Проектирование автоматической установки пожаротушения

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ Дисциплина: «Пожарная автоматика»

Тема: «Проектирование автоматической установки пожаротушения«

Минск 2012

За средства безопасности нужно платить, а за экономию на них — расплачиваться. Но, как правило, отечественные предприниматели стараются минимизировать затраты на противопожарные мероприятия, ибо надеются на русский «авось» либо считают требования правил пожарной безопасности необоснованно жесткими. В то же время известно, что не менее половины фирм-производителей в США, Великобритании и других государствах прекращают существование в течение короткого времени после пожаров. Причина тому — большая конкуренция. За рубежом требования к противопожарной защите производства, зачастую, жестче, чем в Белоруссии, но те, кто их выполняет, надежно защищены от «красного петуха» и при этом не разоряются.

В соответствии с ГОСТ 12.1.004−91 «Пожарная безопасность. Общие требования» пожарная безопасность объекта должна обеспечиваться системами предотвращения пожара и противопожарной защиты, в том числе организационно-техническими мероприятиями.

Противопожарная защита достигается применением одного из следующих способов или их комбинацией:

· применением средств пожаротушения и соответствующих видов пожарной техники;

· применением автоматических установок пожарной сигнализации и пожаротушения;

· применением основных строительных конструкций и материалов, в том числе используемых для облицовок конструкций, с нормированными показателями пожарной опасности;

· применением прописки конструкций объектов антипиренами и нанесением на их поверхности огнезащитных красок (составов);

· устройствами, обеспечивающими ограничение распространения пожара;

· организацией с помощью технических средств, включая автоматические, своевременного оповещения и эвакуации людей;

· применением средств коллективной и индивидуальной защиты людей от опасных факторов пожара;

· применением средств противодымной защиты.

Как видим, автоматические установки пожаротушения и пожарной сигнализации выполняют роль ППЗ объекта. Область применения АУПТ регламентируется НПБ 15−2004 «Область применения систем пожарной сигнализации и установок пожаротушения».

При выборе типа АУПТ и АУПС следует учитывать:

— категорию объекта по пожарной опасности;

— физико-химические свойства и показатели пожарной опасности пожарной нагрузки на объекте;

— физико-химические и огнетушащие свойства огнетушащих веществ (ОТВ), возможности и условия их применения;

— конструктивные и объемно-планировочные характеристики защищаемых зданий, помещений и сооружений;

— стоимость обращающихся на объекте материальных ценностей;

— особенности технологического процесса.

При выборе АУПТ учитывают также:

— возможные типы АУПТ в зависимости от применяемых огнетушащих веществ (ОТВ) и быстродействия установок;

— капитальные вложения и текущие затраты на АУПТ.

ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ И ВИДА УПА ДЛЯ ЗАДАННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

Помещение цеха производства резинотехнических изделий (50×24×10) в соответствии с п. 1.5 таб. 1 НПБ 15−2004 «Область применения систем пожарной сигнализации и установок пожаротушения» необходимо оборудовать АУПТ.

КРАТКИЙ АНАЛИЗ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ПОМЕЩЕНИЯ, ЗАЩИЩАЕМОГО УПА

Каучук имеет большое значение в народном хозяйстве. В настоящее время его используют в основном в качестве сырья для получения резинотехнических изделий.

Каучук по природе происхождения бывает:

— натуральный;

— синтетический.

Синтетические каучуки делят на две группы: каучуки общего (универсального) и специального назначения.

Каучуки общего назначения в основном используются для изготовления резинотехнических изделий широкого потребления (бутадиен-стирольный, бутадиен-метилстирольный, изопреновый и дивинильный каучуки), а каучуки специального назначения и специальных областях техники.

Каучук специального назначения:

I группа:

— бутадиеновый;

— бутадиен-стирольный;

— изопреновый;

— дивинильный.

II группа:

а) обладает повышенной термостойкостью:

— хлоропреновый;

— силиконовый;

б) маслобензостойкие: бутадиен-стирольный;

в) газонепроницаемый: полиизобутиловый;

г) морозостойкий: бутилкаучук.

Синтетические каучуки могут содержать до 50% по массе минерального наполнителя, до 20% автола. Кроме того, в состав каучуков (СКС 30А) входят компоненты, содержащиеся в следующих количествах: до 2% жирных кислот, 1−2% проивостарителя (неозона Д), незначительное количество гидрохинона, сульфита натрия, солей железа и некоторых других веществ.

Таблица 1. Основные сведения о составе синтетических каучуков

Вследствие расширения областей использования каучуков и резин в настоящее время возникла потребность в уменьшении показателей пожарной опасности изделий из этих материалов. Однако в настоящее время негорючих и самозатухающих каучуков недостаточно. К огнестойким каучукам относят фторированные полимерные материалы (каучуки типа СКФ) на основе фторопрена, фторированных полиолефинов, полиэфиров и др. В автомобилестроении из фторсодержащих каучуков изготовляют уплотнители, эксплуатируемые при температурах до 200 °C; в авиастроении находят применение огнестойкие фторсилоксановые и силиконовые каучуки с высоким содержанием фениленовых групп. Их используют в качестве герметиков в самолетах и космических аппаратах. Эти материалы не обугливаются при продолжительном нагревании до 900 °C, при этом потери массы составляют не более 5%. Однако силиконовые каучуки теряют огнестойкость после непродолжительного времени работы в атмосферных условиях. Плотность некоторых силиконовых каучуков равна 1,2−10³-1,3−10³ кг/м³, каучуки затухают при вынесении из пламени, продолжительность самостоятельного горения не превышает 5 с. Огнестойкие резины из фтори кремнийсодержащих каучуков, кроме того, используют в судостроении для уплотнений осветительной и сигнальной аппаратуры, для изготовления эластичных муфт, трубок.

