Разработка автоматической установки пожаротушения и расчет ее основных параметров

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Главной целью курсовой работы является разработка автоматической установки пожаротушения, а также приобретение навыков принятия самостоятельных конструктивных решений, закрепление учебного материала по расчету типовых систем пожаротушения.

Автоматические установки пожаротушения следует проектировать с учетом нормативных документов, действующих в этой области, а также строительных особенностей защищаемых зданий, помещений и сооружений, возможности и условий применения огнетушащих веществ, исходя из характера технологического процесса производства.

Тип установки и огнетушащее вещество необходимо выбирать с учетом пожарной опасности и физико-химических свойств, производимых, хранимых и применяемых веществ и материалов.

Противопожарные водопроводы состоят из сети магистральных и распределительных трубопроводов, пожарных кранов и при необходимости противопожарных насосов.

В результате работы должна быть запроектирована автоматическая установка пожаротушения, отвечающая всем требованиям норм пожарной безопасности и соображениям экономичности.

В автоматическую установку пожаротушения входят магистральная линия, рядки со спринклерными оросителями, водопроводные стояки, запасно-регулирующая емкость, повысительные насосы, узел управления, шкаф управления.

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.

1. Общая характеристика объекта

1.1 Описание объекта

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

Запроектировать АУПТ необходимо для помещения цеха брожения и брагоректификации.

Рассматриваемое здание одноэтажное. Все помещения отделены друг от друга конструкциями конструкциями из умеренно пожароопасных материалов. (класс конструктивной пожарной опасности К2, исходя из этого степень огнестойкости здания принимается II.

Также на объекте имеются следующие цеха:

1. Цех подготовки и измельчения крахмалистого сырья-зерна;

2. Административно-бытовое помещение;

3. Цех брожения и рактификации;

4. Цех ферментации.

Абсолютная отметка первого этажа - 44 метров. Высота этажа - 7,2 метра. Площадь всего здания - 756 м2.

Гарантированный напор в сети городского водопровода - 25 метров.

Общая численность работающих-20 человек в смену.

1.2 Характеристика производственного процесса

Технология этилового спирта из крахмалистого сырья основана на ферментативном гидролизе зернового крахмала и сбраживания образующихся сахаров дрожжевыми микроорганизмами. На рисунке 1.1 изображена принципиальная технологическая схема получения этилового спирта из крахмалистого сырья. Процесс получения спирта из зернового сырья включает следующие стадии: очистка и подготовка сырья (цех 1), водно-тепловая обработка его, осахаривание и разваривание массы (цех 5), и охлаждение сусла (цех 5), приготовление засевной культуры дрожжей (цех 5), сбраживание сусла (цех 4), перегонка бражки и ректификация спирта (цех 4).

Рассмотрим процессы, осуществляемые в защищаемом помещении - цехе 4 брожения и брагоректификации.

В спиртовом производстве под термином перегонка подразумевается процесс выделения из бражки этилового спирта с сопутствующими ему примесями. Перегонку бражки осуществляют на брагоректификационных установках. В первом случае из бражки получают спирт-сырец, во втором - бражный дистиллят (представляет собой конденсат водноспиртовых паров и примесей этанола).

Ректификация-процесс очистки спирта-сырца или бражного дистиллята от примесей и укрепления спирта.

Ректифицированный спирт получают на брагоректификационных установках различной конструкции. В спиртовой отрасли промышленности в качестве типовых приняты брагоректификационные установки косвенного действия. Технологический процесс в них основан на последовательности перетока жидкостного потока из колонны в колонну и сопровождается следующими операциями:

ѕ в бражной колонне - перегонка бражки и получение спирта-сырца (бражного дистиллята);

ѕ в эпюрационной колонне - эпюрация спирта-сырца, концентрирование и выделение из него головных примесей;

ѕ в ректификационной колонне - укрепление и пастеризация спирта, вывод компонентов сивушного масла из зон их концентрирования;

ѕ в колонне окончательной очистки- повторная очистка ректификованного спирта.



