Реферат: Проектирование автоматической установки пожаротушения в помещении цеха вальцевания в процессе производства которого используется резина

МинистерствоВнутренних Дел Российской Федерации

Восточно-Сибирскийинститут

Кафедра общеинженерных дисциплин

КУРСОВОЙПРОЕКТ

по теме:«Проектирование автоматической установки пожаротушения в помещение цехавальцевания в процессе производства которого используется резина».

Номерварианта: ________

Руководитель: старшийпреподаватель кафедры ОИД, п-к вн. службы ХХХХХХХХ

Исполнитель: слушательтретьего курса ФЗО,
ХХХХ вн. службы ХХХХХХХХХХ

№

Дата сдачи

Подпись исполн.

Подпись руков.

1.

2.

Оценка_____________

Иркутск, 1998г.

Содержание.

Введение

1. Анализ пожарной опасности защищаемого объекта

2. Моделироваие развития возможного пожара

3. Оценка эффективности выбранных средств АППЗ

4. Схема обнаружения пожара и пуска АУП

5. Обоснование типа АУП и способа тушения.

6. Гидравлический расчет АУП.

6.1 Расчет требуемого объема раствора пенообразователя.

6.2 Расчет требуемого основного объема пенообразователя.

6.3 Определение расхода генератора при свободном напоре

6.4 Выбор диаметра труб питательного d1,кольцевого d2и подводящего d3 трубопроводов.

6.5 Гидравлический расчет сети.

7. Выбор насосно-двигательной пары.

8. Расчет диаметра дозирующей шайбы насоса дозатора.

9. Компоновка установки пожаротушения и описание ее работы.

10. Разработка инструкций для обслуживающего персонала.

11. Эксплуатация в зимний период.

Заключение

Литература

Введение.

Известно, что за последниедесятилетия во многих сферах человеческой деятельности явно прослеживаетсягромадный скачек в развитии науки и техники. В деятельности человека, погеометрической прогрессии, внедряется компьютеризация и автоматизация. Появляютсяновые строительные и отделочные материалы, дорогостоящее оборудование, высокиеи наукоемкие технологии, которые более эффективные, но в тоже время могут нестив себе большую опасность, в том числе и пожарную. Не надо забывать о культурныхценностях, которые может утратить человечество по своей безопасности ихалатности, потеря которых несравнима и неоценима ни с какими физическимиценностями. И чтобы снизить вероятность потерь, человек прибегает к различныммерам защиты. Человек старается максимизировать безопасность своего имущества,своей жизни как дома, так и на рабочем месте.

Одно из направлений защиты —противопожарная защита. Противопожарную защиту можно осуществить несколькимиспособами и видами. Например, внедрением систем Автоматической ПротивопожарнойЗащиты, (в дальнейшем АППЗ), которые являются одним из наилучшихвидов противопожарной защиты. Внедрение и правильное обслуживание пожарнойавтоматики, и систем АППЗ в целом, приводит к эффективной защите тех помещенийгде она установлена, путем обнаружения, сообщения и подавления очага горения в начальныймомент пожара.

В тоже время, проектированиеустановок пожарной автоматики, является сложным процессом. От того насколькокачественно он выполнен, зависит эффективность АППЗ. Поэтому, проектированиеАППЗ должно предшествовать решение целого ряда вопросов, связанных с анализомпожарной опасности объекта, конструктивными, объемно-планировочными решениями идругими особенностями защищаемого объекта. Вот почему проектирование установокпожарной автоматики необходимо производить поэтапно, исходя из категориипроизводства, класса возможного пожара, группы важности объекта, а также механизмаи способа тушения.

1. Анализпожарной опасности защищаемого объекта.

Дано помещение цехавальцевания, размерам 14х10х6 м, в технологическом процессе которогоприменяется резина. Помещение II степени огнестойкости, отопление есть, вентиляцияотсутствует, постоянно открытых проемов нет, пожаровзрывоопасность электрооборудованияпо ПУЭ-П-IIа. Пожарная нагрузка в цехе составляет 210 кг*м-2.Линейная скорость распространения горения Vл=0,018 м*с-1,массовая скорость выгорания Vм=0,012 кг*м-2*с-1,низшая теплота сгорания Qн= 33,5*106 Дж*кг‑10. Коэффициент дымообразования kд, пламенного горения составляет0,052 кг*кг-1, тления — 0,14 кг*кг-1.Расстояние до станции пожаротушения — 45 м, гарантированный напор Нг=10м.

