Автоматическая установка пожаротушения

     ,                                      (3.18)

где Аср – средний геометрический параметр разводки трубопроводов,

определяется по формуле 

,                                 (3.19)

где А1, А2,…,Ак – геометрический параметр, рассчитываемый для каждого насадка  в помещении по формуле

      ,     (3.20)

где Кэ – эквивалентная шероховатость внутренней поверхности j трубопроводов, для не новых стальных трубопроводов обычно принимается равной 0,0002 м /19/;

      N – число насадков  в помещении, N=8 ;

      D_j, L_j – внутренний диаметр и эквивалентная длина j–го участка, м;

      n_j – число насадков, питаемых по j–му участку;

      k – число участков;

      Lэм – эквивалентная  длина магистрального трубопровода, м, определяется по формуле

Lэм = Lм + Lсб + Lру + Lмс,                           (3.21)

где Lм – геометрическая длина магистрального трубопровода, м.

Магистральный трубопровод- Трубопровод  от распределительного устройства или  от батареи (модуля), если распределительного устройства нет, до точки первого  разветвления/21/.

Длина магистрального трубопровода включает в себя длину участка от распределительного устройства до ввода в защищаемое помещение 31 м, высоту вертикального трубопровода 6,8 м, и участок до первого рзветвления 5,475м.

      Lсб – эквивалентная  длина сборки модулей (батареи), м, приведенная к диаметру магистрального трубопровода Dм;

      Lру – эквивалентная  длина распределительного устройства, м, приведенная к Dм;

     Lмс – сумма эквивалентных  длин местных сопротивлений на

магистральном трубопроводе, м.

Приведение эквивалентной длины  элемента (модуль пожаротушения, сборка модулей, клапан, распределительное устройство, станционный коллектор, местное сопротивление) к диаметру магистрального трубопровода Dм, производится по формуле

     ,                              (3.22)

где L_ПЭЛ – приведенная к Dм эквивалентная длина элемента, м;

      L_ЭЛ – эквивалентная длина элемента, м, определяемая по технической документации или справочной литературе.

Эквивалентная длина участка трубопровода (коллектора) в общем случае определяется как сумма геометрической длины участка и эквивалентных длин местных сопротивлений на этом участке.

      D_ЭЛ – диаметр условного прохода элемента, м.

Эквивалентная длина местного сопротивления Lмс на трубопроводе определяются по формуле

,                                 (3.23)

где ξмс – коэффициент гидравлического  сопротивления элемента трубопровода (клапан, поворот, тройник, расширение, сужение и др.) определяемый по справочной литературе. В соответствии с принятой схемой установки рассмотрим участки местного сопротивления на магистральном трубопроводе «прямое колено» ( на вводе в помещение и месте соединения стояка с распределительным трубопроводом) , для которых ξ принимаем равным 1.

        Dмс – диаметр трубопровода, м.

При наличии на магистральном трубопроводе вертикальных участков подъема (опускания) трубопровода возникают дополнительные потери (компенсация потерь) из-за гидростатического  напора ГОТВ. Потери при перепаде высот можно учесть по формуле (3.23), при этом коэффициент гидравлического сопротивления для вертикального участка ξв определяется

             ,               (3.24)

где  μ - коэффициент расхода насадка, для выбранного типа насадков составляет 0,65 (п.3.2.1);

      ρ – средняя  плотность ГОТВ в вертикальном  участке трубопровода, кг/м³;

     J- средний приведенный  массовый расход ГОТВ в вертикальном  участке трубопровода, кг/с⋅м²;

     g- ускорение свободного  падения, 9,8 м/с²;

    ΔH – перепад высот трубопровода, м;

    С(р)- функция, зависящая  от давления в трубопроводе.

В упрощенном виде, учитывая, что вертикальные стояки, как правило, находятся на магистральном трубопроводе, значение функции С(р) можно принять за постоянную величину, значение которой выбирается в зависимости от типа ГОТВ по приложению 1 /21/ , С(р)=0,0145.

Где 1,28- высота модуля согласно- 1,108 м и 0,2 м- длина рукава высокого давления /19/.

_{Тогда местные  потери на данном участке составят}

Таким образом, эквивалентная длина  магистрального трубопровода будет  равной

Lэм=(31+6,8+5,475)+4+1+(2∙7,13+1,64+0,29)=64,5 м

Рассчитаем геометрические параметры  насадков по формуле 3.20

Для рядка I:

 

Как видно из выполненной трассировки  геометрические параметры насадков в рядке I будут следующим образом соответствовать геометрическим параметрам насадков во втором рядке: А₃(3-b)=А₂(2-а), а А₄(4-b)= А₁(1-а). Все последующие рядки выполнены конструктивно одинаково, тогда средний геометрический параметр разводки трубопроводов будет равен

На рисунке 3.2  представлены графики J= f (Y)- график 2, принятый по /21/ и график 1 - J= K ,  полученные в результате решения системы уравнений.

