Проектирование автоматической системы пожаротушения

 

ФГБОУ ВПО «МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ Н.П. ОГАРЁВА»

 

Институт механики и энергетики

 

Кафедра теплоэнергетических систем

 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

 

по дисциплине «Пожарная автоматика»

 

на тему «Проектирование автоматической системы пожаротушения (вариант 17)»

 

 

 

Автор курсового проекта:	А. С. Уткин
Специальность	280104.65 - Пожарная безопасность
Обозначение курсового проекта	КП-02069964-280104.65-20-13
Руководитель проекта	С.А. Мальцев

 

 

 

 

 

 

Саранск

2013 

ФГБОУ ВПО «МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ Н.П. ОГАРЁВА»

Институт механики и энергетики

 

Кафедра теплоэнергетических систем

 

 

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

Студент: Селезнев Дмитрий Александрович

 

1 Тема: Проектирование автоматической системы пожаротушения

 

2 Срок представления проекта к защите_____________________________________

 

3 Исходные данные для курсового  проекта

   Помещение – окрасочная камера.

   Вещество – древесина.

  Длина помещения, м – 20.

  Ширина помещения, м – 50.

  Высота помещения, м - 4.

  Расстояние до станции пожаротушения, м -30

  Гарантированный напор в водопроводе, Н_г, м   - 10.

 

 

4 Содержание курсового проекта

4.1 Обоснование необходимости и выбора вида установки пожаротушения

4.2 Проектирование и расчет основных параметров системы автоматического пожаротушения

4.3 Разработка инструкций для обслуживающего и дежурного персонала по техническому содержанию установок автоматического пожаротушения

 

5 Расчетно-графическая часть

Лист 1 – План защищаемого помещения и насосной станции

Лист 2 – Схема системы пожаротушения

 

 

Руководитель проекта   _______________________ С.А. Мальцев

 

Задание принял к исполнению _______________________ Д. А. Уткин

 

Реферат

 

Пояснительная записка содержит 24 листа машинописного текста, 2 рисунка, 1 схему, 1 таблицу.

 Графическая часть включает в себя 2 листа,1 лист формата А1, 2 лист формата А3.

Перечень ключевых слов: теплопотребление, отопление, вентиляция, котельная, температура, пар, деаэратор, подогреватель.

Цель работы: рассчитать расходы тепловой энергии на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения жилых, общественных зданий и производственных цехов, выполнить расчет тепловой схемы производственно-отопительной котельной, теплового пункта и выбрать соответствующее оборудование.

Полученные результаты: определены расходы тепловой энергии на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения жилых, общественных зданий и производственных цехов, выполнен расчет тепловой схемы котельной, теплового пункта и выбрано соответствующее  оборудование.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

 

 

Введение

В современных условиях кризиса  экономики, халатного отношения  к соблюдению мер пожарной безопасности государственная противопожарная служба продолжает выполнять свои функции в области профилактики и оперативной работы по защите объектов народного хозяйства от пожаров. 

Из-за экономического кризиса много  предприятий в настоящее время  неспособно содержать не только профилактических сотрудников ГПС, но и оперативные подразделения. В результате некоторые пожарные части сокращаются, другие при этом увеличивают район своего выезда, что пагубно влияет на поддержание уровня пожарной безопасности на объектах. Одним из наиболее эффективных выходов при такой обстановке – широкое внедрение средств пожарной автоматики, основной задачей которой является: обнаружение и тушение локального горения или предотвращение его развития в крупный пожар.

Активное внедрение средств  пожарной автоматики на объектах народного хозяйства позволяет сохранить жизни многим людям и спасти от уничтожения огнем имущество предприятий.

Зачастую подобное внедрение происходит без достаточного рассмотрения вопросов целесообразности и эффективности  использования тех или иных средств пожарной автоматики.

 

1 Обоснование необходимости и выбора вида установки пожаротушения

1.1 Физико-химические и пожароопасные свойства веществ и материалов, обращающихся в производстве

Согласно данных из [5] древесина (сосна обыкновенная) относится к группе горючих материалов с t_воспл=255 °С, t_{caмовоспл}=399 °С, теплопроводностью q=0,37 Вт/(м^.К) и плотностью ρ=414÷510 кг/м³.

Определяем категорию производства по пожарной опасности.

