Размещено на http://www.allbest.ru/

Проектирование системы водяного пожаротушения сухогрузного судна

Введение

Пожар на судне является большим бедствием. Он уничтожает материальные ценности, а иногда приводит к гибели людей. Особенно большой ущерб причиняют пожары на пассажирских, грузопассажирских и нефтеналивных судах. В частности, при пожаре на нефтеналивном судне возможен взрыв, и путь к спасению людей и судна могут преградить горящие на поверхности воды нефтепродукты.

Каждое судно должно быть снабжено эффективными средствами противопожарной защиты (средствами пожарной сигнализации, средствами ограничения распространения и тушения пожара, а также противопожарным снабжением). Для обеспечения пожарной безопасности на судах внутреннего плавания необходимо руководствоваться Правилами Речного Регистра. В них содержатся требования к средствам конструктивной противопожарной защиты и средствам борьбы с возникшим пожаром. Конструктивные противопожарные мероприятия позволяют предотвратить опасность возникновения пожара и ограничить распространение дыма и огня, а также создают условия для безопасной эвакуации людей с судна и тушения пожара.

Для борьбы с пожарами суда оборудуют противопожарными системам, которые делят на сигнальные и тушащие. Первые служат для выявления очага пожара, вторые - для его ликвидации.

Противопожарные системы по роду используемого огнегасительного вещества подразделяют на водяные противопожарные (водотушения, спринклерная, водораспыления), паротушения, пенотушения, газотушения (углекислотная и инертных газов), и жидкостного тушения.

По способу тушения пожара системы можно разделить на поверхностные и объемные. Первые служат для подачи на поверхность очага пожара вещества, которое охлаждает или прекращает доступ кислорода в зону горения. К ним относятся водяные системы и системы пенотушения. В группу систем объемного тушения входят системы, заполняющие свободный объем помещения не поддерживающими горения парами, газами или весьма легкой пеной.

При выборе типа системы пожаротушения для помещений судов внутреннего плавания следует руководствоваться Правилами Речного Регистра.

С помощью системы водотушения пожар тушат мощными струями воды. Эта система проста, надежна и получила широкое распространение как на речных, так и на морских судах. Основными ее элементами являются: пожарные насосы, магистральный трубопровод с отростками пожарные краны (рожки) и шланги (рукава) со стволами (брандспойтами). При тушении пожара шланги со стволами присоединяются к пожарным кранам.

Систему водотушения применяют для тушения пожара в грузовых трюмах сухогрузных судов, в машинных отделениях, в жилых, служебных и общественных помещениях, на открытых участках палуб, платформ, рубок и надстроек. Кроме того, ее можно использовать для подачи воды к пенообразующим установкам и системе орошения палубы, для мытья палуб, помещений, устройств и т.д.

Тушить горящие нефтепродукты с помощью системы водотушения нельзя, так как частицы их разбрызгиваются струями воды, что способствует распространению пожара. Мощными струями воды также не тушат пожары электрооборудования (вследствие электропроводности воды), лаков и красок.

В качестве пожарных насосов на судах обычно применяют одноколесные центробежные насосы.

На пассажирских судах длиной 65 м и более, а также на самоходных нефтеналивных судах грузоподъемностью 2000 т и выше следует устанавливать не менее двух пожарных насосов. Один из этих насосов должен находиться вне машинного отделения и иметь источник энергии, работа которого не зависит от состояния оборудования и источников энергии, расположенных в машинном отделении.

Приемные трубопроводы пожарных насосов обычно присоединяют к кингстонам или ящикам забортной воды, причем пожарный насос должен иметь возможность принимать воду не менее чем из двух мест.

Если системы орошения, пенотушения, водораспыления и другие питаются от автономного насоса, то подачу пожарного насоса определяют без учета работы этих систем.

Напор пожарного насоса определяют расчетом полного сопротивления трубопровода от наиболее удаленной его точки до насоса.

В соответствии с требованием Речного Регистра истечение воды должно происходить при давлении у каждого пожарного крана не менее 0,26 МПа.

Давление в пожарном трубопроводе не должно превышать 1 МПа, а скорость движения воды в нем - 3 м/c.

1. Обоснование и выбор состава системы водяного пожаротушения

1.1 Выбор пожарных насосов

Суммарная подача насосов определяется по формуле:

,

где - суммарная подача стационарных пожарных насосов, м³/ч;

- приведенный параметр судна, м;

, , - длина, ширина и высота борта судна, м;

- коэффициент подачи для сухогрузных судов.

,

где - минимальная подача насоса, м³/ч;

- количество стационарных пожарных насосов.

Таблица 1. Основные показатели судовых насосов

1.2 Обоснование и выбор конструктивных параметров труб

По Правилам Регистра для напорных трубопроводов необходимо применять стальные трубы, скорость движения воды по которым не должна превышать 3 м/с. Поэтому внутренний диаметр труб в м должен быть не менее

,

где - расход воды через рассчитываемый участок трубопровода, м³/ч.

Для принятой схемы трубопровода определение внутренних диаметров труб рационально выполнять в табличной форме (табл. 2). При расчете расходов необходимо исходить из того, что ряд расходов известны: , , , - из задания, расход второго насоса - выбран, а принимается равным наибольшему значению из расходов и .