Рисунок 1.1 - Принципиальная технологическая схема получения этилового спирта из крахмалистого зерна

Помимо ректификованного спирта, головной фракции и сивушного масла при перегонке бражки и ректификации спирта образуются барда и лютерная вода, являющиеся отходами спиртового производства, а также полупродукты ректификации - не пастеризованный и сивушный спирты, которые собираются и направляются на повторную очистку.

Спирт и концентрированные водноспиртовые растворы легко воспламеняются. (Температура кипения - 78,4°С, температурой вспышки - 13°С). Температура вспышки паров спирта, находящихся над жидкостью, зависти от давления и практически может изменяться от 9°С до 32°С. Температура воспламенения спирта в воздухе +404° С. Температура воспламенения паров этилового спирта зависти от их концентрации в воздушной среде. При концентрации 5% мас. - 480-495°С.

Исходя из этого и согласно рассматриваемому помещению относится к категории А по взрывопожарной и пожарной опасности (к категории А относятся помещения, на которых обращаются горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28° С в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси. В помещении можно прогнозировать случаи возникновения пожаров класса В2 (В2 - Горение жидких веществ, растворимых в воде (например, спиртов, метанола, глицерина)).

Исходя из известных функционального назначения помещения, пожарной нагрузки и его категории, руководствуясь приложением, принимаем, что по степени опасности развития пожара рассматриваемый цех относится к группе 4.2 защищаемых помещений. К группе 4.2 относятся машинные залы компрессорных станций, станций регенерации, гидрирования, экстракции и помещения других производств, перерабатывающих горючие газы, бензин, спирты, эфиры и другие ЛВЖ и ГЖ.

2. Подготовка к гидравлическому расчету

2.1 Обоснование проектирования автоматической системы пожаротушения

Необходимость применения автоматической установки пожаротушения (АУП) определяется на основании требований, 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 брожения и брагоректификации

108

7,2

777,6

А

--

50-70

1

-

I

-

есть

--

Технология этилового спирта из крахмалистого сырья основана на ферментативном гидролизе зернового крахмала и сбраживания образующихся сахаров дрожжевыми микроорганизмами. Для реализации данной биотехнологии в цехе 1 подготовки и измельчения сырья осуществляется переработка зерна, таким образом, рассматриваемый объект следует отнести к зданиям по переработке зерна, которые независимо от площади оборудуются пожарными сигнализациями.

В соответствии с характером технологического процесса и пожарной опасностью веществ, обращающихся в результате его осуществления в разделе 1 было определено, что в защищаемом помещении можно прогнозировать пожары класса В, по степени опасности развития пожара оно относится к группе 4.2, его категория по пожаровзрывоопасности - А.

Учитывая это, а также в соответствии заданию в цехе следует запроектировать АУПТ.

При устройстве установок пожаротушения в зданиях и сооружениях с наличием в них отдельных помещений, где по нормам требуется только пожарная сигнализация, вместо нее с учетом технико-экономического обоснования допускается предусматривать защиту этих помещений установками пожаротушения. В этом случае интенсивность подачи огнетушащего вещества следует принимать нормативной.

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

Учитывая сведения о применимости ОТВ для АУП в зависимости от класса пожара и свойств находящихся на объекте материальных ценностей.

Для тушения пожаров класса В (В2 - горение жидких веществ, растворимых в воде, например, спиртов, метанола, глицерина) лучше всего подходит газовое ОТВ. Более современными ГОТВ являются хладоны.

В 1987 г. 24 страны (в том числе СССР) подписали Монреальский Протокол относительно веществ, которые разрушают озоновый слой. В 1993 г. в г. Бангкоке на совещании участников Монреальского Протокола, одним из которых является и Россия как правопреемница СССР, принято решение о прекращении с 01.01.94 г. производства пожаротушащих веществ, разрушающих озоновый слой.

