Автоматическая установка пожаротушения для фабрики по производству вискозного волокна

ВВ готов.dwg

План второго этажа мебельной фабрики 1:300
Расчет атвоматической системы противопожарного водоснабжения промышленного объекта
Здание по производству вискозного волокна
План второго этажа здания Аксонометрическая схема автоматической спринклерной системы пожаротушения
Условные обозначения: 1 - рабочий насос 2 - резервный насос 3 - шкаф управления 4 - пневмобак 5 - бак для хранения пенообразователя
Ст1 В2 - водопроводный стояк для подвода пены к спринклерной установке
- спринклерный ороситель
Экспликация помещений
Категория про- изводства по взрывной
взрывопожарной и пожарной опасности
Спецификафия оборудования
Насос центробежный пожарный
Задвижка параллельная с
выдвижным шпинделем dy150 мм
ГОСТ Р 51043 - 2002
Узел управления УУ-С 1001
Спринклерный ороситель
Труба стальная электросварная
административно-бытовое помещение
Ст2 В2 - водопроводный стояк для подвода пены к спринклерной установке
Аксонометрическая схема автоматической спринклерной системы пожаротушения1:200

вв новый.doc

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное учреждение высшего профессионального образования
«Тихоокеанский государственный университет»
Кафедра « Гидравлики Водоснабжения и Водоотведения»
Расчет автоматической системы противопожарного
водоснабжения промышленного объекта
Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине «Водоснабжение и водоотведение в ЧС»
Курсовая работа содержит 1 лист чертежа формата А1 пояснительную записку на 50 листах включающую 4 рисунка 9 таблиц 8 используемых источников.
УСТАНОВКА ПОЖАРОТУШЕНИЯ СПРИНКЛЕРНАЯ УСТАНОВКА ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СВОБОДНЫЙ НАПОР ДИКТУЮЩИЙ ОРОСИТЕЛЬ ПОВЫСИТЕЛЬНЫЙ НАСОС НАСОС ДОЗАТОР ПНЕВМОБАК.
Цель работы: обосновать необходимость проектировки автоматической системы пожаротушения Подобрать огнетушащее средство запроектировать АУПТ. Вычертить план этажа с запроектированной АУПТ вычертить аксонометрическую схему системы.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА5
ПОДГОТОВКА К ГИДРАВЛИЧЕСКОМУ РАСЧЕТУ6
1 Обоснование проектирования автоматической системы пожаротушения6
2 Определение расхода и давления в оросителе.9
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ18
1. Гидравлической расчет автоматической установки пожаротушения.18
2 Определение требуемого напора в системе31
3.Расчет запасо-регулируюших емкостей35
4. Подбор повысительных насосов38
5.Расчет требуемого запаса воды для противопожарных целей.41
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ43
В данной курсовой работе будет рассмотрено здание по производству вискозного волокна. Согласно нормативным документам Российской Федерации рассмотрена необходимость проектировки в нем автоматической установки пожаротушения. И запроектирована АУПТ для необходимых помещений отвечающая всем требованиям пожарной безопасности. Такими помещениями являются склад целлюлозы и склад сероуглерода.
Быстрому развитию пожаров в зданиях и сложному их тушению способствует большая площадь зданий их значительная высота и блокировка под одной крышей.
На складе целлюлозы находится большое количество горючего материала в кипах. Температура самовоспламенения целлюлозы 360 С теплота сгорания превышает 4000 ккалкг весовая скорость горения целлюлозы в условиях недостаточного притока воздуха приводит к сильному задымлению производственных помещений.
Пожарная опасность склада сероуглерода определяется наличием большого количества ЛВЖ. Сероуглерод – тяжелая бесцветная жидкость в воде не растворяется. Является одной из наиболее пожароопасных жидкостей. Температура самовоспламенения 105 С вспышки – 50 С. Теплота сгорания 33526 ккалкг. Температура нижнего предела воспламенения – 50 верхнего - +26 С.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА
В курсовой работе рассматривается здание по производству вискозного волокна. Здание имеет два этажа. Высота этажа 95 метра. Абсолютная отметка первого этажа – 420 метра высота подвала 30 метра.
В одну смену на предприятие работают 40 человек. Гарантированный напор в сети городского водоснабжения 350 метров. Площадь второго этажа-51744 м. Объем всего здания- 1055208 м.
Площадь защищаемых помещений равна 40404 м. Высота этажа - 95 м. Наименования помещений – склад целлюлозы склад сероуглерода. Группа помещений 5 7 соответственно.
Помимо этих помещений на втором этаже здания имеются следующие помещения: цех алкилации душевые раздевалка административно-бытовое помещение туалет.
ПОДГОТОВКА К ГИДРАВЛИЧЕСКОМУ РАСЧЕТУ
1 Обоснование проектирования автоматической системы пожаротушения
Необходимость применения внутреннего пожарного водопровода АУП определяется СНиП 2.04.01-85 НПБ 110-2003 а также отраслевыми стандартами и положениями.
