Проектирование автоматических систем пожаротушения промышленного объекта

Диаметры труб для ветвей 4-5, 6-bи 5-b, 8-7, 9-с, 8-с, 10-11, 12-d, d-11выбираются аналогичными, рассчитанным ранее, соответственно, для участков 1-2, 3-а и 2-а. Диаметр трубы на участке b-с выбираем из соображений:Qc-d = QIII +QII+ QI=7,28+ 7,21 + 7,12 = 21,61л/с.dс-d= == 0,074 м = 74 мм.Выбираем трубы стальные электросварные (ГОСТ 10704-91). Принимаем диаметр условного прохода трубы d = 80 мм , k = 1429[7].hc-d= = = 0,24м.Hd= Hc+ hc-d= 33,57+ 0,24 = 33,81м.dст=dс-d=80 мм. Гидравлический расчет оформим в виде таблицы.Таблица3.1.1Расчет водораспределительной сети системы пожаротушения для цеха отделки (цеха обработки)Участок и точкаРасход, л/сДиаметр труб, ммСкорость, м/сДлина участка, мПотери по длине, мНапор у оросителя,м12,44    29,41-2 2,442551,472,54 22,26    31,942-а 4,74050,30,17 32,44    29,43-а 2,442551,773,06 а7,12    32,11а-b7,125051,770,82 b14,33   32,93b-c14,336051,770,64 c21,61   33,57c-d21,618051,770,24 d21,61   33,813.2 Определение требуемого напора в системеТребуемый напор Hв системенаходится по формулеH =1,2h+h+H+H +Z(3.2.1) гдеh- потери напора на горизонтальном участке трубопровода;1,2 -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 равныh=h+h(3.2.2)гдеh- сумма всех потерь напора по длине на участке со спринклерами;h- потери напорапо длине на участке от точки к до стояка .h=(3.2.3)Местные сопротивления в узле управления определяем по формулеH=(3.2.4)где - коэффициент потерь напора.Проведем расчет для цеха раздельного хранения азотаh=(h+h+h3-а)*4=(2,54+0,17+3,06)*4=23,08м.hнайдем из условия формулы (3.2.2) h= =2,0м.Следовательноh:h=h+h = 23,08+2,0 =25,08м.hв= ,h = =4,41 м.В данной системе рассматривается автоматическая установка пожаротушения–спринклерная установка. Типклапана ВС(клапанводянойсигнальный), коэффициент потерь напора 3,02х10-3, d клапана 100мм[10].Произведем расчет по формуле (3.2.4): Н= == 1,41 м.H0=H1=29,4 м.Z=13+2,3-0,4-0,5=14,4 м.РассчитаемH по формуле (3.2.1):H =1,2h+h+H+H +Z=1,2*25,08+4,41+1,41+29,4+14,4=79,72 м.Требуемый напорH>Н (79,72>40), требуется повысительный насос [1].3.3.Расчет запасо-регулируюших емкостейВодонапорные баки и гидропневматические установки устанавливаются для регулирования неравномерности водопотребления (т.е. при недостатке расхода воды в отдельные часы суток). В рассматриваемом 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 показано на рисунке 3.3.Рисунок 3.3. Схема типовой автоматической насосной установки с гидропневматическими баками: 1-рабочий насос; резервный насос; 2-резервный насос; 3-задвижка; 4-обратный клапан; 5-шкаф управления; 6-реле давления; струйный регулятор запаса воздуха; 9-гидропнемаматический бакМинимальный напор, м в баке определяется по формулеНminПБ= Zдт-ZminПБ+hw+Hсв,(3.3.1)где Zдт- отметка диктующей точки (диктующего оросителя);ZminПБ- отметка минимального уровня воды в баке, принимается выше уровня пола подвала на 1 метр; hw- потери напора в системе противопожарного водоснабжения по длине и с учетом местных сопротивлений, м;Hсв - свободный напор у диктующего прибора. Zдт=41,7+13+2,3-0,4-0,5=56,1м.ZminПБ=44-2,5+1=42,5 м.hw =hг+hв=25,08+4,41=29,49м.НminПБ=56,1-42,5+29,49+29,4=72,49.Максимальный напор, м в баке определяется по формулеНmaxПБ= НminПБ/A,(3.3.2)где А – отношение абсолютного минимального давления к максимальному, которое следует принимать в зависимости от гидропневматической установки. Принимаем- для работающих с подпором – 0,85-0,8;НmaxПБ=72,49/0,8=90,61.Регулирующий объем гидропневматического бакаопределяется по формулеW=QH/4*n=qhr/4*n,(3.3.3)где QH–подача насоса, м3/ч;qhr–максимальный часовой расход, м3/ч;n–количество переключений насоса.QH=90,61*3,6=326,196м3/ч.