Известны также огнестойкие каучукоподобные полимеры, например полифосфонитрилхлорид и его аналоги, борсилоксановые каучуки.

Также производят ряд резин и пенорезин из нитрильных, хлорированных, хлоропреновых каучуков с добавками антипиренов. Такие резины относят к трудновоспламеняемым, а в ряде случаев и к трудносгораемым. Обычно они представляют собой композиции, включающие пятнадцать и более ингредиентов, среди которых есть арилфосфаты, гидроокись алюминия, мел и другие добавки, выполняющие функции антипиренов, их стабилизаторов и негорючих наполнителей. Кислородный индекс некоторых резин составляет более 0.4, т. е. по ранее принятой классификации их можно отнести к трудносгораемым. Подобные резины, например резины на основе хлоропренового каучука, применяют в уплотнительных прокладках для дверей, иллюминаторов и крышек люков судов.

Снижению горючести, дымообразующей способности ПВХ-материалов уделяется большое внимание во всём мире. Это связано с широким внедрением ПВХ-материалов различные отрасли народного хозяйства. Характерной особенностью хлоропренового каучука и резины на его основе в отличие от материалов на основе поливинилхлоридной смолы является повышенная термическая стойкость.

Техногенная опасность производств получения синтетического каучука

В соответствии с СТБ 11.0.02−95 пожарная опасность веществ (материалов) — совокупность свойств, характеризующая способность веществ (материалов) к возникновению и распространению горения, образованию опасных факторов пожара. Пожарная опасность производств получения синтетического каучука характеризуется показателями пожарной опасности веществ и материалов, обращающихся в производстве, наличием производственных источников зажигания и путей распространения пожара, которые зависят от особенностей технологического процесса.

Пожарную опасность помещения можно объяснить наличием 3-х факторов:

— горючая среда;

— источники зажигания;

— пути распространения пламени.

Поэтому для проведения анализа пожарной опасности необходимо рассмотреть каждый из выше указанных факторов.

Пожарная опасность процессов получения каучуков

Горючая среда в процессе производства синтетических каучуков будет включать в себя в качестве сырьё, промежуточные материалы и конечные изделия (продукты производства), сгораемые строительные конструкции зданий и сооружений.

Основными веществами и материалами, используемыми в технологическом процессе получения синтетических каучуков являются:

стирол С₆Н₅СНСН₂ — легковоспламеняющаяся бесцветная жидкость, температура плавления -31 ⁰С, температура кипения 146 ⁰С, в воде нерастворима, температура вспышки 30 ⁰С, температура самовоспламенения 530⁰С, концентрационные пределы воспламенения 1,1−5,2%_(об.), температурные пределы воспламенения 26−59 ⁰С ;

бутадиен (дивинил) С₄Н₆ — бесцветный горючий газ, плотность 2,4353 кг/м³, температура плавления -108,9⁰С, температура кипения -4,47 ⁰С, плотность пара по воздуху 1,8832, теплота сгорания 44 000 кДж/кг, растворимость в воде 0,39:1, температура самовоспламенения 420⁰С, концентрационные пределы воспламенения 2,0−11,5%_(об.), температурные пределы воспламенения 26−59 ⁰С ;

гидроперекись изопропилбензола — нестойкая при нагревании и контакте со многими веществами жидкость: при нагревании до 120 °C или контакте с кислотами, щелочами, солями свинца, алюминия и оксидов железа она разлагается с воспламенением, носящим характер взрыва

каучук натуральный - горючее твердое эластичное вещество растительного происхождения Плотность 910 кг/м³; теплота сгорания 44 800 кДж/кг, температура воспламенения 129 °C. При горении каучука горящие капли разбрызгиваются Выделяющиеся газообразные продукты разложения в некоторых случаях могут вызывать взрывы. К химическому самовозгоранию не склонен. Предохранять от действия источников нагрева с температурой выше 100° С Тушить водой со смачивателем, пеной;

каучук бутадиен-б-метилстирольный — продукт сополимеризации бутадиена с б-метилстиролом при низкой температуре с применением мыл диспропорционированной канифоли и жирных кислот (каучук марки СКМС-30АРК). Для наполнения каучука применяется масло ПН-6 (каучук марки СКМС-30АРКМ-15). Выпускается в виде крошки, ленты, свернутой в рулоны, и брикетов. Плотность 910−940 кг/м³. Представляет собой горючую массу от желтоватого до темно-коричневого цвета. Калориметрическая теплота сгорания 44 000 кДж/кг Сравнительно легко воспламеняются и интенсивно горят с выделением густого черного дыма. Склонен к самовозгоранию;

каучук бутадиен-стирольный - продукт сополимеризации бутадиена со стиролом при низкой температуре с применением мыл диспропорционированной канифоли (каучук марки СКС-30АРК) или некаля (для получения каучука марки СКС-30АР) и жирных кислот. Для наполнения каучуков применяется масло ПН-6 в количестве до 15% (каучуки марок СКС-30АРКМ-15 и СКС-30АРМ-15) Выпускается в виде крошки, ленты, свернутой в рулоны, и брикетов. Плотность 910−940 кг/м³ Представляет собой горючую массу от желтоватого до темно-коричневого цвета со слабым запахом стирола. Калориметрическая теплота сгорания 10 400−44 000 кДж/кг. Сравнительно легко воспламеняется и горит интенсивно с выделением густого черного дыма. Склонен к самовозгоранию;