Хладон 125 ХП является озонобезопасным (ODP=0), химически инертным, негорючим и нетоксичным веществом. Плотность паров хладона 125 ХП при +20°С составляет 4,96 кг/м3. Плотность жидкого хладона при +20° С - 1127 кг/м3.

Поэтому принимаем, что в защищаемомо цехе брожения и брагоректификации будет проектироваться АУГП, а в качестве ОТВ - Хладон 125 ХП, химическая формула- C2F5H.

Для рассматриваемого помещения классификация будет следующей:

ѕ по способу тушения: объемного тушения;

ѕ по способу включения от пускового импульса: с электрическим пуском;

ѕ по способу хранения газового огнетушащего вещества: модульная.

Для объектов общепромышленного и специального назначения применяют модули МГП-50-80 (65-80-50) (модуль газового пожаротушения с максимальным рабочим давлением 65 кгс/см2 (6,4 МПа), вместимостью баллона 80 л. которые устанавливаются в отдельном здании на расстоянии 30 м (согласно заданию).

В качестве газа наддува используем Азот или осушенный воздух. Давление наддува в баллоне модуля 4,5 МПа.

Контроль заряда огнетушащего вещества следует осуществлять по массе, взвешиванием на весах при заправке модуля, давление в модуле контролировать по манометру, установленному на запорно-пусковой головке модуля. 100 % резервный запас Хладона 125 ХП будет предусмотрен для сохранения готовности установки к работе на время перезарядки модулей с основным запасом.

Расчетное время подачи огнетушащего вещества составляет, не более 10 сек.

Установка модульного пожаротушения включает в себя модули с огнегасящим веществом, распределительные трубопроводы с выпускными насадками-распылителями и систему управления.

Для равномерного распределения огнетушащего вещества в объеме защищаемого помещения в проекте будем использовать струйные насадки, устанавливаемые под перекрытием защищаемого помещения.

Время задержки выпуска ГОТВ в защищаемое помещение принимаем 30 сек. и по времени эвакуации людей из помещения.

Установка будет представлена следующими основными элементами:

ѕ модули газового пожаротушения МГП-50-80, размещаемые в отдельном помещении согласно заданию.

ѕ сигнализаторы давления универсальные СДУ-М;

ѕ распределительные трубопроводы с выпускными насадками

На рисунке 2.1 изображена схема трассировки системы, в соответствии с которой необходимо расположить струйные насадки в рассматриваемом помещении согласно заданию. Трассировка системы выполняется после выбора типа насадков, исходя из их количества для обеспечения объемного пожаротушения.

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

3. Расчет параметров установки газового пожаротушения

Расчет АУГП включает:

* определение расчетной массы ГОТВ, необходимой для тушения пожара;

* определение продолжительности подачи ГОТВ;

* определение диаметра трубопроводов АУГП, типа и количества насадок;

* определение максимального избыточного давления при подаче ГОТВ;

* определение необходимого запаса ГОТВ и модулей.

Способ тушения - объемный. ГОТВ - Хладон 125ХП (C2F5H).

3.1 Определение расчетной массы ГОТВ, необходимой для тушения пожара

Расчетная масса ГОТВ Mг, которая должна храниться в установке, определяется по формуле:

Mг = K1(Mр + Mтр + Mбn),

где Mтр - масса остатка ГОТВ в трубопроводах, кг, определяется по формуле:

Mтр = Vтр•сготв,

здесь Vтр - объем всей трубопроводной разводки установки, м3; сготв - плотность остатка ГОТВ при давлении, которое имеется в трубопроводе после окончания истечения массы газового огнетушащего вещества Mр в защищаемое помещение. Mбn -- произведение остатка ГОТВ в модуле Мб, который принимается по ТД на модуль, кг, на количество модулей в установке n.

Mтр + Mбn= Мост=>Mг = K1(Mр + Мост),

где Mост -- остаток ГОТВ в модулях и трубной разводке, кг.

