Автоматическая установка пожаротушения

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Основной функцией установок автоматических пожарных сигнализаций (АУПС) и автоматических установок пожаротушения (АУПТ) является своевременное оповещение о пожаре и его ликвидация на  начальной стадии, обеспечение безопасности людей от первичных и вторичных проявлений пожара.

В общем случае устройство установок  пожарной сигнализации или пожаротушения  является обязательным на всех пожаровзрывоопасных  объектах или объектах с массовым пребыванием людей.

Обеспечение объектов установками  пожарной сигнализации или пожаротушения является мероприятием, входящим в состав системы противопожарной защиты объектов согласно требованиям федерального законодательства /17/.

В данной курсовой работе необходимо разработать автоматическую установку  пожаротушения для пожаровзрывоопасного объекта – цеха подготовки и измельчения крахмалистого сырья для получения синтетического этилового спирта. Требуется подобрать огнетушащие вещество, произвести гидравлический расчет системы, а также определить необходимый запас воды на пожарные цели. Гидравлический расчет включает в себя подбор и размещение оросителей, трубопроводов, а так же определение характеристики водопитателей.

Выбор огнетушащего вещества и гидравлический расчет осуществляются на основании  требований и рекомендаций нормативных документов.

При расчете и проектировании ставится цель получить надежную, безотказную  систему, отвечающую требованиям пожарной безопасности.

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА

1.1 Описание объекта

  

 В данной курсовой работе  в качестве объекта защиты рассматривается трехэтажное здание производства синтетического этилового спирта.  

 Запроектировать АУПТ необходимо для помещения цеха подготовки и измельчения крахмалистого сырья 1. Рассматриваемое помещение расположено на 3-м этаже здания, где также располагаются следующие цеха:

2. Административно-бытовое помещение;
3. Цех брожения и рактификации;
4. Цех ферментации.

Все помещения  отделены друг  от друга конструкциями из мало горючих материалов, согласно заданию класс пожарной опасности строительных конструкций здания К1, соответственно класс пожарной опасности здания С1, а ФСО II  /17/.

     Абсолютная отметка первого этажа – 57 метров. Высота этажа – 10 метров. Площадь всего здания – 756 м².

  Гарантированный напор в  сети городского водопровода  – 25 метров.

  Общая численность работающих– 15 человек в смену.

1.2 Характеристика производственного  процесса

 

Для получения спирта пользуются крахмалом  картофеля, хлебных злаков, отходами сахарных заводов, таким образом, промышленные здания производства этилового спирта из пищевого сырья можно отнести к зданиям по переработке зерна.  

Переработка зерна на спирт осуществляется по технологии, состоящей из следующих стадий:

— подготовка сырья к переработке;

— разваривание крахмалосодержащего сырья;

— осахаривание крахмалосодержащего сырья;

— культивирование дрожжей;

— сбраживание осахаренной массы;

— перегонка бражки;

— ректификация спирта;

• стадия разваривания крахмалосодержащего сырья паром повышенного давления может быть заменена гидроферментативной обработкой замеса с помощью бактериальной осамилазы.

Производственная линия начинается с комплекса оборудования для  мойки, очистки и измельчения крахмалосодержащего сырья, в состав которого входят картофелемойки, камнеловушки, водоотделители, барабанные камнеловушки, дробилки для измельчения картофеля и зерна, а также измельчители для тонкого измельчения зернового сырья. В состав линии входят комплекс, состоящий из установок для тепловой обработки крахмалосодержащего сырья — смесителей предразварников, варочных аппаратов и паросепараторов, аппаратов гидродинамической обработки замеса, обеспечивающих различные схемы разваривания. Следующим в линии является комплекс оборудования для охлаждения и осахаривания заторов, в состав которого входят аппараты с непрерывным осахариванием и вакуум - охлаждением, аппараты с двухступенчатым вакуум - охлаждением, а также аппараты с непрерывным охлаждением и осахариванием при атмосферном давлении. На этих линиях осуществляются первые 3 этапа получения этилового спирта из пищевого сырья, которые осуществляются в цехе подготовки и измельчения крахмалистого сырья-зерна, цехе 1.