В нашем здании находятся: склад целлюлозы цех алкилации склад сероуглерода душевые раздевалка административно-бытовое помещение туалет.
По НПБ 110-2003 согласно таблице 3 п. 1 2 проектируем автоматическую установку пожаротушения для следующих помещений:
Характеристика защищаемого помещения
наименование помещения
защищаемая площадь м2
категория по взрывопожарной и пожарной опасности
При выборе АУП учитывается:
Возможные типы АУП в зависимости от применяемых огнетушащих веществ (ОТВ) и быстродействующих установок;
Стоимость материальных ценностей на объекте (в помещениях)
Капитальные вложения и текущие затраты на АУП.
При выборе ОТВ и способа тушения учитываются:
Характеристика объекта и микроклимат в нём;
Характеристика горючих веществ и материалов (вид физико-химические свойства характер распределения пожарной нагрузки и др.)
Применимость ОТВ и параметры тушения (совместимость их с горючей нагрузкой; интенсивность и концентрация расход и время подачи ОТВ влияние их на окружающую среду и др.)
Рассмотрим склад целлюлозы и склад сероуглерода согласно СП 5.13130.2009 определяется характер распределения пожарной нагрузки на объекте (в помещении) соответствующий ему класс помещения и в зависимости от этого предполагаемый способ тушения. По НПБ 88-2001 приложение 1 склад целлюлозы относится к пятой группе помещений а склад сероуглерода к седьмой. Так как седьмую группу помещений водой тушить нельзя то в качестве огнетушащего средства выбираем пену. Принимаем пенообразователь ПО-6. Это пенообразователь для пожаротушения общего назначения «ТЭАС» применяется для тушения пожаров классов А и В (твердые и жидкие вещества включая древесину хлопок уголь нефть и нефтепродукты жиры масла и др.) с применением пены низкой и средней кратности при помощи стандартных пеногенераторов и стационарных установок пенного пожаротушения. Для приготовления рабочего раствора используется 6% и 3% концентрация пенообразователя.
Группу помещения определяем в зависимости от функционального назначения и пожарной нагрузки сгораемых материалов из приложения 1 НПБ 88-2001 3
Интенсив-ность орошения л(с·м2 ) не менее
Максимальная площадь контроли-руемая одним спринклерным оросителем м2
Площадь для расчета расхода воды м2
Продолжи-тельность работы установок водяного пожароту-шения мин
Максимальное рассто-яние между оросите-лями м
Тип спринклерной установки – пенная (для помещений с минимальной температурой воздуха 5о и выше).
Спринклерные установки пожаротушения– это системы состоящие из спринклеров (оросителей) вмонтированных в трубопровод в котором вода или воздух (в зависимости от системы) находятся под давлением. Принцип действия основан на падении давления в системе. Во время пожара температура в помещении повышается до тех пор пока термочувствительный элемент в спринклере не разрушится. Термочувствительные элементы в зависимости от температуры разрушения имеют внутри спиртовую жидкость разного цвета. После того как произошло разрушение термочувствительного элемента вода или водный раствор (раствор пенообразователя в воде) начинает вырываться наружу давление в системе падает срабатывает узел управления жидкости а также запускается насос в насосной станции. Насосный узел состоит чаще всего из нескольких клапанов замедляющей камеры манометров и системы обвязки.
Насосные станции это помещения в которых расположены насосы и питающий водопровод. К проектированию и строительству станций применяются специальные требования. Кроме того насосов должно быть два основной и резервный.
2 Определение расхода и давления в оросителе.
2.2. Обоснование проектирования АУП
Гидравлический расчет установок пенного пожаротушения (низкой и средней кратности). Порядок расчета
Гидравлический расчет спринклерной сети имеет своей целью:
определение расхода пенообразователя т.е. интенсивности орошения или удельного расхода у «диктующих» оросителей;
сравнение удельного расхода (интенсивности орошения) с требуемым (нормативным);
определение необходимого давления (напора) у водопитателей и наиболее экономных диаметров труб.
Paсчeтy сети предшествует выполнение аксонометрической схемы с указанием на ней размеров и диаметров участков труб. Расчет сети производят исходя из характеристик (истечения из оросителя трения в трубопроводе и др.) для двух режимов работы основного водопитателя (I-й режим - работа вспомогательного водопитателя в течение 10 мин 2-й режим - работа основного водопитателя в течение нормативного времени) и одного режима работы основного водопитателя при наличии автоматического водопитателя.
Гидравлический расчет противопожарного водопровода АУП сводится к решению трёх основных задач:
Определение давления на входе в противопожарный водопровод (на оси выходного патрубка насоса или иного водопитателя) если заданы расчетный расход воды схема трассировки трубопроводов их длина и диаметр а также тип арматуры. В данном случае расчет начинается с определения потерь давления при движении воды ( о расчетном расходе) в зависимости от диаметра трубопроводов схемы их трассировки типа установленной apматуры и т. д. Заканчивается расчет выбором марки насоса (или другого вида водопитателя) по расчетному расходу воды и давлению в начале установки.
