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

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 d2 и 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 последние десятилетия во многих сферах человеческой деятельности явно прослеживается громадный скачек в развитии науки и техники. В деятельности человека, по геометрической прогрессии, внедряется компьютеризация и автоматизация. Появляются новые строительные и отделочные материалы, дорогостоящее оборудование, высокие и наукоемкие технологии, которые более эффективные, но в тоже время могут нести в себе большую опасность, в том числе и пожарную. Не надо забывать о культурных ценностях, которые может утратить человечество по своей безопасности и халатности, потеря которых несравнима и неоценима ни с какими физическими ценностями. И чтобы снизить вероятность потерь, человек прибегает к различным мерам 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 несколькими способами и видами. Например, внедрением систем Автоматической Противопожарной Защиты, (в дальнейшем АППЗ), которые являются одним из наилучших видов противопожарной защиты. Внедрение и правильное обслуживание пожарной автоматики, и систем АППЗ в целом, приводит к эффективной защите тех помещений, где она установлена, путем обнаружения, сообщения и подавления очага горения в начальный момент пожара.

В тоже время, проектирование установок пожарной автоматики, является сложным процессом. От того насколько качественно он выполнен, зависит эффективность АППЗ. Поэтому, проектирование АППЗ должно предшествовать решение целого ряда вопросов, связанных с анализом пожарной опасности объекта, конструктивными, объемно-планировочными решениями и другими особенностями защищаемого объекта. Вот почему проектирование установок пожарной автоматики необходимо производить поэтапно, исходя из категории производства, класса возможного пожара, группы важности объекта, а также механизма и способа тушения.

1. Анализ пожарной опасности защищаемого объекта.

Дано помещение цеха вальцевания, размерам 14×10×6 м, в технологическом процессе которого применяется резина. Помещение II степени огнестойкости, отопление есть, вентиляция отсутствует, постоянно открытых проемов нет, пожаровзрывоопасность электрооборудования по 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-1 0. Коэффициент дымообразования kд, пламенного горения составляет 0,052 кг*кг-1, тления — 0,14 кг*кг-1. Расстояние до станции пожаротушения — 45 м, гарантированный напор Нг=10 м.

Энергию, которая может быть выделена 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 для твердых сгораемых материалов и 0,75 для жидкостей), Q н  — низшая теплота сгорания, Дж * кг-1, P — пожарная нагрузка, кг*м-2, F — площадь пола помещения, м2.

2. Моделирование развития возможного пожара

Моделирование развития пожара позволяет определить критическое время свободного развития пожара t кр, которое связывают с предельно-допустимым временем развития пожара. При горении твердых сгораемых материалов t кр определяется либо временем охвата пожаром всей площади помещения, либо, если это произойдет раньше, временем достижения среднеобъемной температуры в помещении значения температуры самовоспламенения находящихся в нем материалов, которая для данного случая равна 350 °C (справочник Баратова).

Вид и тип АППЗ можно устанавливать, придерживаясь условного правила, если t кр і 10 минут, то для защиты объекта можно ограничиться внедрением АПС. Когда t кр < 10 минут, то рекомендуется автоматическое тушение.

Как видим, моделирование развития пожара заключается в построении двух функций Fп= ¦ (t) и t = ¦ (t). Где Fп — площадь пожара, м2; t — среднеобъемная температура, t — текущее время на отрезке не менее 600 секунд (10 минут).

Динамика пожара всегда связана с местом его возникновения, распределением пожарной нагрузки и газообменом. Следует признать, что на начальной стадии (до вскрытия остекления при температурах 300°С) наиболее опасным будет центральный пожар по равномерно распределенной пожарной нагрузке. Отметим также, что для простоты курсового проектирования пожарную нагрузку защищаемого объекта принимаем однородной, а распространение огня по конструкциям здания отсутствует. Размещение и габариты технологического оборудования не сообщаются. Но в тоже время это не дает основания для проектирования световых и ультразвуковых ПИ.

Площадь наиболее опасного центрового пожара Fп по однородной равномерно распределенной пожарной нагрузке, пока он имеет круговую форму, может быть рассчитан по выражению: Fп = p *l2t , где lt — путь, пройденный фронтом огня из точки воспламенения, м. lt = 0,5Vл t + Vл (t *-10) для твердых сгораемых материалов и lt = Vл t при горении жидкостей. t и t * — текущее время. t = 1,2,3,5,7,10 минут.

Слагаемое, содержащее t *, учитывается, когда текущее время расчета Fп должно быть принято более 10 минут.

По результатам данного расчета 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 = 0,54 м; 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 строим график зависимости площади пожара Fп времени от t:

F п = ¦ (t); Fп. кр. = 140 м — площадь защищаемого помещения, t кр. — критическое время развития пожара (11,5 мин).

Более сложным является моделирование температуры в помещении пожара. Однако t кр. по температурным проявлениям внутренних пожаров может быть найдено достаточно надежно, если использовать, не учитывающее потерь, известное приближение для расчета среднеобъемной температуры t: где tо — начальная температура в помещении, °С; q — теплопроизводительность пожара на единицу площади 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 по формуле: F = 2*14*10 + 2*14*6 + 2*10*6 = 280 + 168 + 120 = 568 м2.

Для построения графика t = tо + ¦ (t) (рис. 2) необходимо получить пять-семь расчетных значений t в интервале времени до 10 минут пожара. t кр определяем по данному графику относительно предельно допустимой температуры, превышение которой приведет 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 = 5540,2 Вт*м-2; t = 306,6°С При t = 5 мин: q = 15 390 Вт*м-2; t = 498,1°С При t = 7 мин: q = 30 121 Вт*м-2; t = 688,2°С

Рис. 2.

t = to + ¦ (t). tc воспл — температура самовоспламенения вещества пожарной нагрузки на объекте. t кр — критическое время свободного развития пожара по его тепловым проявлениям.

На основании рассмотренных графических моделей F= ¦ (t) и to = 1t+¦ (t) в качестве более реального t кр свободного развития пожара выбирается меньшее из двух его найденных значений, т. е. в нашем случае — второй, когда критическое время развития пожара t кр составляет между 3 и 4 минутой, (t кр = 3,5 мин.)

3. Оценка эффективности выбранных средств АППЗ.

Так как задание не содержит условий, позволяющих использование световых и ультразвуковых извещателей, поэтому выбор можем осуществить только между тепловыми и дымовыми извещателями. При этом, безусловно, должны руководствоваться рекомендациями СНиП 2.01.02−84.