Определяется по формуле:

Мост=nmmост,

где nm- число модулей, содержащих расчетную массу ГОТВ; mост - масса газовой фазы ОТВ в модуле и в трубной разводке после выпуска из него жидкой фазы, кг. Принимаем исходя из вместимости принятых модулей.

В таблице 3.1 представлены данные для определения массы газовой фазы ОТВ в модуле и в трубной разводке после выпуска из него жидкой фазы.

Таблица 3.1 - Масса газовой фазы ОТВ в модуле и в трубной разводке после выпуска жидкой фазы ОТВ, кг.

Вместимость модуля, л	C2F5H
80	5,59

K1 -- коэффициент, учитывающий утечки газового огнетушащего вещества из сосудов, принимается равным 1,05;

Mр -- масса ГОТВ, предназначенная для создания в объеме помещения огнетушащей концентрации при отсутствии искусственной вентиляции воздуха, определяется по формуле:

,

здесь Vр -- расчетный объем защищаемого помещения, Vр=777,6 м3. В расчетный объем помещения включается его внутренний геометрический объем, в том числе объем системы вентиляции, кондиционирования, воздушного отопления (до герметичных клапанов или заслонок). Объем оборудования, находящегося в помещении, из него не вычитается, за исключением объема сплошных (непроницаемых) строительных элементов (колонны, балки, фундаменты под оборудование и т.д.); K2 -- коэффициент, учитывающий потери газового огнетушащего вещества через проемы помещения; с1 -- плотность газового огнетушащего вещества с учетом высоты защищаемого объекта относительно уровня моря для минимальной температуры в помещении Tм, кг/м3, определяется по формуле:

здесь с0 -- плотность паров газового огнетушащего вещества при температуре T0 = 293К (20°С) и атмосферном давлении 101,3 кПа, для Хладона 125 данная величина составляет 5, 074; Tм -- минимальная температура воздуха в защищаемом помещении, К, Тм = 293К.; K3 -- поправочный коэффициент, учитывающий высоту расположения объекта относительно уровня моря. Принимаем К3=1; Cн -- нормативная огнетушащая концентрация, об. Доли, принимается для помещений хранения этанола равна 0,105.

Коэффициент, учитывающий потери газового огнетушащего вещества через проемы помещения:

,

где П -- параметр, учитывающий расположение проемов по высоте защищаемого помещения, м0,5•с-1. Принимаем П = 0,1 (при расположении проемов в верхней зоне помещения); H - высота помещения, Н=7,2 м; д - параметр негерметичности помещения, определяется по формуле:

,

где УFн -- суммарная площадь постоянно открытых проемов, м2; фпод -- нормативное время подачи ГОТВ в защищаемое помещение, с, фпод = 10 с.

Объемное пожаротушение АУГП применяется в помещениях, характеризующихся параметром не герметичности д не более 0,004 м-1.

Принимаем, что в рассматриваемом помещении постоянно открытым проемом является вытяжная шахта. В помещениях без светоаэрационных фонарей и аэрационных фонарей, в которых предусматривается размещение производств категории А,Б, и В, должны быть дымовые, вытяжные шахты из несгораемых материалов с клапанами с ручным и автоматическим открыванием при пожаре. Площадь поперечного сечения этих шахт следует определять расчетом, а при отсутствии расчетных данных принимать не менее 0,2 % площади помещения. Шахты следует размещать равномерно (одна шахта на каждые 1000 м помещения). Таким образом принимаем, что в рассматриваемом помещении имеется 1 шахта с площадью поперечного сечения 0, 216 м2. Тогда коэффициент не герметичности составит:

Таким образом, способ объемного пожаротушения ГОТВ принят верно.

.

.

Исходя из полученной массы ГОТВ, предназначенной для создания в объеме помещения огнетушащей концентрации определим число модулей МГП-50-80 вместимостью по 80 литров и рабочим давлением 6,4 МПа:

,

где Vm - вместимость модуля; К4-коэффициент загрузки модуля, равным 1,5.

