Учебная работа. Расчет автоматической установки водяного пожаротушения

Учебная работа. Расчет автоматической установки водяного пожаротушения

Расположено на

Министерство образования и науки Русской Федерации

Уфимский муниципальный авиационный технический институт

Кафедра «Пожарная сохранность»

Расчетно-графическая работа

Тема: Расчет автоматической установки водяного пожаротушения

Управляющий:

помощник кафедры

«Пожарная сохранность» Гарданова Е.В.

Исполнитель

студент группы ПБ-205 вв

Гафурова Р.Д.

Зачетная книга № 210149

Уфа, 2012 г.

Задание

В данной работе нужно выполнить аксонометрическую схему системы водяного автоматического пожаротушения с указанием на ней размеров и поперечников участков труб, мест расположения оросителей и нужного оборудования.

Повести гидравлический расчет для избранных поперечников трубопроводов. Найти расчетный расход установки автоматического водяного пожаротушения.

Выполнить расчет напора, который обязана обеспечить насосная станция и подобрать оборудование для насосной станции.

установка пожаротушение трубопровод напор

Инструкция

РГР по курсу «Производственная и пожарная автоматика» ориентирована на решение определенных задач по монтажу и техническому обслуживанию установок пожарной автоматики.

В данной работе показаны пути внедрения теоретических познаний для решения инженерных задач по вопросцам сотворения систем противопожарной защиты спостроек.

В процессе выполнения работы:

— исследована техно и нормативная документация, регламентирующая проектирование, установка и эксплуатацию установок пожаротушения;

— приведена методика технологических расчетов для обеспечения требуемых характеристик установки пожаротушения;

— показаны правила внедрения технической литературы и нормативных документов по вопросцам сотворения систем противопожарной защиты.

Выполнение РГР содействует развитию у студентов способностей самостоятельной работы и формирования творческого подхода к решению инженерных задач по вопросцам сотворения систем противопожарной защиты спостроек.

Содержание

Задание

Инструкция

Введение

1 Начальные данные

2 Расчетные формулы

3 Главные принципы работы установки пожаротушения

3.1 Механизм работы насосной станции

3.2 Принцип работы спринклерной установки

4 Проектирование установки водяного пожаротушения. Гидравлический расчет

5. Выбор оборудования

Заключение

Перечень литературы

Введение

Наибольшее распространение в истинное время получили автоматические системы водяного пожаротушения. Они употребляются на огромных площадях для защиты торговых и функциональных центров, административных спостроек, спортивных комплексов, гостиниц, компаний, гаражей и автостоянок, банков, объектов энергетики, военных объектов и объектов специального предназначения, складов, жилых домов и особняков.

В моем варианте задания представлен объект производства спиртов, эфиров с подсобными помещениями, который в согласовании с п.20 таблицы А.1 приложения А свода правил 5.13130.2009 независимо от площади обязан иметь автоматическую систему пожаротушения. Другие подсобные помещения объекта в согласовании с требованиями данной таблицы оснащать автоматической системой пожаротушения необязательно. Стенки и перекрытия железобетонные.

Главным видом пожарной перегрузки являются спирты и эфиры. В согласовании с таблицей принимаем решение, что для тушения может быть употреблять раствор пенообразователя.

Основная пожарная перегрузка в объекте с высотой помещений 4 метра исходит из ремонтной зоны, которая в согласовании с таблицей приложения Б свода правил 5.13130.2009 относится ко 4.2 группе помещений по степени угрозы развития пожара зависимо от их многофункционального предназначение и пожарной перегрузки сгораемых материалов.

На объекте отсутствуют помещения категорий А и Б по взрывопожарной угрозы в согласовании с СП 5.13130.2009 и взрывоопасные зоны в согласовании с ПУЭ.

Для тушения вероятных возгораний в объекте, с учетом имеющейся горючей загрузки, может быть внедрение раствора пенообразователя.