Зная пожарную нагрузкуобъекта, рассчитаем полное время свободного горения:

<img src="/cache/referats/4958/image002.gif" v:shapes="_x0000_i1025"> часа

Энергию, которая может бытьвыделена при сгорании, рассчитаем по формуле:

Е =h

*Qн*P*F=0,95*33,5*106*210*140= 9,3*1011 Дж,

где h

— коэффициент полноты сгорания (0,95 длятвердых сгораемых материалов и 0,75 для жидкостей), Qн — низшаятеплота сгорания, Дж*кг-1, P — пожарная нагрузка, кг*м-2,F — площадь пола помещения, м2.

2.Моделирование развития возможного пожара

Моделирование развитияпожара позволяет определить критическое время свободного развития пожара t

кр, которое связывают с предельно-допустимымвременем развития пожара. При горении твердых сгораемых материалов tкропределяется либо временемохвата пожаром всей площади помещения, либо, если это произойдет раньше,временем достижения среднеобъемной температуры в помещении значения температурысамовоспламенения находящихся в нем материалов, которая для данного случаяравна 350°С (справочник Баратова).

Вид и тип АППЗ можноустанавливать, придерживаясь условного правила, если t

кр³10 минут, то для защитыобъекта можно ограничиться внедрением АПС. Когда tкр< 10 минут, торекомендуется автоматическое тушение.

Как видим, моделированиеразвития пожара заключается в построении двух функций Fп= ¦

(t) и t = ¦(t). Где Fп —площадь пожара, м2; t— среднеобъемнаятемпература, t— текущее время на отрезкене менее 600 секунд (10 минут).

Динамика пожара всегдасвязана с местом его возникновения, распределением пожарной нагрузки игазообменом. Следует признать, что на начальной стадии (до вскрытия остекленияпри температурах 300°С) наиболее опасным будет центральный пожар по равномернораспределенной пожарной нагрузке. Отметим также, что для простоты курсовогопроектирования пожарную нагрузку защищаемого объекта принимаем однородной, а распространениеогня по конструкциям здания отсутствует. Размещение и габариты технологическогооборудования не сообщаются. Но в тоже время это не дает основания для проектированиясветовых и ультразвуковых ПИ.

Площадь наиболее опасногоцентрового пожара Fп по однородной равномерно распределеннойпожарной нагрузке, пока он имеет круговую форму, может быть рассчитан повыражению:

Fп= p

*l2t ,

где lt— путь, пройденный фронтомогня из точки воспламенения, м. lt= 0,5Vл t

+ Vл (t*-10) для твердых сгораемых материалов и lt= Vл tпри горении жидкостей. tи t* — текущее время. t= 1,2,3,5,7,10 минут.

Слагаемое, содержащее t

*, учитывается, когда текущее время расчета Fпдолжно быть принято более 10 минут.

По результатам данногорасчета следует построить график зависимости площади пожара от времени: Fп= ¦

(t) (рис. 1) и определить tкр.

lt= 0,5Vл*t

Fп = p*l2

При t

= 1 мин lt= 0,5*0,018*1*60= 0,54м; Fп = 3,14*0,542= 0,915 м2

При t

= 2 мин lt= 0,5*0,018*2*60= 1,08 м; Fп = 3,14*1,082 = 3,66 м2

При t

= 3 мин lt= 0,5*0,018*3*60= 1,62 м; Fп = 3,14*1,622 = 8,24 м2

При t

= 5 мин lt= 0,5*0,018*5*60= 2,7 м; Fп = 3,14*2,72 = 22,89 м2

При t

= 7 мин lt= 0,5*0,018*7*60= 3,78 м; Fп = 3,14*3,782 = 44,8 м2

При t

= 10 мин lt= 0,5*0,018*10*60= 5,4 м; Fп = 3,14*5,42 = 91,56 м2

По полученным данным строимграфик зависимости площади пожара Fп времени от t

Рис.1. Fп = ¦

(t); Fп. кр. = 140 м —площадь защищаемого помещения, tкр.— критическое времяразвития пожара (11,5 мин).