Таким образом, для установки будет применяться 8 модулей МГП-50-80- 4 рабочих и 4 для обеспечения 100 %-ого резервного запаса ОТВ.

Масса газовой фазы ОТВ mост в модуле и в трубной разводке после выпуска из него жидкой фазы по таблице 3.1 будет равной 5,59 кг. Тогда:

Мосn=nmmост = 45,59=22,36 кг.

Следовательно, расчетная масса ГОТВ Mг, которая должна храниться в установке составит:

Mг = K1(Mр + Мост)= 1,05(463,23+22,36)=510 кг.

3.2 Гидравлический расчет АУГП

Гидравлический расчет включает в себя два этапа.

На первом этапе выполняется предварительный расчет с целью определения геометрических параметров трубной разводки.

На втором этапе, поверочном, расчетным путем оценивается соответствие спроектированной трубной разводки нормативному требованию по продолжительности подачи ГОТВ и при необходимости геометрические параметры корректируются методом последовательных приближений.

Исходными данными для гидравлического расчета являются:

1) конфигурация магистрального трубопровода с указанием длины участков;

2) конфигурация трубной разводки в пределах станции пожаротушения с указанием длины участков;

3) конфигурация распределительной сети в пределах защищаемого помещения с ориентировочным размещением насадков и указанием длины участков.

Определение геометрических параметров трубной разводки.

1. Определяется требуемый массовый расход ГОТВ, G, кг/с:

,

где Мг- масса ГОТВ для тушения в защищаемом помещении, 510 кг; - нормативная продолжительность подачи ГОТВ, =10с.

Установка должна обеспечивать подачу не менее 95% массы ГОТВ, требуемой для создания нормативной огнетушащей концентрации в защищаемом помещении, за временной интервал, не превышающий 10 с для модульных установок, в которых в качестве ГОТВ применяются сжиженные газы.

кг/с

2. По каталогам производителей подбираем насадки для АУГП, исходя из их применения в рассматриваемом помещении, заданных условий исполнения трассировки. Выбираем насадок с радиальным истечением струй для применения в пространстве помещений с внутренней резьбой НГ-2.1-S-11/2В. Показатели выбранного насадка представлены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Показатели выбранного насадка

Показатели	НГ-2.1-S-11/2"В
Нормативный документ	ДЭЗ-00.300 ЭТ
Тактико-технические и эксплуатационные характеристики
Рабочая среда	хладон 125ХП; хладон 318Ц; хладон 227еа; элегаз; CO2; N2, Ar и их смеси
Исполнение	потолочное (угол распыла 360 град.)
Максимальное рабочее давление, МПа	15,0
Суммарная площадь отверстий f, мм2	4 отв	1007
Коэффициент расхода насадка	0,65
Материал насадка	Ст.20, покрытие - цинкование; Ст. 12Х18Н9Т - полировка; латунь без покрытия; латунь, покрытие - хромирование;
Размер резьбы, дюйм	11/2
Размер “под ключ”, мм	41
Длина, мм	50

Определим суммарную площадь выпускных отверстий насадок, Fн.

,

где µ - коэффициент расхода насадка. Согласно т. 3.2 равен 0,65; J - начальное значение приведенного массового расхода ГОТВ, кг/(см2).

м2.

3. Определяется количество необходимых насадков, исходя из известных значений суммарной площади выпускных отверстий Fн и суммарной площади отверстий на одном насадке f:

,

где N - число насадков в защищаемом помещении. Принимаем равным 8.

Исходя из полученного числа насадков для обеспечения объемного пожаротушения, выполним трассировку в соответствии с заданной схемой (рисунок 2.1).

4. Диаметры трубопроводов (станционного коллектора, магистрального, распределительного, рядка) рассчитываются из условия геометрического баланса площадей. Для установок с ГОТВ типа хладоны площади всех трубопроводов можно принимать одинаковыми.