Для оснащения объекта производства спиртов, эфиров выберем автоматическую установку пенного пожаротушения сплинклерного типа, заполненную веществом пенообразователя. Под пенообразователями предполагаются концентрированные водные смеси ПАВ (поверхностно-активных веществ), созданные для получения особых смесей смачивателей либо пены. Применение схожих пенообразователей во время тушения пожара дозволяет значительно понизить интенсивность горения уже через 1,5-2 минутки. методы действия на источник возгорания зависят от вида пенообразователя, применяемого в огнетушителе, но главные принципы деяния едины для всех:

— за счет того, что пена имеет массу, существенно наименьшую, чем масса у хоть какой воспламеняющейся воды, она покрывает поверхность горючего, тем подавляя огнь;

— внедрение воды, входящей в состав пенообразователя, дозволяет в течение нескольких секунд понизить температуру горючего до того уровня, при котором горение становится неосуществимым;

— пена отлично предутверждает предстоящее распространение жарких испарений, образовывающихся в итоге возгорания, что делает повторное воспламенение фактически неосуществимым.

Благодаря сиим особенностям, пенообразователи интенсивно используются для пожаротушения в нефтехимической и хим индустриях, где существует высочайший риск возгорания горючих и легковоспламеняющихся жидкостей. Эти вещества не представляют опасности для здоровья либо жизни людей, а их следы с легкостью удаляются из помещений.

1. Начальные данные

Гидравлический расчет производится в согласовании с требованиями СП 5.13130.2009 «Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования» по методике, изложенной в Приложении В.

Защищаемый объект представляет собой размер помещения 30х48х4м, в плане — прямоугольник. Общая площадь объекта составляет 1440 м2.

Начальные данные для производства спиртов, эфиров в согласовании с определенной группой помещений находим из таблицы 5.1 данного свода правил раздела «Водяные и пенные установки пожаротушения»:

— интенсивность орошения — 0,17 л/(с*м2);

— площадь для расчета расхода воды — 180 м2;

— малый расход воды установки пожаротушения — 65 л/с;

— наибольшее расстояние меж оросителями — 3 м;

— избранная наибольшая площадь, контролируемая одним спринклерным оросителем — 12м2.

— длительность работы — 60 мин.

Для защиты склада избираем ороситель СПО0-РУо(д)0,74-R1/2/Р57(68,79,93,141,182).В3-«СПУ-15» ПО (то есть программное обеспечение — комплект программ для компьютеров и вычислительных устройств) «СПЕЦАВТОМАТИКА» с коэффициентом производительности k = 0,74 (по тех.документации на ороситель).

2. Расчетные формулы

Расчетный расход воды через диктующий ороситель, расположенный в диктующей защищаемой орошаемой площади, определяем по формуле

где q1 — расход ОТВ через диктующий ороситель, л/с;

K — коэффициент производительности оросителя, принимаемый по технической документации на изделие, л/(с·МПа0,5);

Р — давление перед оросителем, МПа.

Расход первого диктующего оросителя является расчетным значением Q1-2 на участке L1-2 меж первым и вторым оросителями

Поперечник трубопровода на участке L1-2 назначает проектировщик либо определяют по формуле

где d1-2 — поперечник меж первым и вторым оросителями трубопровода, мм;

Q1-2 — расход ОТВ, л/с;

м — коэффициент расхода;

v — скорость движения воды, м/с (не обязана превосходить 10 м/с).

Поперечник наращивают до наиблежайшего номинального значения по ГОСТ 28338.

Утраты давления Р1-2 на участке L1-2 определяют по формуле

где Q1-2 — суммарный расход ОТВ первого и второго оросителей, л/с;

Kт — удельная черта трубопровода, л6/с2;

А — удельное сопротивление трубопровода, зависящее от поперечника и шероховатости стен, с2/л6.

Удельное сопротивление и удельная гидравлическая черта трубопроводов для труб (из углеродистых материалов) различного поперечника приведены в таблице В.1 и В.2. приложения В свода правил 5.13130.2009

давление у оросителя 2

Р2=Р1+Р1-2.

Расход оросителя 2 составит

Гидравлическую характеристику рядков, выполненных конструктивно идиентично, определяем по обобщенной характеристике расчетного участка трубопровода.