Определение расхода воды по заданному давлению в начале противопожарного трубопровода. Расчет начинается с определения гидравлических сопротивлений всех элементов трубопровода и заканчивается установлением расчетного расхода воды в зависимости от заданного давления в начале противопожарного водопровода.
Определение диаметров трубопроводов и других элементов трубопровода по расчетному расходу воды и давлению в начале противопожарного трубопровода. Диаметры арматуры противопожарного водопровода выбирают исходя из заданного расхода воды и потерь давления по длине трубопровода и на используемой арматуре.
Прежде чем выполнять гидравлический расчет установок пожаротушения необходимо убедиться что в соответствии с НПБ 110-2003 и действующими отраслевыми нормативными документами данный объект защиты действительно подлежит оснащению АУП. Если объект защиты не подходит под перечень зданий помещений сооружений и оборудования приведенных в НПБ 110-2003 необходимо пользоваться действующими ведомственными правилами или рекомендациями.
В соответствии с СП 5.13130.2009 гидравлическому расчету должно предшествовать определение требуемой интенсивности орошения.
Для этого прежде всего по НПБ 88-2001 в соответствии с перечнем характерных помещений производств или технологических процессов которым удовлетворяет защищаемый объект устанавливают группу подлежащих защите помещений.
Если ни одно из характерных помещений или производственных процессов не подпадает под данный перечень то необходимо пользоваться действующими ведомственными документами.
Алгоритм расчета АУП сводится к следующему.
Устанавливается эффективность тушения горючих материалов сосредоточенных в защищаемых объектах водой водным или пенным раствором.
С учетом пожароопасности (скорость распространения пламени) выбирается вид установки пожаротушения - спринклерная дренчерная или модульная.
В зависимости от температуры эксплуатации устанавливается тип спринклерной установки пожаротушения - водозаполненная или воздушная.
С учетом выбранной группы объекта защиты (см. НПБ 88-2001) принимают интенсивность орошения и площадь защищаемую одним оросителем площадь для расчета расхода воды и расчетное время работы установки. Для помещений складов (5 6 и 7-я группы объекта защиты) интенсивность орошения определяют в зависимости от высоты складирования материалов.
По паспортным данным оросителя с учетом коэффициента полезного использования расходуемой воды устанавливают давление которое необходимо обеспечить у «диктующего» оросителя (наиболее удаленного или высоко расположенного) и расстояние между оросителями.
Расчетный расход воды в спринклерных установках определяют из условия одновременной работы всех спринклерных оросителей на защищаемой площади НПБ 88-2001 с учетом коэффициента полезного использования расходуемой воды и того обстоятельства что расход оросителей установленных вдоль распределительных труб возрастает по мере удаления от «диктующего» оросителя.
Расход воды для дренчерных установок рассчитывают из условия одновременной работы всех дренчерных оросителей в защищаемом складском помещении (5 6 и 7-я группы объекта защиты). Площадь помещений 123 и 4-й групп для определения расхода воды и числа одновременно работающих секций находят в зависимости от технологических данных а при их отсутствии - по НПБ 88-2001.
Для зоны приемки упаковки и отправки грузов в складских помещениях высотой от 10 до 20 м с высотным стеллажным хранением значения интенсивности и защищаемой площади для расчета расхода воды раствора пенообразователя по группам 5 6 и 7 приведенные в НПБ 88-2001 должны быть увеличены из расчета 10 % на каждые 2 м высоты.
В соответствии с выбранным типом оросителя его расходом интенсивностью орошения и защищаемой им площадью прорабатывают планы размещения оросителей и трассировку трубопроводной сети.
Для наглядности трассировки по объекту защиты изображают (необязательно в масштабе) аксонометрическую схему сети.
Проводят гидравлический расчет противопожарного водопровода АУП.
Определение необходимого напора у оросителя при заданной интенсивности орошения. На сегодняшний день выпускаются три вида оросителей монтируемых розеткой вверх или вниз с условным диаметром выходного отверстия 10; 12 и 15 мм.
По результатам всесторонних испытаний для этих оросителей были построены эпюры орошения в широком диапазоне давлений и высоты установки. В соответствии с полученными данными и были установлены в СНиП 2.04.09-84 нормативы по их размещению (в зависимости от пожарной нагрузки) на расстоянии 3 или 4 м друг от друга. Эти нормативы без изменения внесены в НПБ 88-2001.
Выбор вида и типа оросителя (генератор пены) зависит от принятого огнетушащего средства а так же требуемой интенсивности орошения защищаемой площади. Основные типы оросителей (генераторов) применяемые в установках автоматического пожаротушения приведены в таб. 2.1.