каучук изопреновый СКИ-3 - продукт полимеризации изопрена, горючая монолитная масса коричневого цвета. Плотность 910−920 кг/м³. Калориметрическая теплота сгорания 45 250 кДж/кг, температура воспламенения 290° С, температура самовоспламенения 320° С;

каучук силикатно-масляный СКС-30А-МБС — горючий материал на основе бутадиен-стирольного латекса. Наполнители (масс. ч.) силикат натрия 32,6 минеральное масло 15, антиокислитель не вводится. Кажущаяся плотность 520 кг/м³. Температура воспламенения 220⁰С, температура самовоспламенения 400 °C. Склонен к тепловому самовозгоранию. Склонность к самовозгоранию несколько увеличивается с повышением содержания силиката натрия до определенных пределов. При прочих равных условиях силикатно-масляный каучук обладает несколько меньшей склонностью к самовозгоранию, чем силикатный каучук СКС-30А-БС без антиокислителя. Складировать просушенный каучук только после охлаждения;

каучук силикатный СКС-30А-БС — горючий материал на основе бутадиен-стирольного латекса. Наполнители (масс. ч.): силикат натрия 45, антиокислитель (неозон Д) 0,87. Кажущаяся плотность 410 кг/м³. Температура воспламенения 220° С; температура самовоспламенения 400° С. Склонен к тепловому самовозгоранию. Эта склонность увеличивается при снижении содержания неозона Д и при увеличении содержания силиката натрия до определенного предела (~50−60 масс. ч). Просушенный каучук складируют после охлаждения;

каучук хлоропреновый (наирит) — продукт полимеризации хлоропрена, горючее вещество. Плотность 1230 кг/м³ калориметрическая теплота сгорания 28 000 кДж/кг, по горючести приближается к трудновоспламеняемым материалам. Хлоропреновые каучуки марок, А и Б имеют температуру воспламенения 285° С; температура самовоспламенения каучука: марки, А — 436° С, марки Б -433° С.

В табл. 2 приведены пожароопасные характеристики различных марок каучуков, получаемых методов эмульсионной полимеризации.

Таблица 2. Показатели пожарной опасности каучуков

У каучуков в виде крошки (№№ 3, 4, 9) температура воспламенения ниже, чем у каучуков в виде брикета, рулона или ленты (№№ 1, 2, 10), что связано с более развитой поверхностью каучуков в виде крошки.

Температура воспламенения бутадиен-стирольных каучуков CКC-30АРК и СКМС-30 АРК составляет 285−293⁰С, температура самовоспламенения -332−339⁰С. Сопоставление этих справочных данных показывает, что тип эмульгатора или антиоксиданта (№ 1,11), введение модифицирующего мономера (дивинилбензола или метакриловой кислоты (№№ 2,8) или увеличение содержания масла от 15% (№ 1) до 27% _(масс.) (№ 7) не оказывает заметного влияния на пожароопасные свойства каучуков. В то же время введен и кремнийсодержащих наполнителей (№ 5, 6) в количестве 30−40% _(масс.) существенно повышает температуру воспламенения и самовоспламенения, что связано с флегматизирующим влиянием негорючих наполнителей.

Введение

меньшего количества кремнезёма (№ 10) не приводит к заметному изменению пожароопасных характеристик.

Температура воспламенения бутадиен-нитрильных каучуков (№№ 12,13) ниже, а винилпиридинового (№ 14) выше, чем у бутадиен-стирольных полимеров без наполнителя. Следует отметить, что в такой же последовательности находится и температура воспламенения составляющих их мономеров. Температура самовоспламенения бутадиен-нитритных каучуков значительно выше, чем у других полимеров. Она возрастает с увеличением массовой доли связанного нитрила (№ 13).

Для всех марок каучуков характерно сильное влияние выпускной формы на температуру воспламенения, сравнительно легкое воспламенение и интенсивное горение с выделением густого черного дыма. Тушить водой со смачивателями, пеной.

Исследования пожароопасных свойств каучуков СКС-30А-БС и СКС-30А-МБС, проведённые Баратовым А. Н., позволяют сделать следующие выводы:

— данные каучуки являются сгораемыми материалами, воспламеняющимися от пламени спички или газовой горелки. С увеличением содержания минерального наполнителя их склонность к воспламенению снижается и при наличии в каучуке 40−50% _(масс.) минерального наполнителя способность самостоятельно распространять пламя по поверхности теряется при сохранении значительной массовой скорости выгорания.

— температуры воспламенения и самовоспламенения каучуков практически не зависят (в определённых границах) от содержания наполнителя, смягчителя, и неозона Д и составляют соответственно 220⁰С и 400⁰С.

— склонность каучуков к самовозгоранию зависит от содержания наполнителей неозона Д и увеличивается при повышении температуры. Однако даже при достаточно благоприятных условиях самовозгорание каучуков не наблюдалось при температурах менее 100⁰С. При наличии неозона Д и при нагреве слоя каучука СКС-30А-БС толщиной до 105 мм с применением дополнительной теплоизоляции самовозгорание наблюдалось при 160⁰С.

— при обычных температурных условиях хранения каучуков опасность их самовозгорания отсутствует.

Из стадий производства наибольшую пожарную опасность представляют процессы сополимеризации, дегазации латекса, а также процесс сушки крошкообразного влажного каучука.

Пожарная опасность процессов полимеризации и дегазации латекса определяется наличием большого количества сжиженного газа — бутадиена, легковоспламеняющейся жидкости — стирола, применением в качестве инициатора гидроперекиси изопропилбензола, а также экзотермичностью химической реакции.