Более сложным являетсямоделирование температуры в помещении пожара. Однако t

кр.по температурнымпроявлениям внутренних пожаров может быть найдено достаточно надежно, еслииспользовать, не учитывающее потерь, известное приближение для расчетасреднеобъемной температуры t:

где tо— начальная температура впомещении, °С; q — теплопроизводительность пожара на единицуплощади ограждающих конструкций помещения:

[кг*м-2*с-1*Дж*кг-1*м2*м-2]= [Дж*с-1*м-2] = [Вт*м-2]

F = 2аb + 2 ah + 2 bh —площадь ограждающих конструкций, м2;

a — длина, b — ширина, h —высота помещения. В данном случае площадь ограждающих конструкций на ходим поформуле:

F = 2*14*10 + 2*14*6+ 2*10*6 = 280 + 168 + 120= 568м2.

Для построения графика t = tо+ ¦

(t) (рис. 2) необходимополучить пять-семь расчетных значений t в интервале времени до 10 минут пожара.tкропределяем по данномуграфику относительно предельно допустимой температуры, превышение которойприведет к резкому разрастанию пожара по площади и объему.

При t

=1 мин

При t

= 2 мин:q = 2460,9 Вт*м-2; t = 210,9°С

При t

= 3 мин:q= 5540,2Вт*м-2; t = 306,6°С

При t

= 5 мин:q= 15390Вт*м-2; t = 498,1°С

При t

= 7 мин:q= 30121Вт*м-2; t = 688,2°С

Рис.2. t = to+ ¦

(t). tc воспл— температура самовоспламенения вещества пожарной нагрузки на объекте.tкр— критическое времясвободного развития пожара по его тепловым проявлениям.

На основании рассмотренныхграфических моделей F= ¦

(t) и to= 1t+¦(t) в качестве более реального tкрсвободного развития пожаравыбирается меньшее из двух его найденных значений, т.е. в нашем случае —второй, когда критическое время развития пожара tкрсоставляет между 3 и 4минутой, (tкр= 3,5мин.)

3. Оценкаэффективности выбранных средств АППЗ.

Так как задание не содержитусловий, позволяющих использование

световых и ультразвуковых извещателей, поэтому выборможем осуществить только между тепловыми и дымовыми извещателями. При этом,безусловно, должны руководствоваться рекомендациями СНиП 2.01.02-84.

Эффективность средств АППЗтем выше, чем меньше время обнаружения пожара t

оботносительно tкр:

t

об= tпор+ tипи<tкр.

где t

пори tипи— соответственно пороговоевремя срабатывания и инерционность пожарного извещателя. tипиявляется рабочей характеристикойприборов (справочное данные).

Пороговое время t

порсрабатывания дымовыхпожарных извещателей, при круговой форме пожара, можем найти как:

<img src="/cache/referats/4958/image020.gif" v:shapes="_x0000_i1034"> c?

где Fо —нормативная площадь, контролируемая одним ПИ, в нашем случае Fо= 70 м2 (СНиП2.04.02-84, таб. 4).

Отметим как существенныйфакт, что Спор зависит не только от свойств дыма, но и от типа ПИ(воспользуемся табличными данными). Так как в нашем случае возможно, что пожарможет начаться медленным тлеющим развитием, то за основу расчета возьмем данныедымового пожарного извещателя ДИП-3.

Технические характеристикидымового пожарного извещателя:

Извещатель

Спор*106*

кг*м-3

Инерционность, t

ипи, с

Приемно-контрольный прибор

ДИП-3

16,8

РУПИ, ППС-3

Таким образом t

доб= 75,5 + 5 < tкр= 210 c (80,5 < 210),так как неравенство выполняется то принимаем пожарный извещатель ДИП-3.