Для правильного выбора типа оросителя определяем необходимый свободный напор Н у диктующего оросителя по формуле:
где I - нормативная интенсивность орошения
F - максимальная площадь орошения контролируемая одним спринклерным оросителем
K – коэффициент производительность оросителя определяемый по паспортным данным( таблица 2.1)
Подставив в формулу (2.1) значения F и K соответствующие различным типоразмерам оросителя данного вида получаем несколько значений Н (результаты данных вычислений приведены в Таблице 2.3 2.5) соответствующих каждому из оросителей. Полученные Значения H сравниваются с минимальным свободным напором Н для каждого из оросителей. Для склада целлюлозы:
Расчет свободного напора м
Минимальный свободный напор м
Значения необходимого свободного напора
Водяной спринклерный с диаметром выходного отверстия мм
Для склада сероуглерода:
Водяной спринклерный с диаметром выходного отвер-стия мм
Для правильного выбора оросителя необходимо принять тот ороситель для которого разность H и H положительна и имеет наименьшее значение.
Как видно из приведенных выше Таблиц 2.4 2.6 данным условиям удовлетворяет водяной спринклерный ороситель с диаметром выходного отверстия 12 мм.
Расход воды Q диктующего оросителя рассчитаем по формуле:
где k - коэффициент производительности принимаем из таблицы 2.1
H - Необходимый свободный напор принимаем из таблицы 2.4 2.6 в которых видно что и для склада и для склада сероуглерода он одинаков.
Следовательно расход на диктующем оросителе на этих складах равны: 1
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
1. Гидравлической расчет автоматической установки пожаротушения.
1.1 Гидравлический расчет автоматической установки пожаротушения для склада целлюлозы.
Paсчeтy сети предшествует выполнение аксонометрической схемы с указанием на ней размеров и диаметров участков труб.
Прежде чем выполнять гидравлический расчет установок пожаротушения необходимо убедиться что в соответствии с НПБ 110-2003 и действующими отраслевыми нормативными документами данный объект защиты действительно подлежит оснащению АУП что и было мной выполнено ранее.
Гидравлический расчет установки был выполнен в соответствии со схемой размещения автоматической установки пожаротушения и необходимой площади для расчета расхода. В данном случае площадь для расхода воды равняется 90 м.8
Рисунок 3.1. Схема расчетного участка для гидравлического расчета
Гидравлический расчет заключается в определении расхода воды на каждом участке определения потерь напора по длине и расчете диаметра трубопровода.
Диаметр необходимого трубопровода определяем по формуле:
где Q – расход воды мс;
– скорость движения воды мс.( = 3-10 мс).
В данной работе скорость движения воды принимаем равной 5 мс на каждом участке.
Диаметр трубопровода выражается в миллиметрах и увеличивают до ближайшего значения указанного в ГОСТ 8732-70 « Трубы стальные бесшовные горячекатаные. Сортамент» 10704-76 «Трубы стальные электросварные прямошовные. Сортамент» Трубы соединяются сварным методом фасонные детали ГОСТ 8894-86 изготовляются на месте.
При проектировки автоматической системы пожаротушения используем стальные трубы из за их высокой прочности и высокого качества. В зданиях с балочными перекрытиями (покрытиями) класса пожарной опасности КО и К1 с выступающими частями высотой более 032 м а в остальных случаях - более 02 м спринклерные оросители следует устанавливать между балками ребрами плит и другими выступающими элементами перекрытия (покрытия) с учетом обеспечения равномерности орошения пола.
В зависимости от планировочного решения защищаемого помещения и принятых типов оросителей определяется схема трассировки распределительных трубопроводов. В работе вид схемы трассировки определено в задании.
Оросители необходимо размещать таким образом чтобы обеспечить наиболее эффективное орошение защищаемой зоны.
Согласно НПБ 88-2001 расстояние между оросителями зависит от групп защищаемых помещений и составляет для одних групп не более 4 м для других – не более 3 м. 1
Потери напора на участке h определяем по формуле:
где - длина рассматриваемого участка;
- расход на участке;
k - коэффициент характеризующей потери напора по длине 7.
Учитывая рассмотренные выше формулы (2.23.13.2) произвели гидравлический расчет принимая скорость движения воды в трубах равной 5 мс во всей системе.
Q1=k =045 =108 лс (3.1.3)
d= == 0016 м = 16 мм. (3.1.4)
Выбираем трубы стальные электросварные (ГОСТ 10704-91). Принимаем диаметр условного прохода трубы d = 20 мм k = 075. 7
h= = = 467 м (3.1.5)
H= H+h= 576+467 = 1143 м (3.1.6)
Q = Q+ Q=108+152=26 лс
d2-3= == 0026 м = 26 мм.
Выбираем трубы стальные электросварные (ГОСТ 10704-91). Принимаем диаметр условного прохода трубы d = 32 мм k = 1397. 7
H3= H2+h2-3= 1143+145=1288 м
Q3-4 = Q3+ Q2-3=161+26=421 лс
d3-4= == 0033 м = 33 мм.
