Министерство Внутренних Дел Российской Федерации
Восточно-Сибирский институт
Кафедра общеинженерных дисциплин
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по теме: «Проектирование автоматической установки пожаротушения в помещение цеха вальцевания в процессе производства которого используется резина».
Номер варианта: ________
Руководитель: старший преподаватель кафедры ОИД, п-к вн. службы ХХХХХХХХ
Исполнитель: слушатель третьего курса ФЗО,
ХХХХ вн. службы ХХХХХХХХХХ
| № | Дата сдачи | Подпись исполн. | Подпись руков. |
| 1. | |||
| 2. |
Оценка _____________
Иркутск, 1998 г.
Содержание.
| Введение | 3 |
| 1. Анализ пожарной опасности защищаемого объекта | 4 |
| 2. Моделироваие развития возможного пожара | 4 |
| 3. Оценка эффективности выбранных средств АППЗ | 7 |
| 4. Схема обнаружения пожара и пуска АУП | 9 |
| 5. Обоснование типа АУП и способа тушения. | 10 |
| 6. Гидравлический расчет АУП. | 11 |
| 6.1 Расчет требуемого объема раствора пенообразователя. | 11 |
| 6.2 Расчет требуемого основного объема пенообразователя. | 11 |
| 6.3 Определение расхода генератора при свободном напоре | 12 |
| 6.4 Выбор диаметра труб питательного d1, кольцевого d2 и подводящего d3 трубопроводов. | 12 |
| 6.5 Гидравлический расчет сети. | 12 |
| 7. Выбор насосно-двигательной пары. | 13 |
| 8. Расчет диаметра дозирующей шайбы насоса дозатора. | 15 |
| 9. Компоновка установки пожаротушения и описание ее работы. | 15 |
| 10. Разработка инструкций для обслуживающего персонала. | 16 |
| 11. Эксплуатация в зимний период. | 16 |
| Заключение | 17 |
| Литература | 18 |
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 14х10х6 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.
Зная пожарную нагрузку объекта, рассчитаем полное время свободного горения:
часа
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), Qн — 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 tкр, которое связывают с предельно-допустимым временем развития пожара. При горении твердых сгораемых материалов tкр 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°С (справочник Баратова).
Вид и тип АППЗ можно устанавливать, придерживаясь условного правила, если tкр ³ 10 минут, то для защиты объекта можно ограничиться внедрением АПС. Когда tкр < 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:
Рис.1. Fп = ¦(t); Fп. кр. = 140 м — площадь защищаемого помещения, tкр. — критическое время развития пожара (11,5 мин).
Более сложным является моделирование температуры в помещении пожара. Однако tкр. 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.