5. Определяется диаметр рядка, Dpд, м:

Dрд ? Крд•,

где nн - число насадков на рядке; Крд - коэффициент, выбираемый равным 1,0ч1,1 для установок с хладоном.

Dрд ? м

Для рядков принимаем трубы стальные электросварные с диаметром условного прохода 65 мм.

6. Определяется диаметр распределительного трубопровода, Dрс, м

,

где nрд - число рядков, присоединяемых к распределительному трубопроводу, nрд=4.

мм

Для распределительного трубопровода принимаем трубы стальные электросварные с диаметром условного прохода 150 мм.

7. Определяется диаметр магистрального трубопровода, Dм, м

DМ ? D рс•,

где Dм - диаметр магистрального трубопровода (трубопровод от распределительного устройства или от батареи (модуля), если распределительного устройства нет, до точки первого разветвления), м; nрс - число распределительных трубопроводов.

DМ ?мм

Для магистрального трубопровода принимаем трубы стальные электросварные с диаметром условного прохода 150 мм.

8. Диаметр станционного коллектора определяется из условия, Dск, м

Dск ? Dм

Примем для станционного коллектора трубы стальные электросварные с диаметром условного прохода Dск = Dм=150 мм.

При этом:

Dск? Dзпу•,

где Dзпу - условный диаметр запорно-пускового устройства, м. Для данной установки примем в качестве запорно-пускового устройства клапан быстродействующий мембранный БКМ с диаметром 200 мм; nm- число одновременно запускаемых модулей пожаротушения, для проектируемой АУГП определено 4 одновременно запускаемых модуля. 150?200•=400 мм, таким образом, при принятом диаметре условного прохода станционного коллектора 150 мм, необходимое условие выполняется.

Проверочный расчет.

В поверочном расчете определяется пропускная способность выбранной разводки трубопроводов. Для этого графическим методом решается система уравнений. Указанная система уравнений имеет вид:

J= f (Y),

J= K,

где J= f (Y) - функция зависимости приведенного массового расхода от термодинамического параметра. K - числовой коэффициент, характеризующей геометрические размеры разводки трубопроводов с насадками, вычисляется по формуле:

,

где Аср - средний геометрический параметр разводки трубопроводов, определяется по формуле:

,

где А1, А2,…, Ак - геометрический параметр, рассчитываемый для каждого насадка в помещении по формуле:

,

где Кэ - эквивалентная шероховатость внутренней поверхности j трубопроводов, для не новых стальных трубопроводов обычно принимается равной 0,0002 м; N - число насадков в помещении, N=8. Dj, Lj - внутренний диаметр и эквивалентная длина j-го участка, м; nj - число насадков, питаемых по j-му участку; k - число участков; Lэм - эквивалентная длина магистрального трубопровода, м, определяется по формуле:

Lэм = Lм + Lсб + Lру + Lмс,

где Lм - геометрическая длина магистрального трубопровода, м.

Магистральный трубопровод- Трубопровод от распределительного устройства или от батареи (модуля), если распределительного устройства нет, до точки первого разветвления.

Длина магистрального трубопровода включает в себя длину участка от распределительного устройства до ввода в защищаемое помещение 31 м, высоту вертикального трубопровода 6,8 м, и участок до первого разветвления 5,475м.

Приведение эквивалентной длины элемента (модуль пожаротушения, сборка модулей, клапан, распределительное устройство, станционный коллектор, местное сопротивление) к диаметру магистрального трубопровода Dм, производится по формуле:

,

где LПЭЛ - приведенная к Dм эквивалентная длина элемента, м; LЭЛ - эквивалентная длина элемента, м, определяемая по технической документации или справочной литературе.

Эквивалентная длина участка трубопровода (коллектора) в общем случае определяется как сумма геометрической длины участка и эквивалентных длин местных сопротивлений на этом участке.