4. Схемаобнаружения пожара и пуска АУП.

Определяю число извещателейнеобходимое для защиты помещения исходя из следующих требований:

— площадь контролируемаяодним извещателем принимается равной 70 м2, а расстояние междуизвещателями — не более 8,5 м от извещателя до стены не более 4 м (СНиП2.04.09-84 п.4.10 таб. 4).

— если установка пожарнойсигнализации предназначена для управления автоматическими установкамипожаротушения, каждую точку защищаемой поверхности необходимо контролировать неменее, чем двумя пожарными извещателями (СНиП 2.04.09-84 п. 4.1).

Исходя из выше изложенныхтребований и принцип равномерности рассчитываем необходимое количество пожарныхизвещателей по формуле:

где F — площадь полазащищаемой поверхности (140 м2), Fо — нормативнаяплощадь, контролируемая одним ПИ (70 м2).

По тактическим соображениямпринимаем 4 пожарных извещателя. (схему размещения извещателей смотри на рис.3)

Для приема и отображениясигналов от автоматических пожарных извещателей (в частности типа ДИП-3)используется концентратор ППС-3. Он предназначен для защиты промышленныхобъектов и др. При этом электрическое питание активных пожарных извещателей осуществляетсяот источника питания непосредственно по шлейфам пожарной сигнализации.Концентратор обеспечивает отображение всей поступающей информации о состояниипожарных извещателей или неисправностей в сигнальных цепях на пульт центральногооповещения, а также формирование адресных сигналов-команд на пуск установокавтоматического пожаротушения.

Техническаяхарактеристика концентратора ППС-3

Максим. число сигнальных шлейфов

Максим. число пожарных извещателей:

дымовых, шт.:

Напряжение питания:

основное — от сети переменного тока, В

220

резервное — от источника постоянного тока, В

Диапазон рабочих температур, С

0...40

Максимальная относительная влажность окружающего воздуха, %

Срок службы, лет

Нормативные требования к размещению концентратора иоборудования

должны соответствовать требованиям СНиП 2.04.09-84(4 раздел), а также техническим характеристикам.

Рис.3. Схема размещения пожарных извещателей

5. Обоснованиетипа АУП и способа тушения.

Способ тушения выбирается,исходя из предельно допустимого времени развития пожара и достижимогобыстродействия подачи огнетушащего вещества в нужные зоны помещения. Времявключения АУПt

вклАУПдолжно быть существенноменьше критического времени свободного развития пожара tкр:

t

вклАУП= tпор+ tипи+ tу.у.+ tтр< tкр.

t

вклАУП= 75,5 + 5 + 0,4 + 18,3< tкр.

t

вклАУП= 99,23 < 210 = tкр.

где t

ипи— инерционность пожарногоизвещателя, tу.у.— продолжительность срабатыванияузла управления (пускового блока) АУП, с, (Бубырь Н.Ф., и д.р. Производственнаяи пожарная автоматика. Часть 2.-М.: Стройиздат,1985. табл.18.11); tтр— время транспортирования огнетушащеговещества по трубам: tтр= l/V. Здесьl — длина подводящих и питательных трубопроводов, м; V— скорость движенияогнетушащего вещества, м*с-1 (целесообразновзять V= 3 м*с-1).

Наиболее целесообразнымспособом тушения пожара в цехе с применением в технологическом процессе резиныявляется объемный, т.е. для тушения применяется пена (справочник А.Н. Баратова,таб. 4.1).

6.Гидравлический расчет АУП.

Важным моментомпроектирования всех типов АУП является разработка схем размещения оросителей(распылителей) и распределительных сетей трубопроводов. Требуемое для помещенияколичество дренчерных (равно как и спринклерных) оросителей и их установкапроизводится с учетом их технических характеристик, равномерности орошения защищаемойплощади (табл.1 СНиП 2.04.09-84) и огнестойкости (пункт 2.20 СНиП 2.04.09-84)помещения.