Обобщенную характеристику рядка I определяем из выражения

Утраты давления на участке а-b для симметричной и несимметричной схем находим по формуле.

давление в точке b составит

Рb=Pa+Pa-b.

Расход воды из рядка II определяем по формуле

Расчет всех следующих рядков до получения расчетного (фактического) расхода воды и соответственного ему давления ведем аналогично расчету рядка II.

Симметричную и несимметричную кольцевые схемы рассчитывем аналогично тупиковой сети, но при 50% расчетного расхода воды по любому полукольцу.

3. Главные принципы работы установки пожаротушения

Автоматическая установка пожаротушения состоит из последующих главных частей: насосной станции автоматического пожаротушения с системой входных (поглощающих) и подводящих (напорных) трубопроводов; — узлов управления с системой питающих и распределительных трубопроводов с установленными на их спринклерными оросителями.

3.1 Принцип работы насосной станции

В дежурном режиме эксплуатации питающие и распределительные трубопроводы спринклерных установок повсевременно заполнены водой и находятся под давлением, обеспечивающим постоянную готовность к тушению пожара. Жокей-насос врубается при срабатывании сигнализатора давления.

При пожаре, когда давление на жокей-насосе (в питающем трубопроводе) падает, при срабатывании сигнализатора давления врубается рабочий пожарный насос, обеспечивающий полный расход. сразу при включении пожарного насоса подается сигнал пожарной волнения в систему пожарной сохранности объекта.

Если электродвигатель рабочего пожарного насоса не врубается либо насос не обеспечивает расчетного давления, то через 10 с врубается электродвигатель запасного пожарного насоса. Импульс на включение запасного насоса подается от сигнализатора давления, установленного на напорном трубопроводе рабочего насоса.

При включении рабочего пожарного насоса жокей-насос автоматом отключается. Опосля ликвидации очага пожара прекращение подачи воды в систему делается вручную, для что отключаются пожарные насосы и запирается задвижка перед узлом управления.

3.2 Принцип работы спринклерной установки

При появлении загорания в помещении, защищаемом спринклерной секцией, и повышении температуры воздуха наиболее 68 «С разрушается термический замок (стеклянная пробирка) спринклерного оросителя. Вода, находящаяся в распределительных трубопроводах под давлением, выталкивает клапан, перекрывающий выходное отверстие спринклера, и он вскрывается. Вода из спринклерного оросителя поступает в помещение; давление в сети падает. При падении давлении на 0,1 МПа срабатывают сигнализаторы давления, установленные на напорном трубопроводе, подается импульс на включение рабочего насоса.

Насос конфискует воду из городской водопроводной сети, минуя водомерный узел, и подает ее в систему трубопроводов установки пожаротушения. При всем этом жокей-насос автоматом отключается. Сигнализаторы потока воды при появлении пожара на одном из этажей дублируют сигналы о срабатывании установки водяного пожаротушения (тем идентифицируя пространство загорания) и сразу отключают систему энергопитания соответственного этажа.

сразу с автоматическим включением установки пожаротушения в помещение пожарного поста с круглосуточным пребыванием оперативного персонала передаются сигналы о пожаре, включении насосов и начале работы установки в соответственном направлении. При всем этом световая сигнализация сопровождается звуковой.

4. Проектирование установки водяного пожаротушения. Гидравлический расчет

Гидравлический расчет делают на самый удаленный и высокорасположенный («диктующий») ороситель из условия срабатывания всех оросителей, более удаленных от водопитателя и смонтированных на расчетной площади.

Поначалу следует высчитать количество оросителей, защищающих расчетную площадь, с учетом наибольших расстояний меж оросителями и от оросителей до стенки.

Намечаем трассировку трубопроводной сети и план размещения оросителей и выделяем диктующую защищаемую орошаемую площадь на гидравлической план-схеме АУП, на которой размещен диктующий ороситель и проводим гидравлический расчет АУП.

Определение расчетного расхода воды на защищаемой площади.