Эквивалентная длина местного сопротивления Lмс на трубопроводе определяются по формуле:

,

где омс - коэффициент гидравлического сопротивления элемента трубопровода (клапан, поворот, тройник, расширение, сужение и др.) определяемый по справочной литературе. В соответствии с принятой схемой установки рассмотрим участки местного сопротивления на магистральном трубопроводе «прямое колено» (на вводе в помещение и месте соединения стояка с распределительным трубопроводом), для которых о принимаем равным 1.

.

При наличии на магистральном трубопроводе вертикальных участков подъема (опускания) трубопровода возникают дополнительные потери (компенсация потерь) из-за гидростатического напора ГОТВ. Потери при перепаде высот можно учесть по формуле, при этом коэффициент гидравлического сопротивления для вертикального участка ов определяется:

,

где м - коэффициент расхода насадка, для выбранного типа насадков составляет 0,65; с - средняя плотность ГОТВ в вертикальном участке трубопровода, кг/м3; J - средний приведенный массовый расход ГОТВ в вертикальном участке трубопровода, кг/см2; g - ускорение свободного падения, 9,8 м/с2; ДH - перепад высот трубопровода, м; С(р) - функция, зависящая от давления в трубопроводе.

В упрощенном виде, учитывая, что вертикальные стояки, как правило, находятся на магистральном трубопроводе, значение функции С(р) можно принять за постоянную величину, значение которой выбирается в зависимости от типа ГОТВ, С(р)=0,0145.

.

.

Где 1,28 - высота модуля согласно - 1,108 м и 0,2 м - длина рукава высокого давления.

Тогда местные потери на данном участке составят:

.

.

Таким образом, эквивалентная длина магистрального трубопровода будет равной:

Lэм=(31+6,8+5,475)+4+1+(2•7,13+1,64+0,29)=64,5 м.

Рассчитаем геометрические параметры насадков по формуле.

Для рядка I:

.

.

Как видно из выполненной трассировки геометрические параметры насадков в рядке I будут следующим образом соответствовать геометрическим параметрам насадков во втором рядке: А3(3-b)=А2(2-а), а А4(4-b)= А1(1-а). Все последующие рядки выполнены конструктивно одинаково, тогда средний геометрический параметр разводки трубопроводов будет равен:

.

.

.

На рисунке 3.2 представлены графики:

J= f (Y)

- график 2, и график:

1 - J= K ,

полученные в результате решения системы уравнений.

Рисунок 3.2 - Графики зависимости приведенного массового расхода от термодинамического параметра

По представленным графикам принимаем приведенный массовый расход J= 22000 кг/с•м2

По найденному значению приведенного массового расхода J определяется расчетное время выпуска ГОТВ фр установки:

.

Расчетное время не превышает нормативное 10 с, следовательно, параметры установки определены верно.

4. Расчет требуемого запаса воды для противопожарных целей

Общий расчетный пожарный расход воды Qпож складывается из расхода на наружное пожаротушение Qнар (от гидрантов) в течение 3 часов и на внутреннее пожаротушение Qвн от пожарных кранов в течении 2 часов, а также из расхода на спринклерные Qспр и дренчерные установки Qдр (в общем случае). На рассматриваемом объекте предусмотрено АУГП, тогда общий расчетный пожарный расход равен:

Qпож = Qнар + Qвн

Qнар (внут) = 3,6 tпож нар (внут) m qнар (внут),

где tпож, нар, (внут) - расчетная продолжительность наружного и внутреннего пожаротушения; m - число одновременных пожаров в на территории предприятия; qнар (внутр) - расход воды л/с на один пожар, л/с.

Норма расхода воды на пожаротушения для промышленных зданий зависит от объема здания, степени огнестойкости и категории.