Рисунок 3.2 - графики зависимости  приведенного массового расхода  от термодинамического параметра

По представленным графикам принимаем  приведенный массовый расход J= 22000 кг/с∙м²

По найденному значению приведенного массового расхода J определяется расчетное  время выпуска ГОТВ τ_р установки

                                                 (3.25)

Расчетное время не превышает нормативное 10 с, следовательно, параметры установки  определены верно.

 

4 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 (в общем случае). На рассматриваемом объекте предусмотрена АУГП, тогда общий расчетный пожарный расход равен

Q_пож = Q_нар + Q_вн                                                  (4.1)

Q_{нар (внут)} = 3,6 t_{пож нар (внут)} ×m× q_{нар (внут)},                         (4.2)

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.

Рассматриваемое производственное здание выполнено из конструкций, класс конструктивной пожарной опасности которых К2, исходя из этого степень огнестойкости здания принимается II /9/.  Объем всего здания 5443,2 м³. В соответствии с характером технологического процесса и пожарной опасностью веществ, обращающихся в результате его осуществления в разделе 1 было определено, что в защищаемом помещении можно прогнозировать пожары класса В, по степени опасности развития пожара оно относится к  группе 4.2, его категория по пожаровзрывоопасности – А. В соответствии с /9/ здание относится к категории Б, если одновременно выполнены два условия: здание не относится к категории А; суммарная площадь помещений категорий А и Б превышает 5 % суммарной площади всех помещений или 200 м².

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 соответсвии с /12/ на промышленных объектах площадью менее 150 га принимается одновременность возникновения одного пожара)

Q_нар = 3,6 t_{пож нар}  ×m× 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 производственного здания высотой до 50 м, число струй составит 2 с расходом по 2,5 л/с. В этом случае 

Q_внут = 3,6 t_{пож внут} ×m× q_внут= 3,6×2×2×2,5= 36 м³.

Q_пож = Q_нар+ Q_вн =216+36= 252 м³.  

 

.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Проведенная работа позволила усвоить  методику проведения основных расчетов, изучить порядок и принципы проектирования систем автоматического пожаротушения, получить навыки применения специальной литературы.

В ходе проектирования были подробно изучены типы установок пожарной автоматики, их  устройство и принцип действия, приобретены навыки  принятия самостоятельных конструктивных решений, закреплен учебный материал по расчету типовых систем пожаротушения.

В ходе проекта была разработана  автоматическая установка газового пожаротушения для цеха брожения и брагоректификации в здании производства синтетического этилового спирта. Определен  требуемый запас воды для противопожарных целей.

В результате работы была получена автоматическая установка газового пожаротушения, отвечающая современным требованиям, предъявляемым к системам данного назначения.

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1. Абрамов Н.Н. «Водоснабжение». – М.: Стройиздат, 1974. – 688 с.
2. Бубырь Н.Ф., Бабуров В.П., Мангасаров В.И. «Пожарная автоматика».- М.: Стройиздат, 1984.-208 с.
3. Громов С.И., Яковенко В.Л. «Справочник по производству спирта».-М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. -323 с
4. Демидов П.Г., Шандыба В.А., Щеглов П.П. – Горение и свойства горючих веществ.
5. Иванов Е.Н. «Противопожарное водоснабжение».- М.: Стройиздат, 1986.- 316 с.
6. ВСН 21-02-01 МО РФ  «Установки газового пожаротушения автоматические объектов вооруженных сил российской федерации. Нормы и правила проектирования»
7. ГОСТ 10704—76 «Трубы стальные электросварные прямошовные. Сортамент»
8. ГОСТ 27331-87 "Классификация пожаров"
9. НПБ 105-95 "Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности"
10. НПБ 88 – 2001 «Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования». Утверждены приказом ГУГПС МВД России от 4 июня 2001 г. №31
11. Рекомендации ФГУ ВНИИПО МЧС России «Средства пожарной автоматики. Область применения. Выбор типа»
12. СНиП 2.04.02 – 84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения». Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2000 г. – 128 с.
13. СНиП 2.04.01 – 84 «Внутренний водопровод  канализация зданий». Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2000 г. – 150 с.
14. СНиП 2.04.09-84 «Пожарная автоматика зданий и сооружений». Изд-во стандартов, 1988.
15. 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.
16. Федеральный закон № 123- ФЗ от 22.07.2008 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».
17. www.ngpedia.ru – большая он-лайн энциклопедия нефти и газа
18. www.os-info.ru/pojarotuschenie/vodosnabzhenie-avtomaticheskix-ustanovok-pozharotusheniya
19. www.oborudka.ru/handbook
20. www. pozhproekt.ru
21. ПАС 725.00.000 РР «Методика гидравлического расчета установок газового пожаротушения»
22. СНиП II-90-81 «производственные здания промышленных предприятий»