В соответствии с таблицей 1 [4] древесина (сосна обыкновенная) относится к твердым горючим веществам, защищаемое помещения хранения древесины относится к категории «В» - пожароопасная.

При горении древесины внутри помещения (при недостатке кислорода воздуха для полного сгорания) характерными признаками пожара являются:

• яркое пламя, высокая среднеобъемная температура;
• сильное задымление.

В соответствии с приложением  А [3] склады твердых сгораемых материалов подлежат обязательной защите автоматическими установками пожаротушения.

1.2 Определение предельно-допустимого времени развития пожара

Проведем расчет времени с момента  возникновения пожара до момента 
достижения установленным опасным фактором пожара предельно-допустимого 
значения.

При горении твердых горючих  материалов предельно-допустимое время 
развития пожара τ_п.д. определяется из следующих положений:

• охват пожаром всей площади помещения;
• достижение среднеобъемной температуры в помещении значения температуры самовоспламенения обращающихся в нем материалов, в данном случае древесины (t=399 °С).

1. Определяем предельно-допустимое время развития пожара от площади охвата пламенем складского помещения для хранения древесины.

τ_{св.разв}= 30 с      R₁ =0,5 ·V_л · τ_{св.разв}=0,5·0,067·30=1,005 м;

            F_п=πR_п²=3,14 ·1²=3,14 м²;

τ_{св.разв} =60 с   R₂ =0,5 ·V_л · τ_{св.разв} = 0,5·0,067· 60=2,01 м;

                         F_п=πR_п²=3,14·2,01²==12,68 м²; .

τ_{св.разв} =90 с   R₃ =0,5 · V_л · τ_{св.разв} = 0,5 · 0,067·90=3,015 м;

                        F_п=2R_п·b=2 · 3 · 6=36 м²; 

τ_{св.разв} =120 с   R₄ =0,5 · V_л · τ_{св.разв} = 0,5·0,067·120=4,02 м;

                        F_п=2R_п · b=2 ·4,02 · 6=48,24 м²; 

 τ_охв=R_n/(0,5·V_л=5/(0,5 ·0,067)=149,3 с при F_n =45·20=900 м².

Вывод: за τ=149,3 с пожаром будет охвачена вся площадь защищаемого 
помещения.

2) Определяем τ_п.д. в зависимости от размеров помещения по достижению в нем

среднеобъемной температуры t= t_caмoвocnл=399 °С.

Значение площади пожара принимаем  из расчета по времени:

T_H,R =2,04 · (Q_n/R)^0,67/ Н,

где Н= 4 м – высота помещения;

Q_n =η ·F ·Q_н^р ·М · k_f  ,

где η =0,8 – коэффициент химического недожога;

k_f=1 – коэффициент поверхности горения. 
T_H,R =t_ср.об. · [0,8+0,4 · h_д /Н_пом] · [1,33 – х/ (0,5l+2х)], где

h_д –  высота от пола до датчика;

Н_пом –  высота помещения;

l – расстояние между пожарными извещателями;

х –   расстояние от очага пожара до ближайшего извещателя.

t_ср.об = T_H,R / {[0,8+0,4· h_д /Н_пом ] · [ 1,33 -х (0,5 l+2х)]};

или вторым способом по формуле:  t_r= 3,85 · q ^0,5;   q =0,277 · η ·F_пож ·Q_н^р ·М/F, где F=F_пола+F_стен+F_{потолка} , F_пож – площадь пожара, м2.

 

  Таблица 1 – Результаты расчета

τсв.разв , с	30	60	90	120	149,3
Fпож, м2	3,14	12,68	36,	48,24	900
q, кВт	0,875	3,51	10,02	13,45	16,73
tср.об , °C	114	228,9	385,2	446,3	498,2

Вывод: из графиков видно, что τ_п.д (F_пож)> τ_п.д( t_cp._o6). В соответствии с этим принимаем меньшее значение предельно-допустимого времени развития пожара τ_п.д = 100 с.

1.3 Выбор вида огнетушащего вещества и способа тушения

Выбор вида огнетушащего вещества производится с учетом совместимости свойств огнетушащих веществ со свойствами вещества, подлежащего тушению.

Определение способа тушения и вида автоматической установки пожаротушения определим с помощью таблиц IV.1.2 и IV.1.3. [2]. Устанавливаем способ тушения – по площади, вид автоматической установки пожаротушения – водяная.