Определение расхода и напора перед «диктующим оросителем» (расход в точке 1 на схеме в приложении 1) определяется по формуле:

Q =?k v H

Расход «диктующего» оросителя должен обеспечивать нормативную интенсивность орошения, потому:

Qмин = I*S=0,17 * 12 = 2,04 л/с, таковым образом, Q1 ? 2,04 л/с

Примечание. При расчете нужно учесть количество оросителей, защищающих расчетную площадь. На расчетной площади 180 м2 размещено 4 рядка по 5 и 4 оросителей, общий расход должен быть не наименее 60 л/с (см. табл.5.2 СП 5.13130.2009 для 4.2 группы помещений). Таковым образом, при расчете напора перед «диктующим» оросителем нужно учитывать, что для обеспечения малого требуемого расхода установки пожаротушения расход (а означает и напор) всякого оросителя придется прирастить. Другими словами в нашем случае — если расход из оросителя принять равным 2,04 л/с, то суммарный расход 18 оросителей будет примерно равен 2,04*18=37 л/с, а с учетом различного напора перед оросителями будет чуток больше, но это значение не соответствует требуемому расходу 65 л/с. Таковым образом, нужно подобрать напор перед оросителем таковым образом, чтоб суммарный расход 18 оросителей, расположенных на расчетной площади был наиболее 65 л/с. Для этого: 65/18=3,611, т.е. расход диктующего оросителя должен быть наиболее 3,6 л/с. Проведя несколько вариантов расчетов в черновике определяем требуемый напор перед «диктующим» оросителем. В нашем случае H=24 м.в.с .=0,024МПа.

Q(1) =?k v H= 0.74v24= 3,625 л/с;

Посчитаем поперечник трубопровода в рядке по последующей формуле:

Откуда получим при скорости течения воды 5 м/c, значение d=40 мм и примем для припас

Утраты напора на участке 1-2: dH(1-2)= Q(1) *Q(1) *l(1-2) / Km= 3,625*3,625*6/110=0,717 м.в.с.=0,007МПа;

Для определения расхода из 2-го оросителя вычислим напор перед 2-м оросителем:

Н(2)=Н(1)+ dH(1-2)=24+0,717=24,717 м.в.с.

Расход из 2-го оросителя: Q(2) =?k v H= 0.74v24,717= 3,679 л/с;

Утраты напора на участке 2-3: dH(2-3)= (Q(1) + Q(2))*( Q(1) + Q(2))*l(2-3) / Km= 7,304*7,304*1,5/110=0,727 м. в. с;

Напор в точке 3: Н(3)=Н(2)+ dH(2-3)= 24,717+0,727=25,444 м.в.с;

Суммарный расход правой ветки первого рядка равен Q1 + Q2 = 7,304 л/с.

Так как правая и левая ветки первого рядка выполнены конструктивно идиентично (по 2 оросителя), то расход левой ветки будет также равен 7,304 л/с. Суммарный расход первого рядка равен Q I =14,608 л/с.

Расход в т.3 -делится напополам, так как питающий трубопровод выполнен тупиковым. Потому при подсчете утрат напора на участке 4-5 будет учитываться расход первого рядка . Q( 3-4) = 14,608 л/с.

Утраты напора на участке 3-4:

dH(3-4)=Q(3)*Q(3)*l(3-4)/Km= 14,608 *14,608 *3/36920=0,017 м. в. с;

Напор в точке 4: Н(4)=Н(3)+ dH(3-4)= 25,444+0,017=25,461 м. в. с;

Для определения расхода 2-го рядка нужно найти коэффициент В:

, другими словами B= Q(3)*Q(3)/H(3)=8,39

Таковым образом, расход 2-го рядка равен:

Q II= v8, 39*24,918= 14,616 л/с;

Суммарный расход из 2-х рядков: QI +QII = 14,608+14,616 =29,224 л/с;

Аналогично нахожу

dH(4-5)=Q(4)*Q(4)*l(4-5)/Km= 29,224 *29,224*3/36920=0,069 м. в. с;

Напор в точке 5: Н(5)=Н(4)+ dH(4-5)= 25,461+0,069=25,53 м. в. с;