Для обеспечения пожарной безопасности при изготовлении и хранении каучуков также рекомендуется осуществлять следующие мероприятия:

— режим сушки должен удовлетворять следующим требованиям: толщина слоя крошки должна быть не более 75 мм, время сушкине более 2−3 часов, максимальная температура в сушилкене более 115⁰С;

— содержание неозона Д в высушенных каучуках должно быть не менее 1% из расчёта на наполненный каучук;

— упаковка и складирование просушенной крошки каучука должно производится только после её предварительного охлаждения.

При нормальном режиме работы технологического оборудования горючие концентрации могут образоваться только в мерниках с чистым стиролом, в остальных аппаратах концентрации выше верхнего концентрационного предела воспламенения, а также при авариях и нарушении технологического регламента ведения процесса.

Характерные причины пожаров:

— тепловое проявление химической энергии: самовозгорание каучуков, тепло экзотермической реакции;

— тепловое проявление электрической энергии: короткие замыкания электропроводки, перегрузка электрических проводов, большие переходные сопротивления, искрение токоведущих частей электрических машин и механизмов, неправильный выбор электрооборудования для взрывоопасных и пожароопасных зон;

— тепловое проявление механической энергии: отсутствие или недостаточная смазка подшипников вращающихся частей аппаратов (мешалки), перекос валов, перетяжка подшипников, неправильная регулировка зазора между лопастями мешалки и корпусом аппарата, тепло, искры удара трения частей оборудования при разгерметизации аппаратов с горючими газами и ЛВЖ, находящихся под давлением, а также при проведении ремонтных работ, связанных с осуществлением ударных операций;

— открытый огонь: нарушение противопожарного режима, нарушение норм и правил пожарной безопасности при проведении огневых работ.

Аварии и повреждения оборудования могут происходить в результате образования повышенного давления и коррозии стенок аппарата.

Причинами образования повышенного давления в реакторе являются нарушения отвода тепла из зоны реакции вследствие образования полимерных отложений на стенках аппаратов и увеличения скорости процесса полимеризации, образование полимерных пробок (уменьшения проходного сечения трубопроводов).

Повышенную пожарную опасность представляет нарушение режима работы аппаратов процесса дегазации, так как поступление недегазированного латекса (в нем содержится до 40% остаточных мономеров) в открытые аппараты дальнейшей его переработки могут привести к выходу в цех паров бутадиена и стирола. При этом создается опасность образования локальных горючих концентраций. Основная причина нарушения процесса дегазации связана со снижением вакуума в отпарной колонне, которое может произойти при образовании отложений на теплообменной поверхности холодильников — конденсаторов или пробок в отсасывающей из отпарной колонны линий, а также при появлении неплотностей в соединениях аппаратов и трубопроводов.

Наличие водоэмульсионной среды, в состав которой входят многие агрессивные компоненты, например инициатор (перекисное соединение), кислоты, щелочи и т. п., вызывает коррозию стенок реактора.

Путями распространения пожара на объектах по производству и хранению каучуков могут являться:

— сгораемые строительные конструкции;

— складируемая сгораемая продукция;

— взрыв;

— пожар разлития инициаторов и катализаторов;

— растекание расплавленного горящего каучука.

В силу сказанного цех производства резинотехнических изделий относится к категории В1-В4 в зависимости от пожарной нагрузки помещения (НПБ 5−2000 Категорирование помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности). Класс зоны согласно п. 7.4.5 П-IIа.

ВЫБОР ТИПА УСТАНОВКИ ПОЖАРОТУШЕНИЯ

В виду того, что наиболее целесообразное вещество для тушения пожара резинотехнических изделий является вода со смачивателем (Справочник Баратова ч. 1), принимаем в качестве автоматической установки пожаротушения водяную. Необходимость защиты от воды упаковки продукции диктует необходимость применения спринклерной АУПТ. Спринклерную установку в виду того, что температура в помещении +23⁰С, проектируем водонаполненной (п. 5.8 СНБ 2.02.05−04 Пожарная автоматика зданий и сооружений).

Спринклерные оросители установок в помещении имеют температуру разрушения теплового замка — 68−79⁰С (п. 5.16 СНБ 2.02.05−04 Пожарная автоматика зданий и сооружений). Группа помещений согласно таб. А1 СНБ 2.02.05−04 Пожарная автоматика зданий и сооружений — 3.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ УСТАНОВКИ

Рис. 1

Интенсивность орошения согласно таб. 3 СНБ 2.02.05−04 Пожарная автоматика зданий и сооружений 0.33 л/cм² (высота помещения 10 м).

Учитывая п. 4 СНБ 2.02.05−04 Пожарная автоматика зданий и сооружений принимаем интенсивность орошения в 1.5 раза меньше, т. е. 0.22 л/cм² Минимальный свободный напор оросителей — 10 м (прилож. Б7 СНБ 2.02.05−04 Пожарная автоматика зданий и сооружений);

Условный диаметр выходного отверстия — 15 мм (прилож. Б7 СНБ 2.02.05−04 Пожарная автоматика зданий и сооружений);

Расчетный расход воды Q_d, л/с через ороситель определяем по формуле:

где k — коэффициент производительности оросителя, принимаемый по технической документации на изделие; Н — свободный напор перед оросителем (генератором), м.

Максимальный допустимый напор для оросителей 100 м (прилож. Б8 СНБ 2.02.05−04 Пожарная автоматика зданий и сооружений);

Площадь для расчета расхода воды — 240 м² (таб. 1 СНБ 2.02.05−04 Пожарная автоматика зданий и сооружений);

Расход воды на пожаротушение определяем произведением нормативной интенсивности орошения на площадь для расчета расхода воды (прилож. Б9 СНБ 2.02.05−04 Пожарная автоматика зданий и сооружений)

;

Количество задействованных оросителей определим по формуле:

Потери напора на расчетном участке трубопроводов Н₁, м, определяются по формуле:

где Q — расход воды, раствора пенообразователя на расчетном участке трубопровода, л/с; - характеристика трубопровода, определяется по формуле:

где k₁ — коэффициент, принимается по таблице 1;

— длина расчетного участка трубопровода, м.