Рассматриваемое производственное здание выполнено из конструкций, класс конструктивной пожарной опасности которых К2, исходя из этого степень огнестойкости здания принимается II. Объем всего здания 5443,2 м3. В соответствии с характером технологического процесса и пожарной опасностью веществ, обращающихся в результате его осуществления в разделе 1 было определено, что в защищаемом помещении можно прогнозировать пожары класса В, по степени опасности развития пожара оно относится к группе 4.2, его категория по пожаровзрывоопасности - А. Здание относится к категории Б, если одновременно выполнены два условия: здание не относится к категории А; суммарная площадь помещений категорий А и Б превышает 5% суммарной площади всех помещений или 200 м2.

Расход воды на наружное пожаротушение в производственных зданиях I и II степени огнестойкости, при категориях производства по пожарной опасности А, Б, В, объемом до 50 тысяч м3 составляет 20 л/с. Тогда, рассматривая вероятность возникновения на объекте одного пожара на промышленных объектах площадью менее 150 га принимается одновременность возникновения одного пожара).

Qнар = 3,6 tпож нар mqнар = 3,6320=216 м3.

Расход воды на внутреннее пожаротушение зависти от вида здания и числа подаваемых струй. Для рассматриваемого производственного здания высотой до 50 м, число струй составит 2 с расходом по 2,5 л/с. В этом случае:

Qвнут = 3,6 tпож внут m qвнут= 3,6222,5= 36 м3.

Qпож = Qнар+ Qвн =216+36= 252 м3.

Заключение

Проведенная работа позволила усвоить методику проведения основных расчетов, изучить порядок и принципы проектирования систем автоматического пожаротушения, получить навыки применения специальной литературы.

В ходе проектирования были подробно изучены типы установок пожарной автоматики, их устройство и принцип действия, приобретены навыки принятия самостоятельных конструктивных решений, закреплен учебный материал по расчету типовых систем пожаротушения.

В ходе проекта была разработана автоматическая установка газового пожаротушения для цеха брожения и брагоректификации в здании производства синтетического этилового спирта. Определен требуемый запас воды для противопожарных целей.

В результате работы была получена автоматическая установка газового пожаротушения, отвечающая современным требованиям, предъявляемым к системам данного назначения.

технологический автоматический пожаротушение

Список использованных источников

1. Абрамов Н.Н. «Водоснабжение». - М.: Стройиздат, 1974. - 688с.

2. Бубырь Н.Ф., Бабуров В.П., Мангасаров В.И. «Пожарная автоматика».- М.: Стройиздат, 1984. - 208с.

3. Громов С.И., Яковенко В.Л. «Справочник по производству спирта».- М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. - 323с.

4. Демидов П.Г., Шандыба В.А., Щеглов П.П. - Горение и свойства горючих веществ.

5. Иванов Е.Н. «Противопожарное водоснабжение». - М.: Стройиздат, 1986. - 316с.

6. ВСН 21-02-01 МО РФ «Установки газового пожаротушения автоматические объектов вооруженных сил российской федерации. Нормы и правила проектирования».

7. ГОСТ 10704--76 «Трубы стальные электросварные прямошовные. Сортамент».

8. ГОСТ 27331-87 "Классификация пожаров".

9. НПБ 105-95 "Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности".

10. НПБ 88-2001 «Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования». Утверждены приказом ГУГПС МВД России от 4 июня 2001 г. №31.

11. Рекомендации ФГУ ВНИИПО МЧС России «Средства пожарной автоматики. Область применения. Выбор типа».

12. СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения». Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 2000 г. - 128с.

13. СНиП 2.04.01-84 «Внутренний водопровод канализация зданий». Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 2000 г. - 150с.

14. СНиП 2.04.09-84 «Пожарная автоматика зданий и сооружений». Изд-во стандартов, 1988.

15. СП 5.13.130-2009 «Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования». Утвержден приказом МЧС России от 25.03.09 г. № 175.

16. Федеральный закон № 123- ФЗ от 22.07.2008 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».

Размещено на Allbest.ru