Выбираем трубы стальные электросварные (ГОСТ 10704-91). Принимаем диаметр условного прохода трубы d = 40 мм k = 287. 7
H4= H3+h3-4=1288+185=1473 м
Q4-5 = Q4+ Q3-4=173+421=594 лс
d4-5= == 0039 м = 39 мм.
H5= H4+h4-5=1473+369=1842 м
Q5-6 = Q5+ Q4-5=193+594=787 лс
d5-6= == 0045 м = 45 мм.
Выбираем трубы стальные электросварные (ГОСТ 10704-91). Принимаем диаметр условного прохода трубы d = 50 мм k = 110. 7
H6= H5+h5-6=1842+169=2011 м
Q6-7 = Q6+ Q5-6=202+787=989 лс
d5-6= == 0050 м = 50 мм.
H7= H6+h6-7=2011+267=2278 м
Q7-8 = Q7+ Q6-7=215+989=1204 лс
d7-8= == 0055 м = 55 мм.
Выбираем трубы стальные электросварные (ГОСТ 10704-91). Принимаем диаметр условного прохода трубы d = 65 мм k = 572. 7
H8= H7+h7-8=2278+076=2354 м
Q8-9 = Q8+ Q7-8=218+1204=1422 лс
d8-9= == 006 м = 60 мм.
Выбираем трубы стальные электросварные (ГОСТ 10704-91). Принимаем диаметр условного прохода трубы d = 65мм k = 572. 7
H9= H8+h8-9=2354+106=246 м
Q9-а = Q9+ Q8-9=223+1422=1645 лс
d 9-а=== 0065 м = 65 мм.
Выбираем трубы стальные электросварные ( ГОСТ 10704-91). Принимаем диаметр условного прохода трубы d = 65 k =572. 7
Ha=H9+h9-a=246+071=2531 м. (3.1.7)
d10-а= == 0016 м = 16 мм.
Hа= H10+h10-а= 576+233 = 809 м
Q10-a=Q10-a =108 =191лс (3.1.8)
QI=Q9-a+Q10-a=1645+191=1836 лс
da-b= == 0068 м = 68 мм.
Выбираем трубы стальные электросварные (ГОСТ 10704-91). Принимаем диаметр условного прохода трубы d = 80 мм k = 1429.7
Hb= Ha+ha-b= 2531+035=2566м
Qb-n=QI+QII=1836+1852=3688 лс (3.1.11)
db-n= == 0097 м = 97 мм.
Выбираем трубы стальные электросварные (ГОСТ 10704-91). Принимаем диаметр условного прохода трубы d = 100 мм k = 4322. 7
Hn= Hb+hb-n= 3688+848=4536 м
Характеристики рядков Bp примерно одинаковы.
Гидравлический расчет оформим в виде таблицы.
Расчет водораспределительной сети системы пожаротушения
1.2 Гидравлический расчет автоматической установки пожаротушения для склада сероуглерода.
Cогласно НПБ 88-2001 расстояние между оросителями зависит от групп защищаемых помещений и составляет для одних групп не более 4 м для других – не более 3 м. 1
d= == 0021 м = 21 мм.
Выбираем трубы стальные электросварные (ГОСТ 10704-91). Принимаем диаметр условного прохода трубы d = 25 мм k = 344. 7
H= H+h= 16+283 = 1883 м
Q = Q+ Q=1.98+18=375 лс
d2-3= == 0031 м = 31 мм.
H3= H2+h2-3= 1883+302=2185 м
Q3-а = Q3+ Q2-3=21+375=585 лс
d3-а= == 0039 м = 39 мм.
Hа = H3+h3-а= 2185+179=2364 м
d4-а= == 0021 м = 21 мм.
Hа = H4+h4-а= 16+141=1741 м
Q4-a=Q4-a= 1.8 =21 лс
QI=Q3-a+Q4-a=585+21=795 лс
da-b= == 0045 м = 45 мм.
Hb= Ha+ha-b= 2364+172=2536 м
Qb-n=QI+QII=795+823=1618 лс
db-n= == 0064 м = 64 мм.
Выбираем трубы стальные электросварные (ГОСТ 10704-91). Принимаем диаметр условного прохода трубы d = 65 мм k =572. 7
Hn= Hb+hb-n= 2536+137=2673 м
Qn-k=QI+QII+QIII=795+823+845=2463 лс
dn-k= == 0079 м = 79 мм.
Выбираем трубы стальные электросварные (ГОСТ 10704-91). Принимаем диаметр условного прохода трубы d = 80 мм k = 1429. 7
Hk= Hn+hn-k=2673+953=3626 м
2 Определение требуемого напора в системе
2.1 Определение требуемого напора в системе АУПТ для склада целлюлозы
Требуемый напор H в системе находится по формуле
H =12h+h+H+H +Z (3.1.12)
где h- потери напора на горизонтальном участке трубопровода;
- коэффициент учитывающий местные потери напора в сети;
h - потери напора на вертикальном участке трубопровода;
H- местные потери в узле управления(сигнальном клапане задвижках);
H- напор у «диктующего» оросителя;
Z – геометрическая высота «диктующего» оросителя над осью насоса.