В соответствии с таблицей 5.2 [3] при тушении водой для 6 группы помещений интенсивность орошения составляет I=0,4 л/(м² ·с).

1.4 Выбор типа установки пожаротушения

Проведем расчет эффективности  применения спринклерной установки  пожаротушения.

[F_c/(π·V_n²)^0,5 >τ_c, где V_n =0,5 ·V_л;  [12/(3,14 · (0,5·0,067)²)]^0,5>60;

58,4≥60 –  неравенство неверно.

Следовательно, применяем спринклерную установку пожаротушения.

 

 

2 Проектирование и расчет основных параметров системы автоматического пожаротушения

2.1 Выбор вида автоматического пуска установки пожаротушения

Вид автоматического пуска установки  пожаротушения для защиты окрасочных камер выбираем с учетом следующих требований:

• обеспечение требуемого времени обнаружения пожара, исходя из условия τ_доп.тр. = τ_пор.ср + τ_u , где τ_пор.ср – время достижения порога срабатывания побудителя, с; τ_u  –   инерционность побудителя и ПКП, с;
• соответствие тактико-технических характеристик побудителей условиям применения на данном объекте.

В соответствии с приложением  А [3] для помещений с производством и хранением изделий из древесины рекомендуется применять тепловые или дымовые пожарные извещатели.

Проводим анализ тактико-технических  характеристик этих извещателей:

а) по инерционности

• тепловые - до 2 мин;
• дымовые - до 10 с;

б) по времени достижения порога срабатывания

• минимальный порог срабатывания тепловых извещателей 70 °С достигается за 20 с;
• для определенного типа дымовых извещателей порог срабатывания достигается 10% снижением оптической плотности окружающей среды.

Определим время срабатывания АПС  для ДИП-ЗМ.

Данные для расчета: с_п =10,7·10^-6 кг/м³; V_м=0,5 ·V_м^таб =0,5· 0,84=0,42 кг/(м^{2 .}мин); V_л =0,067· 60=4,02 м/мин, по таб. V_л =0,5 м/мин; φ=2; к_g=0,014; τ_u = 5 с.

τ_обн =[ с_п ·H·R² /(0,33 ^. V_м ^. V_л^{2 .} φ ^. к_g)]^1/3 + τ_u =[10,7^.10^{-6 .}3,5 ^.4,5²/(0,33^. 0,42 ^.0,5^{2 .}2^.0,014)]^1/3 + 0,12=1,04 мин=62,5 с;

τ_ДПИ =62,5 с< τ_ТПИ =20+120= 140 с.

Определяем время обнаружения  пожара из условий: τ_обн < τ_п.д.-( τ_кл + τ_тр + τ_ин.эл.), где τ_п.д =100 с; τ_кл – инерционность клапана установки пожаротушения, для помещений категории "В" по табл. 18.10 и 18.11 учебника "Производственная и пожарная автоматика, часть II" принимаем равной 10 с; τ_тр –   время движения огнетушащего вещества по трубопроводу от клапана до ближайшего оросителя, V= 3 м/с,

τ_тр =l/V=4/3=1,3 с; τ_ин.эл. – инерционность электрической системы пуска, состоящая из инерционности извещателя и инерционности ПКП (1 с), τ_ин.эл =5+1=6 с. τ_обн =62,5 c< τ_{обн(теор)} = 100-( 10+1,3+6)=82,7 с.

Вывод: применяем электрический  пуск установки автоматического  пожаротушения спринклерного типа от установки АПС с извещателями ДИП-ЗМ, как наиболее подходящими для рассматриваемого помещения, и ПКП - РУПИ.

2.2 Составление структурной схемы системы обнаружения пожара

Согласно п. 4.3 [3] дымовые пожарные извещатели следует устанавливать, как правило, на потолке. При невозможности такой установки допускается размещать их на стенах, балках, колоннах. Необходимо также учесть, что каждую точку поверхности требуется контролировать не менее чем двумя пожарными извещателями, если установка АПС предназначена для управления другими автоматическими установками.

Определяем необходимое количество пожарных извещателей, требуемых для  защиты одного помещения:

п_изв =F_пом/F_защ= 10·6/85=60/85=0,7 т. е. 1 извещатель (F_защ =85 м² из п. 4.10 и