,9 Вт * м -2 ; t = 21 0 , 9° С При = 3 мин : q = 5540 , 2 Вт * м -2 ; t = 30 6, 6° С При = 5 мин : q = 15 3 9 0 Вт * м -2 ; t = 498,1° С При = 7 мин : q = 30 1 2 1 Вт * м -2 ; t = 6 88 , 2° С Рис .2. t = t o + ( ). t c воспл — температура самовоспламенения вещества пожарной нагрузки на объекте . кр — критическое время свободного р азв и тия пож ара по его тепловым проявлениям. На основании рассмотренных гра фических моделей F= ( ) и t o = 1t + ( ) в качестве более реального кр свободного развития пожара выбирает ся меньшее из двух его найденных значений , т.е . в нашем случае — второй , когда критическое время развития пожара кр составляет между 3 и 4 мин у той , ( кр = 3,5 мин . ) 3. Оценка эффективности выбра нных средств АППЗ. Так как задание не содержит условий , позволяющих использование световых и ул ьтразвуковых извещателей , поэтому выбор можем осуществить только между тепловыми и дымовым и извещателями . При этом , безусловно , должны руководствоваться рекомен дациями СНиП 2.01.02-84. Эффективность с редств АППЗ тем выше , чем меньше время обнаружения пожара об относительно кр : об = пор + ипи < кр . где пор и ипи — соответственно пороговое время срабатывания и ине р ционность пожарного извещателя . ипи является рабочей характеристикой приборов (справочное данные ). Пороговое время пор срабатывания дымовых пожарных извещателей , при круговой форме пожара , можем найти как : c ? где F о — нормативная площадь , контролируемая одним ПИ , в нашем случае F о = 70 м 2 (СНиП 2.04.02-84, таб . 4). Отметим как существенный факт , что С пор зависит н е только от свойств дыма , но и от типа ПИ (воспо льзуемся табличными данными ). Так как в нашем случае возможно , что пожар может начаться медленным тлеющим р азвитием , то за основу расчета возьмем дан ные дымового пожарного и з вещателя ДИП -3. = Технические характеристики дымового пожарног о извещателя : Извещатель С пор * 10 6 * кг * м -3 Инерци онность , ипи , с Прие м но-контрольный прибо р ДИП -3 16,8 5 РУПИ , ППС -3 Таким образом д об = 75,5 + 5 < кр = 210 c (80,5 < 210), так как неравенс тво выполняется то принимаем пожарный извещат ель ДИП -3. 4. Схема о бнаружения пожара и пуска АУП. Определяю число извещателей необходимое для защиты помещения исходя из следующих требований : — площадь контролируемая одним извещател ем принимается равной 70 м 2 , а расстояние между извещателям и — не более 8,5 м от извещате ля до стены не более 4 м (СНиП 2.04.09-84 п .4.10 таб . 4). — если установка пожарной сигнализации предназначена для управления автоматическими установками пожаротушения , каждую точку защищае мой поверхности необходимо контролировать не менее , чем двумя пожар ными извещателями (СНиП 2.04.09-84 п . 4.1). Исходя из выше изложенных требований и принцип равномерности рассчитываем необходимое количество пожарных извещателей по формуле : где F — площ адь пола защищаемой поверхности (140 м 2 ), F о — норм а тивная площадь , контролируемая одним ПИ (70 м 2 ). По тактическим соображениям принимаем 4 по жарных извещателя . (схему размещения извещателей смотри на рис .3) Для приема и отображения с игналов от автоматических пожарных и з вещателей (в частности типа ДИП -3) используется концентратор ППС -3. Он предназначен для защиты объекто в и др . При этом эле к трическое питание активны х пожарных извещателей осуществляется от и с точника пит ания непосредственно по шлейфам пожарной сигнализации . Концентратор обеспечивает отображени е всей поступающей информации о состоянии пожарных извещателей или неисправностей в сигнальных цепях на пульт центрального оповещ ения , а также формирование адресных си г н алов-команд на пуск установок автоматического пожаротуше ния. Техническая хар актеристика концентратора ППС -3 Максим . число сигнальных шлейфов 60 Максим . число пожарных извещателей : дымовых , шт .: 20 Напряжение питан ия : основное — от сети переме нного тока , В 220 резервное — от источника постоянного тока , В 24 Диапазон рабочих температур , С 0...40 Мак симальная относительная влажность окружающего во здуха , % 80 Срок службы , лет 10 Нормативные требования к размещению конце нтратора и оборуд ования должны соответствовать требованиям СНиП 2.04.09-84 (4 раздел ), а также техническим характеристикам. Рис .3. Схема размещения пожарных извещателе й 5. Обоснование типа АУП и способа тушения. Способ тушения выбирается , исходя из предельно допустимого времени развития пожара и достижимого бы стродействия подачи огнетушащего в е щества в нужные зоны помещения . Время включения АУП вклАУП должно быть существен но меньше критического времени свободного развития п о жара кр : вклАУП = пор + ипи + у.у. + тр < кр . вклАУП = 75,5 + 5 + 0,4 + 18,3 < кр . вклАУП = 99,23 < 210 = кр . где ипи — инерционность пож арного извещателя , у.