Потери напора на горизонтальном участке трубопровода h равны
где h- сумма всех потерь напора по длине на участке со спринклерами
h - потери напора по длине на участке от точки к до стояка
h=h+h+h+h+h5-6+h6-7+ h7-8 +h8-9 + h9-a =467+145+185+369+169+267+076+106+071=1855м
h найдем из условия формулы ( 3.2)
h=h+h =1855+88 =2735 м
Местные сопротивления в узле управления определяем по формуле
где - коэффициент потерь напора.
В данной системе рассматривается автоматическая установка пожаротушения - спринклерная водозаполненная установка. Тип клапана ВС( клапан водяной сигнальный) коэффициент потерь напора 868х10 d клапана 150мм. 10
Произведем расчет по формуле (3.7)
Z=42+95+95-04-425=181м
Рассчитаем H по формуле (3.4)
H =12h+h+H+H +Z=12*2735+12+57+576+181=6358 м
Требуемый напор H> Н ( 6358> 42) требуется повысительный насос. 1
2.2 Определение требуемого напора в системе АУПТ для склада сероуглерода
H =12h+h+H+H +Z (3.12)
h=h+h+h3-а =283+302+179=764 м
h=h+h =764+1187 =1951 м
Где - коэффициент потерь напора.
В данной системе рассматривается автоматическая установка пожаротушения - спринклерная водозаполненная установка. Тип клапана ВС( клапан водяной сигнальный) коэффициент потерь напора 302х10-3 d клапана 100мм. 10
Произведем расчет по формуле (3.7):
Z=42+95+95-04-425=181 м
Рассчитаем H по формуле 3.4
H =12h+h+H+H +Z=12*1951+768+183+1024+181=61262 м
Требуемый напор H> Н ( 61262>42) требуется повысительный насос. 1
Т. к. рассчитываемые помещения находятся на одном этаже имеют похожие системы АУПТ и тушатся одни ОТВ то дальнейший расчет будет произведен для того помещения у которого рассчитываемая площадь помещения больше и требуется наибольший напор в системе т.е. для склада целлюлозы.
3.Расчет запасо-регулируюших емкостей
Водонапорные баки и гидропневматические установки устанавливаются для регулирования неравномерности водопотребления (т.е. при недостатке расхода воды в отдельные часы суток). В рассматриваем мною здании необходима установка водонапорного бака.
Для обеспечения необходимого напора в сети противопожарного водопровода возможно устройство гидропневматического бака которые устанавливается в подвале здания. Количество пневмобаков определяется объемом аккумулируемой жидкости. Устройство насосной установки с пневмабаком показаны на рисунке.
-рабочий насос; резервный насос; 2-резервный насос; 3-задвижка; 4-обратный клапан; 5-шкаф управления; 6-реле давления; струйный регулятор запаса воздуха; 9-гидропнемаматический бак
Схема типовой автоматической насосной установки с гидропневматическими баками
Минимальный напор м в баке определяется по формуле
НminПБ= Zдт-ZminПБ+Shw+Hсв (3.4.1)
где Zдт- отметка диктующей точки (диктующего оросителя);
Shw- потери напора в системе противопожарного водоснабжения по длине и с учетом местных сопротивлений м;
Hсв - свободный напор у диктующего прибора.
Zдт=420+95+95-04=606 м
Shw =hг+hв=2735+57=3305 м
НminПБ=606-430+3305+576=5641
Максимальный напор м в баке определяется по формуле
НmaxПБ= НminПБA (3.4.2)
где А – отношение абсолютного минимального давления к максимальному которое следует принимать в зависимости от гидропневматической установки. Принимаем
- для работающих с подпором – 085-08;
Регулирующий объем гидропневматического бака определяется по формуле
W=QH4*n=qhr4*n (3.4.3)
где QH –подача насоса м3ч;
qhr–максимальный часовой расход м3ч;
n–количество переключений насоса.
QH=7051*36=253836 м3ч
Расход воды в наружном водопроводе 50 лс=180 м3ч следовательно необходимо иметь запас воды
Определяем полную вместимость емкости гидропневматического бака по формуле
V=W*b(1-A) м3 (3.4.4)
где b - коэффициент запаса вместимости бака для установок с применением насосных агрегатов работающих в повторно-кратковременных режимах равен 12-13;
Максимальная отметка воды в пневмабаке определяется по формуле
ZmaxПБ=ZminПБ+ 4*Vp*D2 м (3.4.5)
где D – диаметр пневмабака.
Максимальная отметка в пневмабаке также не должна быть меньше 01м от уровня его крышки используя это условие можно определить диаметр пневмабака. Типовые размеры баков: 05-17 м высотой: 082 – 243 м.
К установке принимаем 6 баков диаметром – 17 м высотой – 243 м и объемом – 551 м3.