На каждом участке трубопровода минимальный внутренний диаметр труб определяется по формуле, а конструктивное его значение принимается равным ближайшему большему типоразмеру труб по ОСТ 5.9586-75 с учетом их толщины и требований по унификации.

Скорость потока воды на участке определяется по формуле:

,

где - расчетная скорость потока воды на рассматриваемом участке трубопровода, м/с.

Таблица 2. Расчет параметров труб

2. Гидравлический расчет судовой системы водяного пожаротушения

Целью расчета является проверка соответствия давления воды у пожарных клапанов требованиям Регистра и показателей выбранных насосов конкретным условиям работы системы.

2.1 Расчет гидравлических потерь напора в трубопроводах

Расчет гидравлических потерь напора в трубопроводах системы выполняется в два этапа: на первом - производится расчет местных сопротивлений участков трубопровода, а на втором - расчет потерь напора в трубопроводах применительно к наиболее удаленному и высоко расположенному пожарным клапанам системы.

При заполнении табл. 3 сопротивление на участке от соответствующего элемента следует принимать равным произведению коэффициента сопротивления и количества соответствующего элемента на участке, а общее местное сопротивление на участке равно сумме сопротивлений от всех элементов, имеющихся на участке.

В табл. 4 общие потери напора в трубопроводе и давление у пожарных клапанов 6 и 8 определяются для двух вариантов: соответственно , , , при работе первого пожарного насоса с напором и , , , - второго пожарного насоса с напором . В нашем случае при однотипных насосах .

Полученные таким образом значения давлений должны быть не менее, указанных в Правилах Регистра. В противном случае состав и показатели элементов системы (прежде всего насосов) должны быть соответственно изменены.

Таблица 3. Расчет местных сопротивлений трубопровода

В расчетах принимаем:

°С - температура воды;

кг/м³ - плотность воды;

м²/с - кинематическая вязкость воды.

Таблица 4. Расчет гидравлических потерь напора в трубопроводе

2.2 Обоснование рабочего режима системы водотушения

Результаты гидравлического расчета системы используются для определения показателей работы насосов в условиях проектируемой системы.

Для определения параметров насосов на установившемся режиме их работы строятся совмещенные характеристики насосов и системы в соответствии со следующим алгоритмом.

На координатную сетку переносятся паспортные характеристики выбранных пожарных насосов (кривая I). В нашем случае кривая одна, т.к. выбранные насосы однотипны.

На этом же рисунке строятся характеристики участков 1 - 3 и 2 - 3 (кривые II и III).

Для каждого насоса строятся их реальные характеристики (кривые IV и V) путем геометрического вычитания характеристик участков из соответствующих паспортных характеристик насосов по координате .

Строится суммарная характеристика двух параллельно работающих пожарных насосов (кривая VI) путем геометрического суммирования их реальных характеристик по координате .

Строится характеристика трубопровода (кривая VII).

Аппроксимируя (при необходимости) характеристику трубопровода до пересечения с суммарной характеристикой насосов, получаем рабочую точку системы , координаты которой (; ) являются параметрами рабочего режима системы.

Проецируя точку в направлении оси через реальные характеристики на паспортные, находят рабочие показатели их работы (; ) и по уровню последних оценивают степень использования выбранных пожарных насосов в составе проектируемой системы.

3. Проектирование насосов системы водяного пожаротушения

пожаротушение насос судовой водяной

Проектирование насосов системы водяного пожаротушения рекомендуется выполнять с помощью графоаналитического метода. В аналитической части осуществляется расчет параметров рабочего колеса и спирального канала насосов, а в графической - построение треугольника скоростей с определением неизвестных величин и схем рабочего колеса, профилей лопаток и спирально-отливного канала насосов.

Исходными данными при проектировании насосов являются найденные в предыдущем разделе значения рабочих параметров одного из насосов м³/ч и м вод. ст.

3.1 Расчет параметров насосов

Расчет насосов рационально выполнять в табличной форме (табл. 5).

Таблица 5. Расчет параметров насосов

Результаты расчета параметров насоса уточняются графически при построении треугольника скоростей и схем рабочего колеса, профилей лопаток и спирального канала насоса.

Выводы

В ходе выполнения курсовой работы было принято решение установить на судне два пожарных центробежных насоса марки НЦВ 100/80 для обеспечения необходимой подачи воды в системе водяного пожаротушения. Также был произведен расчет местных сопротивлений трубопроводов, гидравлических потерь напора в трубопроводах, расчет параметров насосов системы. Для рассчитанных параметров насосов были построены схемы рабочего колеса центробежного насоса, профилей лопаток, спирально - отливного канала и треугольник скоростей на входе и выходе насоса. Также были построены совмещенные характеристики системы и насосов, и расчетная схема трубопровода.

Спроектированные центробежные насосы в частности, и судовая система водяного пожаротушения в целом, соответствуют Требованиям Правил Регистра РФ к судовой противопожарной системе. На судне установлено необходимое количество пожарных насосов, и они обеспечивают давление воды у пожарных кранов не ниже минимального давления, указанного в Правилах Регистра.

Библиографический список

1. Проектирование судовой системы водяного пожаротушения. Методическое пособие. С-Пб.: ГУВК, 1998

2. Чиняев И.А. Судовые вспомогательные механизмы. Учебник. М.: Транспорт, 1989. 295 с.

3. Чиняев И.А. Судовые системы. Учебник. М.: Транспорт, 1984. 216 с.

Размещено на Allbest.ru