Автоматическая установка пожаротушения

Таблица 3.2 - Результаты расчета распределительной  сети системы пожаротушения.

Участок, точка	Расход, л/с	Диаметр труб, мм	Скорость, м/с	Длина участка, м	Потери по            длине ,м	Напор в точке, м
1	1,23		3			11,6
1-2	1,23	25	3	2	0,88
2	1,59		3			12,48
2-3	2,82	40	3	2	0,55
3	1,62		3			13,03
3-a	4,44	50	3	1	0,18
Для рядка I(а)	8,88		3			13,21
a-b	8,88	65	3	2,5	0,34
Для рядка II(в)	8,99		3			13,55
b-c	17,87	100	3	2,5	0,185
Для редка III(с)	9,05		3			13,735
c-d	26,92	125	3	2,5	0,134
Для рядкаIV(d)	9,09		3			13,87
d-e	36	125	3	2,5	0,24
Для рядка V(e)	9,2		3			14,11
e-f	45,2	150	3	0,648	0,046
f	45,2		3			14,16

 

Определим параметры в начале питающего трубопровода.

Напор в начале питающего трубопровода, в узле 0, будет равен напору в  узле c с учетом потерь по длине

Н₀=Н_f+h_f-0

Q₀=Q_f-0=Q_f=45,2 л/с

Так как расход по длине питающего  трубопровода на участке f-0 постоянен, а требуемая скорость движения ОТВ не изменяется, то примем диаметр трубопровода на участке f-0 таким же, как на предыдущем, соответственно потери по длине на данном участке составят

 м

Н₀=14,16+0,4 =14,56 м.

   

3.3 Определение требуемого напора в системе

 

В общем случае требуемый напор  в начале установки (после пожарного  насоса) складывается из следующих  составляющих

   ,                        (3.11)

где  h_г- потери напора на горизонтальном участке трубопровода;

      1,2 – коэффициент,  учитывающий местные потери напора  в сети;

       h_в – потери напора на вертикальном участке трубопровода;

      H_уу – местные сопротивления в узле управления (сигнальном клапане, задвижках, затворах);

    H_о – напор у диктующего оросителя;

      Z - геометрическая высота диктующего оросителя над осью насоса.

Потери напора на горизонтальном участке  трубопровода h_г рассчитаем, суммировав все полученные значения потерь по длине    

h_г=0,88+0,55+0,18+0,34+0,185+0,134+0,24+0,046+0,4+

=2,98 м

Потери напора на вертикальном участке  трубопровода, до точки 0:

 

d=

  d=150 мм, К₁= 28690, выбираем трубы стальные электросварные/7/.

h_в=

м

H_{уу (КСК)} – местные сопротивления в узле управления (сигнальном клапане, задвижках, затворах) определяется по формуле, м

                                           (3.12)

где  e - коэффициент потерь напора по длине.

В соответствии с рекомендациями /5/ выбираем контрольно-сигнальный БКМ (клапан быстродействующий мембранный)с диаметром клапана 200 мм и коэффициентом потерь напора  e = 1,96 ×10^-4, следовательно, местные сопротивления в узле управления составят

 м

В разделе 2 был определен напор  у диктующего  оросителя Н_о=11,6 м.

Геометрическая высота диктующего оросителя над осью насоса –  Z включает в себя высоты 3 этажей (по 10 м)  от абсолютной ометки пола первого этажа- 57 м, расстояние от перекрытия до оросителя  (-0,2). Принимаем, что отметка оси насоса находится на высоте 1 м от отметки пола первого этажа защищаемого помещения – 58 м, таким образом,

Z= 57+3∙10-0,2 -58= 28,8  м ,                           (3.13)

Тогда  требуемый напор в системе  будет равен

Н_тр= 1,2×2,98+2,1 +0,4+ 11,6+28,8= 46,5 м

Существует четыре варианта обеспеченности объекта водой на пожаротушение/19/:

1 Q_тр < Q_гар и H_тр < H_гар; 2. Q_тр < Q_гар и H_тр > H_гар; 3. Q_тр > Q_гар и H_тр < H_гар; 4. Q_тр > Q_гар и H_тр > H_гар

Согласно заданию гарантированный  напор в сети городского водопровода  составляет 25 м, а расход  в системе наружного водопровода- 45 л/с. В результате расчетов полученны значения требуемых Q_тр=45,2 л/с и H_тр = 46,5 м. Таким образом, Н_гар< Н_тр, Q_гар < Q_тр следовательно, для обеспечения работы автоматической установки пожаротушения необходимо подобрать повысительный насос.

 

4 ПОДБОР НАСОСНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

4.1 Подбор повысительного насоса

 

Установка насосных агрегатов осуществляется в подвалах зданий под лестничными клетками или в отдельных помещениях, для проектируемой АУПТ насосное оборудование будет размещено в подвале (по заданию).  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 м

От торцевых стен помещений до агрегатов  – 1,0 м

От распределительного щита до агрегатов  – 2,0 м

Количество насосов принимается  не менее двух (один рабочий и  один резервный, предусматривается для повышения надежности системы).

Подбор насосов производится на следующие условия:

При отсутствии регулирующей емкости  – на расход не менее максимально  – секундного расхода /3/;

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. Для насоса проектируемой АУПТ расход принимаем не менее требуемого, который по результатам гидравлического расчета составляет Q=45,2 л/с.

Водонапорные баки и гидропневматические  установки устанавливаются для  регулирования неравномерности  водопотребления (т.е. при недостатке расхода воды в отдельные часы суток). В рассматриваем  случае необходима установка гидропневматического бака.