у. — продолжител ь ность сраба тывания узла управления (пускового блока ) АУП , с , (Бубырь Н.Ф ., и д.р . Производственная и пожарная автоматика . Часть 2.-М .:Стройизд ат ,1985. табл .18.11); тр — время трансп ортирования огн е тушащего вещества по трубам : тр = l/ V . Здесь l — длина подводящих и п и тательных трубопров одов , м ; V — скорость движения огнетушащ его вещ е ства , м * с -1 (целесообразно вз ять V = 3 м * с -1 ). Наиболее целесообразным способом тушения пожара в цехе с примен е нием в технологическом процес се резины является объемный , т.е . для т у шения применяе тся пена (справочник А.Н . Баратова , таб . 4.1). 6. Гид равлический расчет АУП. Важным моментом проектирования всех типов АУП является р азработка схем размещения оросителей (распылителе й ) и распределительных сетей трубопроводов . Тр ебуемое для помещения количество дренчерных ( равно как и спринклерных ) оросителе й и их установка производится с учетом их технических характеристик , равномерности орошения защищаемой площади (табл .1 СНиП 2.04.09-84) и огнес тойкости (пункт 2.20 СНиП 2.04.09-84) помещения. По приложению 2 СНиП 2.04.02-84 принимается третья группа пом е ще ния по опасности распространения пожара . По таблице 1 СНиП и таблице 5 прил ожения 6 СНиП принимаю основные расчетные пара метры : — интенсивность подачи огнетушащего сред ства 0,12 л /с * м 2 ; — продолжительность работы установки 1500 с (25 мин ); — коэффициент ра зрушения пены k 2 = 3. По табл .2 приложения 6 для расчета приме м генератор пенный 2-ГЧСм . Значение коэффициент а k = 1,48. Минимальный свободный напор , м — 15; ма ксимальный допустимый напор , м = 45. 6.1 Рассчитываем требуемый объем раствора пенообразовате ля. , где К 2 — коэффициент р азрушения пены принимается по таблице 5 прилож ения 6 СНиП 2.04.09-84; W — объем помещения , м 3 ; К 3 — кратность пены. 6.2 Находим требуемый о сновной объем пенообразователя. 6.3 Определяем р асход генератора Q при свободном напоре H св = 45 м , их необх одимость и достаточное количество n: , т.е . принимаем 2 ГЧСм. t = 25 минут = 1500 секунд — про должительность работы установки с пеной средн ей кратности , мин . (приложение 6 таблица 5). Итак в помещении достаточно установить два генератора ГЧСм . Ос у ществим размещение генера торов на плане помещения . Разводящая сеть принимается кольцевой . Положение генераторов ГЧСм асимметрично ст о яка. Для наглядности покажем также принципиаль ную расчетную схему АУПП и важнейшие разм еры архитектурно-планировоч ных решений. Схема размещения генераторов пены , а т акже расчетная схема АУПП с насосом дозат ором показана в графической части. 6.4 Выбираем диаметр труб кольцевого пита тельного d 1 и подводящего трубопровода d 2 : Принимаем d 1 = 65 мм . Значение К т = 572 ( СНиП таб .9 прил . 6). Принимаем d 2 = 100 мм . Значение К т = 4322 ( СНиП таб .9 п рил . 6). 6.5 Выполняем гидравлический расчет сети основного водопитателя с учетом расходов , вкл ючающих пенообразователь . Поскольку H 1 =45 м, то Q = 9,93 л /с . В дальнейшем , чтобы минимизировать невязку на поров л е вог о и правого направлений обхода кольцевого трубопровода относительно точки 3, допустим , что расход диктующего оросителя лишь на 15% ос у ществл яется со стороны распределительного полукольца , включающего г е нератор 2. Следовательно : Таким образом , напор в узловой точке 3 питательного трубопровода , так как невязка в данных условиях равна 0,24 м , будет равен : Суммарны й расход генератор ов : Q = Q 1 + Q 2 = 9,93 + 9,94 = 19,9 л / с. Ему будет соответствовать напор на вы ходном патрубке основного в о допитателя H : где H 3-овп — потери напора на подводящем тру бопроводе от узловой точки 3 до выходного патрубка водопитателя ; l 3-овп = 51 м — длина трубы диаметром 100 мм ; Z = 6 м — статический напор в стояк е АУП ; = 2,35 * 10 -3 — коэффици ент потерь напора в принимаемом узле упра вления БКМ (см . табл . 4 прил . 6 СНиП 2.04.09-84). 7. Выбор насосно-двигательной пар ы. По найденному расходу Q = 19,9 л /с и напору H = 59,9 м выбираем по каталогам насосно-двигательную пару ос новного водопитателя АУПП (в ы бираем насос К -90/55 с электродвигателем мощностью 22 кВт ) и строим совмещенный график рабочей характеристики основн ого насоса , динам и ческих потерь сети и насоса доз атора. Чтобы выбрать нас ос дозатор уточн им фактические расходы и напор , которые об еспечит данная насосная пара в проектируемой сети . Для этого нужно построить так н азываемую динамическую характеристику сети . Д и намические пот ери напора сети - это зависимость динамической составл я ю щей H дин на выходном патрубке насоса от текущих расходов Q 1 , воз в е денных в квадрат : В свою очер едь сопротивление сети может быть определено из выраж е ния : Результаты дина мических потерь сети , рассчитываемой АУП , зане сем в таблицу. S, м * л -2 * с -1 0,02 Q, л * с -1 5 10 15 20 25 Н дин , м 0,5 2 4,5 8 12,5 Из совмещения графиков видно , что фактический расход раст вора п е нооб разователя установкой будет составлять 20 л /с при напоре 58 м . 