Принимаем стальной электросварной трубопровод диаметром условного прохода 15 мм.

На участке оросителей 1−2:

Т.к. Н₁>100 м корректируем стальной электросварной трубопровод диаметром условного прохода 15 мм и увеличиваем до 20 мм:

На участке оросителей 1−2:

.

На участке оросителей 2−3:

Т.к. Н₂>100 м корректируем стальной электросварной трубопровод диаметром условного прохода 20 мм и увеличиваем до 25 мм:

На участке оросителей 1−2:

.

На участке оросителей 2−3:

На участке оросителей 3−4:

На участке оросителей 4-а:

На участке оросителей а-в:

Т.к. Н₅>100 м корректируем стальной электросварной трубопровод диаметром условного прохода 25 мм и увеличиваем до 32 мм:

На участке оросителей 1−2:

.

На участке оросителей 2−3:

На участке оросителей 3−4:

На участке оросителей 4-а:

На участке оросителей а-в:

На участке оросителей в-с:

Т.к. Н₆>100 м корректируем питающий стальной электросварной трубопровод диаметром условного прохода 32 мм и увеличиваем до 40 мм:

На участке оросителей а-в:

На участке оросителей в-с:

Т.к. Н₆>100 м корректируем питающий стальной электросварной трубопровод диаметром условного прохода 40 мм и увеличиваем до 50 мм:

На участке оросителей а-в:

На участке оросителей в-с:

На участке оросителей с-d:

Т.к. Н₇>100 м корректируем питающий стальной электросварной трубопровод диаметром условного прохода 50 мм и увеличиваем до 65 мм:

На участке оросителей а-в:

На участке оросителей в-с:

На участке оросителей с-d:

На участке оросителей d-k:

Т.к. Н₈>100 м корректируем диаметр питающего стального электросварного трубопровода диаметром условного прохода 65 мм и увеличиваем до 80 мм:

На участке оросителей а-в:

На участке оросителей в-с:

На участке оросителей с-d:

На участке оросителей d-k:

Т.к. Н₈>100 м корректируем диаметр питающего стального электросварного трубопровода диаметром условного прохода 80 мм и увеличиваем до 100 мм:

На участке оросителей а-в:

На участке оросителей в-с:

На участке оросителей с-d:

На участке оросителей d-k:

Потери напора в узле управления установки H₂, м, определяем по формуле:

где e — коэффициент потерь напора в узле управления;

Q — расчетный расход воды через узел управления, л/с.

Общие потери напора в трубопроводе до узла управления определяются по формуле:

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

В соответствии с прилож. П СНБ 2.02.05−04 Пожарная автоматика зданий и сооружений выбираем дымовой пожарный извещатель.

В качестве дымовых извещателей принимаем извещатель пожарный дымовой оптико-электронный «ИП212−7″ (ОАО"Московский завод измерительных приборов» (Россия)). Извещатель предназначен для обнаружения пожара и формирования тревожного сигнала путем дискретного изменения сопротивления шлейфа.

Извещатель подключается к приемно-контрольному прибору (далее — ППКП) по двухпроводной линии связи (электропитание извещателей и передача сигнала осуществляется по одной паре проводов).

Извещатель обеспечивает возможность подключения выносного устройства оптической сигнализации.

Извещатель предназначен для эксплуатации в закрытых помещениях с температурой воздуха от минус 20 °C до плюс 50 °C.

Извещатель рассчитан на непрерывную круглосуточную работу.

Монтаж извещателей производится в соответствии с проектной документацией в зависимости от объемно-планировочных, технологических и конструктивных особенностей защищаемых зданий и помещений с учетом требований действующих нормативно-технических документов.

Напряжение питания извещателя должно находиться в пределах 22…26 В.

Проверить работоспособность в следующей последовательности:

— подключить извещатель в шлейф ППКП;

— включить ППКП;

— проконтролировать в течение 60 секунд отсутствие выдачи сигналов «ПОЖАР».

Встроенная световая индикация извещателя при этом должна соответствовать режиму «НОРМА».

— вызвать срабатывание извещателя, ППКП должен перейти в режим «ПОЖАР».

Рис. 2. Схема размещения извещателей

КОМПОНОВКА ОСНОВНЫХ УЗЛОВ И ОПИСАНИЕ РАБОТЫ УСТАНОВКИ АППЗ ОБЪЕКТА

Спринклерные оросители установки установлены розетками вверх (п. 5.15 СНБ 2.02.05−04 Пожарная автоматика зданий и сооружений) Расстояние от розетки спринклерного оросителя до плоскости перекрытия (покрытия) 0.08 м.

Расстояние от отражателя спринклерного оросителя, устанавливаемого горизонтально относительно своей оси, до плоскости перекрытия (покрытия) 0.15 м. (п. 5.12 СНБ 2.02.05−04 Пожарная автоматика зданий и сооружений).

Расстояние между спринклерными оросителями и стенами (перегородками) с ненормируемым пределом распространения огня 1,2 м (п. 5.18 СНБ 2.02.05−04 Пожарная автоматика зданий и сооружений).

Максимальное расстояние между спринклерными оросителями 4 м (таб. 1 СНБ 2.02.05−04 Пожарная автоматика зданий и сооружений).

Трубопроводы запроектированы из стальных труб — со сварными соединениями.

Подводящий трубопровод запроектирован кольцевым.