ZmaxПБ=430+4*551314*17=4541 м
4. Подбор повысительных насосов
Установка насосных агрегатов осуществляется в подвалах зданий под лестничными клетками или в отдельных помещениях. 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 – 07
- От торцевых стен помещений до агрегатов -10
- От распределительного щита до агрегатов – 20
Высота помещения принимается не менее 22 м от пола до выступающих частей покрытия.
Подбор насосов производится на следующих условиях:
- При отсутствии регулирующей емкости - на расход не менее максимального-секундного расхода.
- 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.
При количестве рабочих агрегатов от одного до трех принимается один резервный насос.
Pacпoлагая данными о требуемом напоре и расходе (по результатам проведенного гидравличeскoгo расчета) водопитателя по каталогам производится подбор насоса. При подборе насоса следует учитывать требуемый расход огнетушащего вещества на внутренние пожарные если их питание осуществляется от водопитателя АУП в соответствии с действующими нормами.
Так как оросители имеют одинаковые отверстия истечения повышенное давление перед оросителем вызывает увеличение расхода по сравнению с производительностью «диктующего» оросителя. Неоправданное увеличение расхода тех оросителей перед которыми отмечается более высокое давление ведет к дополнительному повышению потерь давления в подводящих трубопроводах сети и тем самым к еще большему увеличению суммарного расхода и неравномерности орошения.
Имеющиеся на практике случаи отсутствия эффективности тушения АУПТ нередко являются следствием неправильного расчета распределительных сeтeй АУПТ (недостаточный расход воды).
Диаметры трубопроводов сети оказывают существенное влияние не только на падение давления в сети но и на расчетный расход воды. Увеличение расхода воды водопитателя при неравномерной работе оросителей приводит к повышению в значительной мере строительных затрат на водопитатель которые как правило являются решающими в определении стоимости установки.
Равномерный расход из оpocитeлей а следовательно и равномерное орошение защищаемой поверхности при давлениях изменяющихся по длине трубопроводов могут быть достигнуты различными способами например устройством диафрагм применением оросителей с изменяющимися по длине трубопровода выходными отверстиями и т. п.
Для выбора насоса имеем минимально необходимые характеристики – подача воды в час не менее 246276 мч напор H не менее 616 м.
Руководствуясь данными характеристиками выбираем наиболее экономичный насос (по потребляемой мощности) удовлетворяющий всем в требованиям: пожарный насос 1Д320-70. 1.
Пожарный насос 1Д320-70 имеет следующее характеристики:
Число оборотов – 2900 обмин
Допустимый кавитационный запас – 65 м
Потребляемая мощность – 75 кВт
Габаритные размеры –766x600x520 мм
5 Определение необходимого запаса воды и пенообразователя
Расчет необходимого запаса воды выполняется для установок водяного и пенного пожаротушения водоснабжение которых предусматривается из водопроводной сети. Необходимый объем ПО определяется для установок тушения пеной.
Расчет объема пенообразователя.
Расход пены определяется по формуле:
где - расход установки;
– концентрация пенообразователя в водном растворе;
Расход воды определяется по формуле:
– концентрация воды.
Общий объем воды определяется по формуле:
где t –нормативное время тушения пожара;
общий объем пенообразователя определяется по формуле:
Расчет расхода пены и воды для склада целлюлозы:
qпены=3688*6100=221 лс
qводы=3688*94100=3467 лс
Рассчитаем объем воды и пенообразователя только для склада целлюлозы т.к. там используется наибольший расход пены и воды
Общий объем воды рассчитаем по формуле (3.9):
VВ=006*10*3467=20796 м3
Общий объем пенообразователя рассчитаем по формуле (3.10)
Vп.о.=006*10*221=1326 м3
Гидравлический расчет производится для подбора насоса-дозатора чтобы обеспечить работу установки который имеет некоторые значения выходных параметров.
Для построения характеристики сети необходимо определить потери напора в сети по формуле:3
Расчет сопротивления сети :
где Qуст- требуемый расход огнетушащего средства из всей установки который известен из результатов гидравлического расчета.
Затем зная сопротивление сети и выбирая различные расходы Qi (5 значений) рассчитаем потери напора в сети для каждого из значений Qi:
Выбираем расходы в сети 510203040 и определяем потери напора в сети.
Согласно формуле производим расчет:
Результаты расчета сводим в таблицу.
Таблица3.3.- Характеристика напора и расхода сети.
Далее строим совмещенный график работы.
Для построения графика нам необходимы Q-H характеристики основного насоса.
На график наносим Q-H характеристику гарантированного напора и характеристику сети с учетом свободного напора в водопроводе а так же высоту стояка.
Точка пересечения (РТ) характеристик насоса и сети является рабочей точкой систем. Опустив перпендикуляр из рабочей точки на ось расходов получим расчетный расход пенообразующего раствора из установки равный 46 лс и напор основного насоса 71 м.
Определяем необходимый запас огнетушащего средства:
где -нормативное время работы установки
Рисунок 3.3- Совмещенный график работы: 1-основного насоса; 2 – сети; 3-насоса-дозатора
6 Подбор насоса-дозатора и расчет диаметра дозирующей шайбы.