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 диам етр доз и рую щей шайбы d ш . В качестве насоса дозатора принимаем ЦВ -3/80. При этом разность напоров из линии на соса дозатора и основного вод опитателя в точке их врезки будет не более H = 225-58 = 167 м . Теперь используем выражение , позволяющее рассчитать диаметр дозирующей шайбы : где — коэффициент расхода шайбы ( = 0,62 для шайбы с тонкой стенкой ); g = 9,8 м /с . В результате подстановки в выражение получим , что d ш = 6,56 мм. Таким образом , принципиальные тактико-технические характеристики авто матического тушения среднекратной пеной , в соответствии с условием , установлены. 9. Компоновка установки пожароту шения и описание ее работы. Дренчерная уста новка пожаротушения состоит из трех "блоков ". Защ и щаемые помещения в которых установлены датчики-и звещатели для обн а ружения пожара и оросители дл я его ликвидации . Помещение персонала , где установлен приемно-контрольный прибор , щит управле ния . Помещение , где расположены насосы , трубопр оводы , водопенная арматура. Установка работает следующим образом : при возникновении пожара срабатывает ПИ . Эл ектрический импульс подается на щит управлени я и приемную станцию пожарной сигнализации . В ключается световая и звуковая сигнализация . К омандный сигнал управления поступает на вкл ю чение элект розадвижки и насоса . Насос подает воду из основного водоп и тателя в магистральный трубопровод , где в поток воды дозируется опред е ленное количество пенообразователя . Полученный раствор транспортир у ется через задвижку в распределительную сеть , и дале е в оросители. 10. Разработка инс трукций для обслуж ивающего персонала. Важными требованиями к дренчерной установ ки водяного пожарот у шения является приспособленность к средствам контроля технического с о стояния в процессе эк сплуатации . При обосновании оптимального ТО у ч и тывается вероятност ь безотказной работы , поскольку этот параметр оказ ы вает решающее влияние на надежность установок в условиях эксплуатации. Инструкция по организации и проведения работ по каждодневному техническому обслуживан ию установок требует выполнение ряда меропр и ятий , проводимых ежедневно , ежемесячно , раз в три месяца , раз в три года , раз в три с половиной лет. К ежедневному техническому обслуживанию о тносятся следующие операции : — проверка чистоты и порядка в п омещении станции пожаротушения ; — контроль указания воды в рез ервуаре с помощью КИП ; — проверка напряжения на вводах элек троустановках ; — 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 ; — пр оводятся : проверка исправности КИП , возобновление запасов смазки в маслоци линдрах. — проверка узлов управления и контро ль систем трубопроводов ; — очистка оросителей от грязи и пыли. К ежемесячному ТО относятся следующие работы : — проведение мероприятий еже недельно го 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 трубопро водов ; — проверка работоспособности электрооборудо вания ; К ТО , проводимому раз в три с половиной года относятся работы : — разборка , чистка насосов и арматуры ; — окраска трубопроводов. 11. Эксплуатация в зимний пер иод. В помещении насосной станции необхо димо поддерживать полож и тельную температуру не ниже +5 градусов . В резервуаре (ах ) с пеноо браз о вателем следует поддерживать температуру от 5 до 20 гр адусов С. Заключение. В ходе выполнения курсового проектировани я автоматической установки пожаротушения це ха вальцевания в технологическом процессе которого используется резина , я закрепил теоретические знания и практически освоил мет одику инженерных расчетов . Кроме этого , отрабо тал навыки использ о вания литературных источников при р ешении конкретных вопросов п рое к тирования. Лит ература. 1. СНиП 2.04.09-84. Пожарная автоматика зданий и сооружений . -М .: Гос у дарственный комитет по делам стр оительства , 1995 г. 2. Ф.И . Шаровар . Устройство и системы п ожарной сигнализации . -М .: Стройиздат , 1985.- С 299. 3. Н.Ф . Буб ырь и др . Производственн ая и пожарная автоматика . -М .: ВИПТШ , 1986.-С 293. 4. А.Н . Баратов и др . Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их т ушения : Справочник . -Ч 1, 2.-М .:Химия , 1990. 5. П.П . Алексеев и др . Машины и апп араты пожаротушения. -М .: ВШ , 1972. 6. В.Я . Карелин , А.В . Минаев . Насосы и насосные станции . -М . Стройиздат , 1986 -С 320.