Подводящий трубопровод установки водяного пожаротушения и трубопроводы противопожарного и хозяйственно-питьевого водопровода общие.

На одной ветви распределительного трубопровода установок, установлено 4 оросителя с диаметром выходного отверстия 15 мм Питающие и распределительные трубопроводы установки прокладываются с уклоном в сторону узла управления равным 0.01 (п. 5.26−5.41 СНБ 2.02.05−04 Пожарная автоматика зданий и сооружений).

Узел управления обеспечивает:

проверку срабатывания сигнализации;

измерение давления до и после узла управления.

Узел управления установки размещается в месте с температурой воздуха 5^о С, к которому имеется свободный доступ обслуживающего персонала.

Узел управления размещается в помещении насосной станции.

Узел управления выделен сетчатыми перегородками.

Узлы управления, как правило, необходимо размещается в первом этаже (п. 5.47−5.50 СНБ 2.02.05−04 Пожарная автоматика зданий и сооружений).

Установка работает следующим образом. При возникновении пожара вскрывается легкоплавкий замок спринклера. Вода из распределительной сети подается в очаг пожара. Давление в распределительном и магистральном трубопроводах падает, после чего открывается клапан контрольно-пускового узла с клапаном ВС (КПУ), пропуская воду в сеть к вскрывшемуся спринклеру. Вода в этот период поступает к КПУ с открытым клапаном от автоматического водопитателя (пневмобака). Одновременно с началом тушения пожара вода от КПУ по кольцевой выточке клапана водосигнального ВС и трубопроводу поступает к сигнализатору давления. Импульс от сигнализатора давления подается по электропроводам к сигнальному устройству, которое при помощи звукового сигнала сообщает о возникновении и начале тушения пожара, а световое табло информирует о месте его возникновения. Продолжительность подачи воды от автоматического водопитателя на тушение пожара зависит от его вместимости, а также числа вскрывшихся спринклеров.

При падении давления в автоматическом водопитателе (пневмобаке или импульсном устройстве) ниже расчетного замыкаются контакты электроконтактного манометра (ЭКМ), импульс от которого подается по проводам к электрощиту, на котором срабатывает пусковое устройство, и запускает электродвигатель, приводящий в действие пожарный насос. Вода от источника водоснабжения подается насосом по питательному трубопроводу к КПУ секции, оросители которой подают ее в очаг пожара. В это время функционирование пневмобака с помощью обратного клапана прекращается. В случае необходимости к щиту может быть подключена станция пожарной сигнализации. Работа установки прекращается перекрытием задвижки в КПУ и остановкой электродвигателя с насосом. С окончанием работ по ликвидации последствий пожара восстанавливают работоспособность установки. Для этой цели заменяют вскрывшиеся спринклеры на новые, заполняют водой пневмобак или импульсное устройство, открывают задвижку КПУ.

Основные элементы и узлы спринклерных установок пожаротушения. Спринклерные оросители являются автоматически действующими устройствами и выполняют одновременно две функции: побудителя (датчика пожара) и оросителя. По принципу действия это ороситель ударного действия. В зависимости от вида исполнения спринклеры бывают: В — с вогнутой розеткой; П — с плоской розеткой; Н — настенного исполнения; Э — с плавким элементом; К — со стеклянной колбой.

В Республике Беларусь наибольшее распространение получили спринклерные оросители с вогнутой (СВ) и плоской (СП) розеткой.

На легкоплавкий замок спринклера наносят маркировку с указанием температуры его плавления. Для наглядного различия спринклерных оросителей по температуре плавления замка его штуцер и стремечко окрашивают эмалевой краской в разные цвета.

При возникновении пожара от воздействия тепловой энергии легкоплавкий замок распадается. Вода, получая свободный выход, ударяется о розетку и разбрызгивается над очагом пожара.

Кроме того, находят широкое применение спринклеры, в которых в качестве чувствительных элементов используются запаянные колбочки с подкрашенным спиртом. Контрольно-пусковые узлы спринклерной установки пожаротушения являются связующим звеном между магистральным трубопроводом и распределительной сетью со спринклерами и осуществляют контроль за работоспособностью установки; включение устройства подачи звукового и светового сигналов тревоги при срабатывании любого из спринклеров; удаление воды из питательных и распределительных трубопроводов при техническом обслуживании и ремонте.

В водяных установках наибольшее распространение получили контрольно-пусковые узлы, в состав которых входит клапан ВС (водосигнальный). Водосигнальные клапаны выпускаются двух типов с диаметром условного прохода 100 и 150 мм и номинальным расходом воды 30 и 50 л/с соответственно.

В схеме КПУ внутренняя полость клапана ВС разделена тарельчатым клапаном 9 на две камеры: верхнюю и нижнюю, которые в рабочем состоянии заполнены водой под давлением рис. 3.

Рис. 3. Контрольно-пусковой узел водяной спринклерной установки пожаротушения При этом клапан плотно прилегает к седлу, закрывая доступ воде в сигнальный канал 11, сообщающийся через пробковый кран 10 с сигнальным трубопроводом 12.

При вскрытии одного из спринклеров в установке пожаротушения давление в верхней камере водосигнального клапана уменьшается, вследствие чего тарельчатый клапан поднимается и пропускает воду в распределительную сеть. Одновременно вода по трубопроводу 12 поступает к сигнальному устройству.

Клапан ВС оборудован компенсатором 8, вмонтированным в стержень тарельчатого клапана и предназначенным для компенсации возможных небольших утечек воды из системы без вскрытия клапана и для смягчения случайных толчков в трубопроводе от водопитателей, так как толчки передаются через канал компенсатора непосредственно в сеть, не поднимая тарелки клапана и не подавая ложного сигнала о срабатывании установки. Спуск воды из распределительной сети осуществляется с помощью большого вентиля комбинированного крана 2.