Следующие 4 этапа производства осущетсвляются в цехе брожения и брагорактификации.

Технологический процесс на брагоректификационных  установках дифференцирован по стадиям, которые осуществляются последовательно  в отдельных колоннах:

• в бражной (перегонка бражки с получением бражного дистиллята и отводом барды в виде отхода производства);

— в эпюрационной (выделение из бражного дистиллята или спирта-сырца и концентрирование головных примесей и их отбор с фракцией головного этилового спирта — побочным продуктом производства);

— в ректификационной (концентрирование спирта и его пастеризация, а также выделение в процессе концентрирования спирта промежуточных примесей в виде сивушных фракций);

— в сивушной или экстрактивно - ректификационной (концентрирование сивушного масла и выделение его в виде товарного побочного продукта производства);

— в колонне окончательной очистки (дополнительная очистка ректификационного спирта с отводом на повторную ректификацию спиртовых фракций с примесями);

— в колонне для выделения спирта из головной фракции (выделение из головной фракции и концентрирование метанола, альдегидов и сложных эфиров).

Комплекс  оборудования для брожения и культивирования  дрожжей состоит из бродильных аппаратов  и устройств для мойки, спиртоловушек  и дрожжевых аппаратов.

Ведущий комплекс оборудования в линии предназначен для перегонки и ректификации спирта. В его составе имеются брагоректификационные и ректификационные установки, установки для получения безводного спирта, холодильники и кипятильники брагоперегонных аппаратов, вспомогательное оборудование ректификационных установок, а также оборудование для учета и хранения спирта.

Согласно заданию, АУПТ необходимо запроектировать для цеха 1- подготовки и переработки зерна. Процессы измельчения горючих веществ (зерна), представляет собой, повышенную опасность, поскольку сопровождается увеличениями поверхности твердого вещества и его реакционной способности. В этом процессе происходит образование взрывоопасной пыли, создаются две горючие системы: твердое вещество, воздух и аэрозоль. Наибольшую опасность из них представляет, горючая аэровзвесь. Пыль оседает на оборудование, элементов здания и образует легкогорючую среду, аэрогель. Опасность аэрогеля состоит в том, что он способен легко переходить в аэрозоль, который взрывоопасен. При нагревании пыли, так же как и газообразных горючих веществ, происходят окислительные процессы, которые при определенной скорости реакции могут перейти в самовоспламенение, заканчивающееся тлением или пламенным горением.

Соответственно, помещение данного цеха относится к категории Б по пожаровзрывоопасности ( к категории Б относятся помещения, в которых обращаются горючие пыли или волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28°С, горючие жидкости в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные пылевоздушные или паровоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа/10/.). В соответствии с классификацией пожаров по  /8/ в цехе можно прогнозировать возникновение пожаров класса А (горение твердых веществ). Исходя из известных функционального назначения помещения, пожарной нагрузки и его категории, руководствуясь приложением Б /16/, принимаем, что по степени опасности развития пожара рассматриваемый цех относится к  группе 4.2 защищаемых помещений (Удельная пожарная нагрузка более 2200 МДж/м².)

 

2 ПОДГОТОВКА К ГИДРАВЛИЧЕСКОМУ РАСЧЕТУ

2.1Обоснование проектирования автоматической системы пожаротушения

 

Необходимость применения автоматической установки пожаротушения (АУП) определяется на основании требований /15/, /11/, а также отраслевыми стандартами и положениями, исходя из характеристики помещения и пожароопасных материалов обращающихся на нем. В таблице 2.1 приведена характеристика рассматриваемого помещения необходимая для обоснования проектирования и применения АУПТ.

Таблица 2.1 - Характеристика помещений  рассматриваемого объекта.

Характеристика защищаемых помещений

Наименование помещения  или отельного агрегата,  подлежащих защите(этаж, оси , ряды, отметки, номер чертежа)

Защищаемая площадь, S м2

Высота помещения, м.