По приложению 2 СНиП2.04.02-84 принимается третья группа помещения по опасности распространенияпожара. По таблице 1 СНиП и таблице 5 приложения 6 СНиП принимаю основныерасчетные параметры:

— интенсивность подачиогнетушащего средства 0,12 л/с*м2;

— продолжительность работыустановки 1500 с (25 мин);

— коэффициент разрушенияпены k2 = 3.

По табл.2 приложения 6 длярасчета примем генератор пенный 2-ГЧСм. Значение коэффициента k = 1,48. Минимальный свободный напор, м —15; максимальный допустимый напор, м = 45.

6.1 Рассчитываем требуемыйобъем раствора пенообразователя.

где К2 —коэффициент разрушения пены принимается по таблице 5 приложения 6 СНиП2.04.09-84; W — объем помещения, м3; К3 — кратность пены.

6.2 Находим требуемыйосновной объем пенообразователя.

6.3 Определяем расходгенератора Q при свободном напоре Hсв = 45 м, их необходимость идостаточное количество n:

t=25 минут = 1500 секунд —продолжительность работы установки с пеной средней кратности, мин. (приложение6 таблица 5).

Итак в помещении достаточноустановить два генератора ГЧСм. Осуществим размещение генераторов на планепомещения. Разводящая сеть принимается кольцевой. Положение генераторов ГЧСмасимметрично стояка.

Для наглядности покажемтакже принципиальную расчетную схему АУПП и важнейшие размерыархитектурно-планировочных решений.

Схема размещения генераторовпены, а также расчетная схема АУПП с насосом дозатором показана в графическойчасти.

6.4 Выбираем диаметр трубкольцевого питательного d1 и подводящего трубопровода d2:

Принимаем d1 = 65мм. Значение Кт = 572 ( СНиП таб.9 прил. 6).

Принимаем d2 =100 мм. Значение Кт = 4322 ( СНиП таб.9 прил. 6).

6.5 Выполняем гидравлическийрасчет сети основного водопитателя с учетом расходов, включающихпенообразователь. Поскольку H1 =45 м,

то Q = 9,93 л/с. В дальнейшем, чтобы минимизироватьневязку напоров левого и правого направлений обхода кольцевого трубопровода относительноточки 3, допустим, что расход диктующего оросителя лишь на 15% осуществляетсясо стороны распределительного полукольца, включающего генератор 2.Следовательно :

Таким образом, напор вузловой точке 3 питательного трубопровода, так как невязка в данных условияхравна 0,24 м, будет равен:

Суммарный расход генераторов:

Q = Q1 + Q2= 9,93 + 9,94 = 19,9 л/с.

Ему будет соответствовать напорна выходном патрубке основного водопитателя H :

где H3-овп —потери напора на подводящем трубопроводе от узловой точки 3 до выходногопатрубка водопитателя; l3-овп = 51 м — длина трубы диаметром 100 мм;Z = 6 м — статический напор в стояке АУП; e

= 2,35*10-3— коэффициент потерь напора в принимаемом узле управления БКМ (см. табл. 4прил. 6 СНиП 2.04.09-84).

7. Выборнасосно-двигательной пары.

По найденному расходу Q =19,9 л/с и напору H = 59,9 м выбираем по каталогам насосно-двигательную паруосновного водопитателя АУПП (выбираем насос К-90/55 с электродвигателеммощностью 22 кВт) и строим совмещенный график рабочей характеристики основногонасоса, динамических потерь сети и насоса дозатора.

Чтобы выбрать насос дозаторуточним фактические расходы и напор, которые обеспечит данная насосная пара впроектируемой сети. Для этого нужно построить так называемую динамическуюхарактеристику сети. Динамические потери напора сети — это зависимость динамическойсоставляющей Hдин на выходном патрубке насоса от текущих расходов Q1,возведенных в квадрат:

В свою очередь сопротивлениесети может быть определено из выражения:

Результаты динамическихпотерь сети, рассчитываемой АУП, занесем в таблицу.

S, м*л-2*с-1

0,02

Q, л*с-1

Ндин, м

0,5

4,5

12,5

Из совмещения графиковвидно, что фактический расход раствора пенообразователя установкой будетсоставлять 20 л/с при напоре 58 м. Отсюд

еще рефераты

Еще работы по разное