Чтобы привести установку в рабочее состояние после срабатывания, закрывают пробковый кран 10 и вентили комбинированного крана 2. Медленно открывают задвижку 13 и заполняют сеть водой. Вывертывают пробку крестовины 1. Затем для проверки плотности посадки тарельчатого клапана 9 открывают пробковый кран 10. При плотной посадке тарельчатого клапана вода не должна поступать в крестовину 1 сливного трубопровода. После проверки кран 10 оставляют в открытом состоянии. После зарядки контрольно-пускового узла показания манометров 5, 6 должны быть одинаковыми.

Работу клапана КПУ проверяют следующим образом. Открывают малый вентиль комбинированного крана 2. При этом давление в верхней камере клапана понижается, тарельчатый клапан 9 поднимается и пропускает воду в сеть. Одновременно вода через сигнальный канал 11 и пробковый кран 10 идет к сигнализатору давления и приводит его в действие. По окончании проверки малый вентиль комбинированного крана 2 закрывают. При этом клапан 9 «садится» в гнездо, перекрывая также и сигнальный канал 11.

ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

автоматический пожаротушение ороситель сигнализация

Количество шлейфов пожарной сигнализации определили, исходя из следующих требований, изложенных в СНБ 2.02.05−04 Пожарная автоматика:

1. одним шлейфом пожарной сигнализации с неадресными пожарными извещателями допускается оборудовать зону контроля, включающую:

2. помещения, расположенные на разных этажах, при суммарной площади здания 300 кв. м. и менее;

3. не более десяти помещений, изолированных и смежных с ними суммарной площадью не более 1600 м², расположенных на одном этаже здания и имеющих выход в одно и то же помещение (коридор, холл, вестибюль);

4. не более двадцати помещений, изолированных и смежных с ними суммарной площадью не более 1600 м², расположенных на одном этаже здания и имеющих выход в одно и то же помещение (коридор, холл, вестибюль), при наличии выносной световой сигнализации о срабатывании пожарных извещателей над входом в каждое контролируемое помещение;

5. Максимальное количество нетокопотребляющих пожарных извещателей, включаемых в один шлейф, определяется требованиями технической документации на ППКП и удобства их эксплуатации и не должно превышать 50;

6. Максимальное количество токопотребляющих неадресных, адресных и адресуемых пожарных извещателей, включаемых в один шлейф, определяется требованиями технической документации на ППКП.

Т.о., количество шлейфов пожарной сигнализации — 1, пожарных извещателей — 6.

В качестве ПКП принимаем Прибор приемно-контрольный пожарный «Белкон-003» (ООО «Акорус-М» (Россия))

Модуль центрального процессора CPU8 — обеспечивает хранение системного программного обеспечения, организацию обмена данными по внутрисистемной шине с установленными модулями проектно-компонуемой части ППКП, хранение и обработку оперативных данных в соответствии с программным обеспечением, обмен данными с ПЭВМ по каналу последовательного интерфейса RS485.

Модуль сигнализации G124 — формирует на индикационной панели извещения «ПОЖАР», «КЗ», «ОБРЫВ», «НОРМА» с указанием адреса шлейфа, «РЕЗЕРВ» и передает данную информацию на ПЭВМ, имеет гальваническую развязку входных цепей шлейфов сигнализации от внутренних цепей.

Модуль вывода сигналов DO12R — формирует управляющие воздействия, в том числе сигналы управления установками автоматического пожаротушения, дымоудаления, оповещения о пожаре, другим инженерно-техническим оборудованием и передает данную информацию на ПЭВМ.

Модуль питания SPU12 — формирует напряжения для питания модулей ППКП, пожарных извещателей, исполнительных устройств и т. п. Имеет индикаторы выходных напряжений и защиту от короткого замыкания.

Корпус с кросс-платой VM7/VM10 — предназначен для механической фиксации и электрического соединения модулей базовой и проектно-компонуемой частей.

Область применения

ППКП предназначен для приема сигналов от пожарных извещателей, обработки и хранения тревожной информации и управления установками автоматического пожаротушения, дымоудаления, оповещения о пожаре и другим инженерно-техническим оборудованием на наземных объектах РУП «ПО «Беларуськалий».

ППКП обеспечивает контроль за состоянием 228 шлейфов пожарной сигнализации, выдает сигналы пожарной тревоги на внешнее СЗУ, модули управления и контроля (компьютер). Число дискретных выходов (реле) до 128. Все события могут быть просмотрены на мониторе ПЭВМ или распечатаны на принтере.

ППКП имеет встроенные средства для организации цифровой связи с ПЭВМ по каналу последовательного интерфейса RS485. Магистраль интерфейса RS485 позволяет объединять ПЭВМ и ППКП в локальную контроллерную сеть BelBus. ППКП рассчитан на круглосуточный режим работы.

ППКП осуществляет диагностику работы компонентов системы и выработку световых и звуковых сигналов.

Условия применения

ППКП предназначен для работы с тепловыми, дымовыми и ручными пожарными извещателями.

Эксплуатация ППКП должна осуществляться строго в соответствии с эксплуатационной документацией в помещениях при температуре окружающей среды от +1 до +40?С.

Питание ППКП осуществляется от однофазной сети переменного тока 220 В (+10%, -15%), 50 Гц и источника резервного питания напряжением 12 В. Емкость аккумуляторов определяется из расчета обеспечения работы ППКП в дежурном режим 24 часа и в режиме тревоги 3 часа.