При наличии регулирующей емкости насос выбирается по формуле

H_н=z₁-z₂+h₁-H_гар+H_тр, м                                         (4.1)

где z₁ - отметка верха падающей трубы гидропневматического бака, принимаем, что труба бака выше на 1 м от отметки дна бака, тогда получим z₁= 57+1,5=58,5 м;

       z₂ – отметка верха трубы городского водопровода, согласно исходным данным составляет 55,2 м;

      h₁ – потери напора по длине от места подключения насосов к вводу в помещение до верха падающей трубы бака

,

м

     H_гар – гарантированный напор в сети городского водопровода, согласно исходным данным составляет 25 м;

     H_тр - требуемый напор в системе, в п.3.3 было определено , что данная величина 46,5 м. Тогда

H_н ≥ 58,5-55,2+4,17-25+46,5=28,97 м

  Располагая  данными о потребном напоре и расходе (по результатам проведенного гидравличeскoгo расчета Q_тр=45,2 л/с) водопитателя по каталогам производится подбор насоса так, чтобы выполнялось условие

H_н ≥ 28,97 м

Q ≥ 45,2 л/с (162,72 м³/ч).

Данному условию отвечает насос  с двусторонним подводом воды к рабочему колесу марки Д-320-70.   В таблице 4.1 приведены параметры выбранного насосного агрегата.

Таблица 4.1- Основные параметры насосного  оборудования

Марка насоса	Число оборотов  об/мин	Диаметр рабочего колеса, мм	Расход, л/с			Напор, м			Мощность электродвигателя, КВт
			Q1	Q2	Q3	Н1	H2	Н3
Д-320-70	2950	230	20	50	90	76	70	55	100

Для повышения надежности системы  принимаем два насоса один рабочий, один резервный.

4.2 Определение емкости гидропневматического  бака

Для обеспечения необходимого напора в сети противопожарного водопровода  возможно устройство гидропневматических баков, количество пневмобаков определяется объемом аккумулируемой жидкости. Типовые размеры баков: диаметром: 0,5-1,7 м, высотой: 0,82 – 2,43 м.

 Минимальный напор в баке  определяется по формуле

              ,                                       (4.2)

где Z_дт - отметка диктующего оросителя, 86,8 м;

     - отметка минимального уровня воды в баке, принимается выше уровня дна бака на 1 метр- 58,5;

    S h_w - потери напора в системе противопожарного водоснабжения по длине и с учетом местных сопротивлений.

S h_w= h₁+S h_л

S h_w=4,17+(0,88+0,55+0,18+0,34+0,185+0,134+0,24+0,046+0,4)=7,125 м

  H₀ - свободный напор у диктующего оросителя, Н₀=11,6 м.

Таким образом, получим минимальный напор в баке равный

= 86,8-58,5+7,125+11,6=47 м

Максимальный напор в баке определим  по формуле

,                                                (4.3)

где А – отношение абсолютного минимального давления к максимальному, которое следует принимать в зависимости от гидропневматической установки:

- для работающих с подпором  – 0,85-0,8;

- для малонапорных Н<50 м –  0,8-0,75;

- для средненапорных Н=50-100 м  – 0,75-0,65

Для проектируемой АУПТ, исходя из результатов гидравлического расчета  , принимаем малонапорную гидропневматическую установку с отношением минимального давления к максимальному А=0,75. Таким образом,

Определим регулирующий объем гидропневматического бака по формуле

,                                                 (4.4)

   где Q_H –подача насоса, 162,72 м³/ч.

          q_hr–максимальный часовой расход, м³/ч;

           n – количество переключений насоса 6-10/14/, принимаем равным 10.

Подставив данные в формулу,  получим регулирующий объем равный

 м³.

При таком регулирующем объеме пневмабак  будет больших габаритных размеров, что неудобно при размещении его  в насосной станции и дальнейшей эксплуатации, поэтому для питания  проектируемой АУПТ принимаем 4 одинаковых пневмабака. Тогда подача насоса распределится между четырьмя баками, составив 40,68 м³/ч, а, следовательно, регулирующий объем для каждого будет равен  

Полная вместимость пневмабака определяется по формуле

,                                                 (4.5)

где b - коэффициент запаса вместимости бака для установок с применением насосных агрегатов, работающих в повторно-кратковременных режимах равен 1,2-1,3. В данном случае принимаем ß = 1,2.

= м³

Максимальная отметка в пневмабаке не должна быть меньше 0,1 м от уровня его крышки и  определятся по формуле

                                       (4.6)

Для определения максимальной отметки в пневмабаке необходимо установить его диаметр. Принимаем бак цилиндрической формы высотой 2,43 м, отсюда его диаметр D будет равен  

D=

= 1,6 м

Зная диаметр бака, вычислим максимальную отметку в пневмабаке

 м.

В таблице 4.2 приведена характеристика пневмабаков для проектируемой  АУПТ.

Таблица 4.2 – Характеристика подобранного гидропневматического бака

Регулирующий объем W, м3	Полная вместимость V, м3	Диаметр D, м	Высота, м
1,02	4,9	1,6	2,43

 

5 ПОДБОР НАСОСНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПОДАЧИ  ПЕННОГО РАСТВОРА

5.1 Определение необходимого запаса пенообразователя

 

Для установок тушения пеной  определяется необходимый объем  пенообразователя. Расчеты по определению  необходимого запаса огнетушащего средства выполняется на основе результатов гидравлического расчета.

В пункте 4.1 был подобран повысительный насос марки Д-320-70, основные параметры данного насоса приведены в таблице 4.1.