Потому что, последующие 2 рядка являются несимметричными, то находим расход 3-го рядка последующим образом:

, другими словами B= Q(1)*Q(1)/H(4)= 3,625*3,625/25,461=0,516

Q лев= v0,516 * 25,53= 3,629 л/с;

Q (5)= 14,616 +3,629 =18,245 л/с

B= Q(5)*Q(5)/H(5)=13,04

Q III= v13,04 * 25,53= 18,24 л/с;

Суммарный расход из 3-х рядков:Q (3 рядков)=47,464 л/с;

Утраты напора на участке 5-6:

dH(5-6)=Q (6) *Q (6) *l(5-6)/Km= 47,464 *47,464 *3/36920=0,183 м. в. с;

Напор в точке 6: Н(6)=Н(5)+ dH(5-6)= 25,53+0,183=25,713 м. в. с;

Q IV= v13,04 * 25,713= 18,311 л/с;

Суммарный расход из 4-х рядков: Q(4 рядков) =65,775 л/с;

Утраты напора на участке 6-7 (по тупиковому трубопроводу при длине трубопровода):

dH(6-7)=Q(4 рядков)*Q(4 рядков)*l(7-8)/Km=65,775*65,775*67,5/36920 = =7,909 м. в. с.=0,0787;

Таковым образом, расчетный расход равен 65,775 л/с, что соответствует требованиям нормативных документов >65 л/с.

Требуемый напор сначала установки (около пожарного насоса) рассчитывают из последующих составляющих:

напор перед «диктующим» оросителем;

утраты напора в распределительном трубопроводе;

утраты напора в питающем трубопроводе;

утраты напора в узле управления;

разность отметок насоса и «диктующего» оросителя.

Утраты напора в узле управления:

Расположено на

.вод.ст,

Требуемый напор, который обязана обеспечить насосная установка, определяют по формуле:

Hтр=24+4+8,45+(9,622)*0,2+9,622 =47,99 м.в.с.=0,48 МПа

Общий расход воды на спринклерное пожаротушение:

Q(4 рядков) =65,775 л/с = 236,79 м3/ч

Требуемый напор:

Hтр = 48 м.в.с.=0,48 МПа

5. Выбор оборудования

Расчеты проводились с учетом избранного оросителя СПОО-РУоО,74-R1/2/Р57.ВЗ-«СПУ-15»-бронза с поперечником выходного отверстия 15 мм.

С учетом специфичности объекта (неповторимое многофункциональное здание с массовым пребыванием людей), сложной системы трубопроводов внутреннего противопожарного водопровода, насосная установка подбирается с припасом подаваемого напора.

Время тушения составляет 60 мин, другими словами нужно подать 234 000 л. воды.

Проектным решением выбирается насос Иртыш-ЦМК 150/400-55/4 число оборотов 1500 о/мин, который имеет припас как по H=48 м.в.с., так и по Q. насоса=65м.

Рабочие свойства насоса приведены на рисунке.

Заключение

В данной РГР приведены результаты изученных методик проектирования автоматических установок пожаротушения, и расчеты, нужные для проектирования автоматической установки пожаротушения.

По результатам гидравлического расчета определено размещение оросителей с целью заслуги расхода воды на пожаротушение на защищаемой площади — 65 л/с. Для обеспечения нормативной интенсивности орошения будет нужно напор 48 м.вод.ст.

Оборудование для установок выбрано, исходя из нормативного малого значения интенсивности орошения, расчетных значений расхода и требуемого напора.

Перечень литературы

1 СП 5.13130.2009. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования.

2 Федеральный закон№ 123 — ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной сохранности» от 22.07.2008 г.

3 Проектирование водяных и пенных автоматических установок пожаротушения/ Л.М. Мешман, С.Г. Цариченко, В.А. Былинкин,, В.В. Алешин, Р.Ю. Губин; под общ.ред. Н.П. Копылова. — М:ВНИИПО МЧС РФ (Российская Федерация — веб-сайты производителей противопожарного оборудования

]]>