Часто для установок пенного пожаротушения спринклерного типа с раздельным хранением пенообразователя применяется способ его дозирования с использованием насоса - дозатора и дозирующей шайбы. Расчет диаметра дозирующей шайбы и подбор насоса-дозатора выполняется после выполнения гидравлического расчета системы подбора основного насоса и определения необходимого запаса огнетушащих средств.
Определяем необходимый расход пенообразователя:
где С- необходимый процент пенообразователя в пенообразующем растворе;
Qр- фактический расход пенообразующего раствора лс.
Выбираем насос-дозатор ЦВ-5110 который при расходе 4 лс обеспечивает напор 160м.3 На совмещенном графике строим дополнительную ось расхода пенообразователя (Qп.о) и из рабочей точки (РТ) опускаем перпендикуляр до пересечения с осями расходов. При этом точка пересечения с осью Qп.о. будет соответствовать расходу пенообразователя равному 276 лс.
Отрезок оси Qп.о от 0 до точки пересечения разделим в масштабе расхода пенообразователя. Длина отрезка равная расходу 1лс будет равна:
где L- общая длина отрезка оси расходов ПО от 0 до Qп.о. мин
I - длина отрезка оси равная расходу 1 лс мин.
Используем характеристики насоса-дозатора ЦВ-5110 () () (). 3 Эти характеристики наносим на совмещенный график и соединяем плавной кривой. Данная кривая является Q-H характеристикой насоса-дозатора.
Далее определяем разность напоров между основным насосом и насосом дозатором по формуле:
Определяем диаметр дозирующей шайбы:
где dш- диаметр дозирующей шайбы м;
- коэффициент расхода (для дозирующей шайбы =062 );
Qп.о- расход пенообразователя лс;
g- ускорение силы тяжести .
Принимаем диаметр дозирующей шайбы 52 мм.
7.Расчет требуемого запаса воды для противопожарных целей.
Общий расчетный пожарный расход воды Q складывается из расхода на наружное пожаротушение Q( от гидрантов) в течении 3 часов [5] и на внутреннее пожаротушение Q от пожарных кранов в течении 2 часов [4]а также из расхода на спринклерные Q и дренчерные установки Q в течении 15 мин.
Q= Q+ Q+ Q+ Q (3.21)
где t - расчетная продолжительность наружного и внутреннего пожаротушения;
m – число одновременных пожаров на территории предприятия.
- расход воды в лс на один пожар из [45]
Число одновременных пожаров на территории предприятия принимаем равным 1 т.к площадь территории предприятия меньше 150 га.
Q= Q+ Q+ Q =324+72+2747 = 42347 м
Общий расход на нужны пожаротушения равен 42347 м.
В курсовой работе была запроектирована автоматическая установка пожаротушения для складов целлюлозы и сероуглерода.
Было сделано обоснование необходимости проектирования автоматической установки пожаротушения для данных помещений выбрано огнетушащее вещество произведен гидравлический расчет систем подобран пневмобак повысительный насос и произведен расчет требуемого запаса воды для пожаротушения.
Были закреплены знания по нормам пожарной безопасности и нормативно-технической базе а именно: НПБ 110-2003 «Перечень зданий сооружений помещений и оборудования подлежащих защите автоматическими установками пожаротушения и автоматической пожарной сигнализацией» СП 5.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Нормы и правила проектировани» НПБ 88-2001 «Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования.Утверждены приказом ГУГПС МВД России от 4 июня 2001г №31» и др.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
Мешман Л. М. и др. Проектирование водяных и пенных автоматических установок пожаротушения. М: ФГУ ВНИИПО МЧС РОССИИ2002
НПБ 110-2003 « Перечень зданий сооружений помещений и оборудования подлежащих защите автоматическими установками пожаротушения и автоматической пожарной сигнализацией»
НПБ 88-2001 Установки пожаротушения и сигнализации.Нормы и правила проектирования.Утверждены приказом ГУГПС МВД России от 4 июня 2001г №31
СНиП 2.04.02.- 84 Внутренний водопровод и канализация зданий Госстрой России.- М: ГУП ЦПП2000г. – 150с.
СНиП 2.04.02.- 84 Водоснабжение.Наружные сети и сооружения Госстрой России.- М: ГУП Ц4.СНиП 2.04.02.- 84Водоснабжение.Наружные сети и сооружения Госстрой России.- М: ГУП ЦПП2000г. – 128с.
СНиП 2.08.02.-89* Общественные здания и сооружения Госстрой России.- М: ГУП ЦПП2000г.-65с
Шевелев Ф.А.Таблицы для гидравлического расчета стальных чугунных асбестоцементных пластмассовых и стеклянных водопроводных труб. - М.:Стройиздат1973.-96 с.
СП 5.13130.2009 Системы противопожарной защиты. Нормы и правила проектирования.