Расход воды в наружном водопроводе 50 л/с=180 м3/ч, следовательно, необходимо иметь запас воды326,196-180=146,196м3/ч.W=146,196/12=12,18.Определяем полную вместимость емкости гидропневматического бака по формулеV=W*/(1-A), м3(3.3.4)где - коэффициент запаса вместимости бака для установок с применением насосных агрегатов, работающих в повторно-кратковременных режимах равен 1,2-1,3;V=12,18*1,2/0,2=73,1 м3.Максимальная отметка воды в пневмабаке определяется по формулеZmaxПБ=ZminПБ+ 4*V/*D2, м(3.3.5)где D – диаметр пневмабака.Максимальная отметка в пневмабаке также не должна быть меньше 0,1м от уровня его крышки, используя это условие можно определить диаметр пневмабака. Типовые размеры баков: 0,5-1,7 м, высотой: 0,82 – 2,43 м.К установке принимаем 14 баков диаметром – 1,7 м, высотой – 2,43 м и объемом – 5,51 м3. ZmaxПБ=42,5+4*5,51/3,14*1,72=44,92 м.3.4 Подбор повысительных насосовУстановка 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 – 0,7- От торцевых стен помещений до агрегатов– 1,0- От распределительного щита до агрегатов – 2,0Высота помещения принимается не менее 2,2 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.Pacпoлагаяданными 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 сeтeйАУПТ (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 принеравномерной 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 326,196 м3/ч, напор H не менее 56,1 м.Руководствуясь данными характеристиками, выбираем наиболее экономичный насос (по потребляемой мощности), удовлетворяющий требованиям пожарный насос 1Д500-65 имеет следующее характеристики: Подача –500 м/чНапор–65 м Число оборотов – 1450об/минДопустимый кавитационный запас – 4,5 мПотребляемая мощность – 135 кВтМасса – 1794 кгГабаритные размеры –2170x970x1045 мм3.5Расчет требуемого запаса воды для противопожарных целейОбщий расчетныйпожарный расход воды Q складывается из расхода нанаружное 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 спринклерныеQ и дренчерные установки Q в течении 15 мин.Q= Q+ Q+ Q+ Q(3.7.1)Q= 3,6t(3.7.2)гдеt- расчетная продолжительность наружного и внутреннего пожаротушения;m – число одновременных пожаров на территории предприятия.- расход воды в л/сна один пожар из [4,5].Число одновременных пожаров на территории предприятия принимаем равным 1, т.кплощадь территории предприятия меньше 150 га.Следовательно:Q = 3,6t= 3,6м;Q= 3,6t= 3,6=72 м;Q= = 27,47 м;Q= Q+ Q+ Q =324+72+27,47 =423,47 м.Общий расход на нужны пожаротушения равен 423,47м.ЗАКЛЮЧЕНИЕВ курсовой работе была запроектирована автоматическая установка пожаротушения для помещения цеха по производству удобрений раздельного хранения азота. 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 ИСТОЧНИКОВ1.Мешман Л. М. и др. Проектирование водяных и пенных автоматических установок пожаротушения. М: ФГУ ВНИИПО МЧС РОССИИ,20022. НПБ 110-2003 « Перечень зданий, сооружений, помещений и оборудования, подлежащих защите автоматическими установками пожаротушения и автоматической пожарной сигнализацией»3. НПБ 88-2001Установки пожаротушения и сигнализации.Нормы и правила проектирования./Утверждены приказом ГУГПС МВД России от 4 июня 2001г №314. СНиП 2.04.02.- 84 Внутренний водопровод и канализация зданий/ Госстрой России.- М: ГУП ЦПП,2000г. – 150с.5. 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 ЦПП,2000г. – 128с.6. СНиП 2.08.02.-89* Общественные здания и сооружения/ Госстрой России.- М: ГУП ЦПП,2000г.-65с7. Шевелев Ф.А.Таблицы для гидравлического расчета стальных, чугунных, асбестоцементных, пластмассовых и стеклянных водопроводных труб. - М.:Стройиздат,1973.-96 с.8. СП 5.13130.2009 Системы противопожарной защиты. Нормы и правила проектирования.