Объём помещения, м3

Категория взрывопожароопасности

Класс по взрывоопасности  по ПЭУ

Относительная влажность, %

Скорость воздушных  потоков  м/с

Диапазон предельно-допустимых температур, С◦

Степень огнестойкости  строительных конструкций

Тип вентиляции

Наличие вибрации

Запылённость, наличие  дыма, агрессивных сред

Цех подготовки и измельчения  крахмалистого сырья

144

10

1440

Б

—

50-70

1

I

естественная

есть

—

 

 Согласно приложению А таблице /16/ здания и сооружения по переработке и хранению зерна подлежат защите автоматическими пожарными сигнализациями независимо от площади.

Процессы измельчения горючих  веществ (зерна), представляет собой, повышенную опасность, поскольку сопровождается увеличениями поверхности твердого вещества и его реакционной способности. В этом процессе происходит образование взрывоопасной пыли, создаются две горючие системы: твердое вещество, воздух и аэрозоль. Наибольшую опасность из них представляет, горючая аэровзвесь. Пыль оседает на оборудование, элементов здания и образует легкогорючую среду, аэрогель. Опасность аэрогеля состоит в том, что он способен легко переходить в аэрозоль, который взрывоопасен. При нагревании пыли, так же как и газообразных горючих веществ, происходят окислительные процессы, которые при определенной скорости реакции могут перейти в самовоспламенение, заканчивающееся тлением или пламенным горением.

Учитывая это и, исходя из условий задания, на складе будет проектироваться и АУПТ.

2.2 Выбор огнетушащего вещества, способа пожаротушения и типа автоматической установки пожаротушения

 

Возможные ОТВ выбирают в соответствии с /11/. Учитывая сведения о применимости ОТВ для АУП в зависимости  от класса пожара по /8/ и  свойств  находящихся на объекте материальных ценностей.

В связи с тем, что в рассматриваемом  цехе прогнозируется возникновение  пожаров твердых тлеющих веществ - класса А, а также учитывая, что тонко измельченное вещество в виде порошка плохо смачивается водой и плавает на ее поверхности /18/ в качестве  ОТВ для проектируемой АУПТ подойдет пена на основе пенообразователей фторированных пленкообразующих.

Принимаем, что АУПТ в рассматриваемом  помещении будет спринклерной водозаполненной (для помещений с минимальной  температурой воздуха 5^о и выше) /16/. Спринклерные установки применяются для помещений с повышенной пожарной опасностью.

Параметры проектируемой спринклерной АУПТ(интенсивность орошения, расход ОТВ, минимальная площадь орошения при срабатывании спринклерной АУП, продолжительность подачи воды и максимальное расстояние между спринклерными оросителями) определяем в соответствии с таблицами 5.1-5.3 и обязательным приложением Б /16/.

В разделе 1.2 данной КР была определена группа помещения – 4.2 Соответственно установим следующие параметры АУПТ 

Интенсивность орошения защищаемой площади  I, л/(с×м²):

I ≥ 0, 17

• Расход Q, л/с:

Q ≥ 65

• Минимальная площадь спринклерной АУП S, м²:

S ≥ 180

• Продолжительность подачи воды t, мин:

t ≥ 60

• Максимальное расстояние между спринклерными оросителями:

L=3 м.

Согласно /16/ в случае, если фактическая площадь, защищаемая установками водяного и пенного пожаротушения, меньше минимальной площади орошения спринклерной АУП, АУП с принудительным пуском или спринклерно- дренчерной АУП , расход воды или раствора пенообразователя для установки пожаротушения умножается на коэффициент К  для группы 4.2:

                                                (2.1)

 где S_ф  — фактическая площадь, защищаемая установкой 144 м².

Тогда расход раствора пенообразователя Q составит:

 

2.3 Трассировка системы  пожаротушения

 

На рисунке 2.1 изображена схема трассировки  системы, в соответствии с которой  необходимо расположить оросители  в рассматриваемом помещении согласно заданию.

 Рисунок 2.1- Заданная схема  трассировки системы пожаротушения  (прямоугольная).