Программное обеспечение ППКП должно состоять из управляющей программы-монитора, организующей работу модулей ППКП, технологической программы, выполняющей все необходимые действия в соответствии с алгоритмом работы. Программное обеспечение ППКП должно быть написано на языке макроассемблера MASM51.

Основные требования к ПКП в соответствии с СНБ 2.02.05−04 Пожарная автоматика:

Резерв емкости приборов приемно-контрольных пожарных (ППКП) (количество шлейфов), предназначенных для работы с неадресными пожарными извещателями, применяемых совместно с АУП, должен быть не менее 10%.

ППКП и приборы пожарные управления (ППУ), как правило, следует устанавливать в помещении с круглосуточным пребыванием дежурного персонала.

Применение ППКП, не обеспечивающих разделение сигналов о пожаре других видов, не допускается на объектах общей площадью более 100 м².

ППКП и приборы пожарные управления следует устанавливать на стенах, перегородках и конструкциях, изготовленных из негорючих материалов. Установка указанного оборудования допускается на конструкциях, выполненных из горючих материалов, при условии защиты этих конструкций стальным листом толщиной не менее 1 мм или другим листовым негорючим материалом толщиной не менее 10 мм. При этом листовой материал должен выступать за контур устанавливаемого оборудования не менее, чем на 100 мм.

Расстояние от верхнего края ППКП и ППУ до перекрытия помещения, выполненного из горючих материалов, должно быть не менее 1 м.

При смежном расположении нескольких ППКП и ППУ расстояние между ними должно быть не менее 50 мм.

КРАТКАЯ ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ УСТАНОВОК АППЗ ОБЪЕКТА

На объекте, эксплуатирующем установку пожарной автоматики, должна быть следующая документация:

а) проектно-сметная документация (акт обследования);

б) исполнительская документация и схемы, акты скрытых работ (при их наличии), испытаний и замеров;

в) акт приемки установки в эксплуатацию;

г) паспорта на технические средства имеющейся установки;

д) ведомость смонтированного оборудования;

е) инструкцию по эксплуатации установки пожарной автоматики;

ж) перечни регламентных работ;

з) план-график ТО и ППР;

и) журнал учета работ по ТО и ППР установки пожарной автоматики;

к) график дежурства оперативного (дежурного) персонала;

л) журнал сдачи-приемки дежурства оперативным персоналом;

м) журнал учета неисправностей установки;

н) должностные инструкции дежурного персонала, ответственного лица за ТО и ППР и обслуживающего персонала, договор со специализированной организацией на ТО и ППР (при наличии).

Техническую документацию по п.п. 1.5.1. а) — е) разрабатывает монтажно-наладочная организация (по договоренности с Заказчиком); по п.п. з) — и) — Заказчик с привлечением к разработке обслуживающей организации (при наличии договора с ней).

Перечень и содержание эксплуатационной документации на установки пожарной автоматики могут быть изменены администрацией объекта в зависимости от конкретных условий с уведомлением об этом местного (территориального) органа Государственного пожарного надзора.

Техническая документация, разрабатываемая администрацией объекта, должна пересматриваться не реже одного раза в 3 года и корректироваться при изменении условий эксплуатации установок. При этом в журнале учета необходимо вносить соответствующие сведения об изменениях с указанием даты пересмотра и подписью ответственного лица.

Регламенты работ по техническому обслуживанию систем пожаротушения, пожарной и охранно-пожарной сигнализации

Типовой регламент №1

технического обслуживания систем водяного пожаротушения

Типовой регламент № 2

технического обслуживания систем пожарной сигнализации, систем пожарно-охранной сигнализации

ИНСТРУКЦИИ ДЛЯ ОБСЛУЖИВАЮЩЕГО ПЕРСОНАЛА

Примерные должностные обязанности работников обслуживающей организации в части технической эксплуатации средств АППЗ

1. Начальник отдела (отделения):

— осуществляет подбор и комплектование должностей ИТР и электромонтеров;

— устанавливает должностные оклады (тарифные ставки) ИТР и электромонтерам;

— утверждает должностные обязанности ИТР и электромонтеров;

— организует изучение с личным составом приказов и других нормативно-правовых актов, регламентирующих деятельность, и контролирует их выполнение;

— планирует выделение необходимых денежных средств на техническую эксплуатацию средств АППЗ, приобретение аппаратуры и материалов, контролирует полноту и правильность их расходования;

— организует взаимодействие с службами МЧС, хозяйственными организациями, предприятиями связи и энергоснабжения по вопросам технической эксплуатации средств АППЗ;

— создает необходимые условия для работы инженерно-технической службы;

— внедряет передовые формы и методы организации и стимулирования труда ИТР и электромонтеров;

— на основе анализа технической эксплуатации средств АППЗ принимает меры по улучшению работы инженерно-технической службы;

— проверяет техническое состояние средств АППЗ на объектах.

2. Заместитель начальника отдела по технике:

— организует и контролирует работу ИТР и электромонтеров;

— организует и лично осуществляет технический надзор за выполнением проектных и монтажных работ по оборудованию средствами АППЗ охраняемых и подлежащих приему под охрану объектов и квартир граждан;

— участвует в работе комиссий по приемке средств АППЗ в эксплуатацию от монтажных организаций;

— решает вопросы о первоочередной телефонизации объектов для их подключения к СПИ;

— разрабатывает должностные обязанности ИТР и электромонтеров;

— формирует и распределяет участки (зоны) обслуживания между электромонтерами (бригадами электромонтеров) в соответствии с установленной нормой нагрузки на одного электромонтера;

— организует разработку и контролирует выполнение планов технической эксплуатации средств АППЗ, капитального ремонта средств АППЗ на объектах и обновления парка аппаратуры;