Водопенные системы и установки автоматического пожаротушения

Федеральное агентство  по образованию РФ

Тольяттинский государственный университет

 

 

Кафедра: «Управление  промышленной и экологической безопасностью»

 

 

Реферат

«Водопенные системы  и установки автоматического  пожаротушения.»

 

 

 

 

 

 

 

Студент: Ясков  К.А.

Группа: ПБбз – 0931

Преподаватель: Козлов А.А.

 

 

 

                                                        Тольятти 2013

 

1. Введение.

     Технические средства пожарной автоматики разрабатываются и производятся для монтажа на объектах в соответствии с требованиями государственных стандартов России и технических условий на каждый элемент установки. Контроль осуществляется независимыми испытательными лабораториями, аккредитованными Центральным Органом Системы Сертификации в области пожарной безопасности в Российской Федерации, с выдачей сертификата пожарной безопасности.  
    Проектирование пожарной автоматики производится в соответствии  со СНиП, НПБ и другими руководящими документами.  
      Монтаж пожарной автоматики на объектах осуществляется в соответствии с ведомственными строительными нормами и руководящими документами, согласованными с Управлением ГПН МЧС России. Эксплуатация установок пожарной автоматики производится в соответствии с технической документацией производителя.  Работы и услуги в области проектирования, монтажа и эксплуатации  пожарной автоматики предприятия могут оказывать только при наличии лицензии, выданной органами ГПС.  
    Таким образом складывается строгая система нормативной документации, которая позволяет создать единые требования к автоматической противопожарной защите объектов.  
     Пожарная автоматика является одним из эффективных технических средств борьбы с пожарами. Однако эффективность достигается только в том случае, если на всех этапах от производства технических средств до эксплуатации систем на объекте соблюдаются требования нормативно-технической документации. 
      Основные терминологические понятия в области пожарной автоматики определяются по ГОСТ 12.2.047–86 (ССПБ Пожарная техника. Термины и определения). В соответствии с ГОСТом установка пожаротушения – это совокупность технических средств для тушения пожара за счет выпуска огнетушащего вещества.

Установка пожарной сигнализации – это совокупность технических средств, установленных на защищаемом объекте,  для обнаружения пожара, обработки, представления в заданном виде извещения о пожаре на этом объекте, специальной информации и (или) выдачи команд на включение автоматических установок пожаротушения и технологических устройств.  
 
Установки противопожарной защиты объекта могут объединяться в  единую систему – автоматизированную систему управления пожарной безопасностью (АСУПБ).  
Внедрение систем пожарной автоматики на объектах швейных производств является основой повышения надежности уровня противопожарной защиты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Установки  пожаротушения и средства пожарной  автоматики.

    Автоматическая установка пожаротушения (АУПТ) — установка пожаротушения, автоматически срабатывающая при превышении контролируемым фактором (факторами) пожара установленных пороговых значений в защищаемой зоне. Применение таких систем, где огнетушащее вещество при возгорании автоматически подается в защищаемое помещение, особенно оправданно при защите дорогостоящего оборудования, материалов или ценностей. Установки автоматического пожаротушения позволяют ликвидировать на ранней стадии возгорание твердых, жидких и газообразных веществ, а также электрооборудования под напряжением. Такой способ тушения может быть объемным при создании огнетушащей концентрации по всему объему защищаемого помещения или локальным — в случае, если огнетушащая концентрация создается вокруг защищаемого устройства (например, отдельного агрегата или единицы технологического оборудования).

   Управление стволами может быть доверено пожарной автоматике. Роботизированная установка пожаротушения формирует компактную сплошную струю с заданным расходом водопенного огнетушащего вещества и направляет ее на очаг пожара с целью локализации (тушения) или на технологическое оборудования и строительные конструкции для их охлаждения

   В условиях пожара роботизированная установка пожаротушения функционирует в автоматическом режиме, осуществляя в соответствии с предварительно выбранным алгоритмом работы подачу струи огнетушащего вещества по одному либо последовательно по нескольким фиксированным направлениям или контурное программное сканирование. Кроме того, подачей струи огнетушащего вещества из роботизированной установки пожаротушения можно управлять с дистанционного или местного пульта управления, а также рукояткой пожарного ствола. Для автоматического (дистанционного) управления перемещением ствола используется датчик наведения.

Автоматический  режим работы роботизированной установки  пожаротушения включается по сигналу  от автоматических пожарных извещателей  общего обзора или от зонных автоматических пожарных извещателей. Расстановку роботизированных установок пожаротушения обычно осуществляют так, чтобы каждая точка защищаемого объекта находилась в зоне действия не менее чем двух установок.

Совокупность  нескольких роботизированных установок пожаротушения, объединенных общей системой управления и обнаружения пожара, называют роботизированным пожарным комплексом. Такой подход к управлению несколькими роботизированными установками пожаротушения предусматривает наличие общего пульта управления, алгоритм работы которого зависит от особенностей решаемой задачи.

     Предполагается, что наибольшее распространение получат роботизированные установки (стационарные роботы), выполненные на базе лафетных стволов. Активность в разработке и создании пожарных роботов проявляется в патентовании различных устройств, отличающихся как по конструкции, так и по принципу управления

Для решения  задач автоматизации противопожарной защиты объектов в состав контура управления должны входить подсистемы пожарной сигнализации и пожаротушения.

Учитывая концепцию  построения комплексной системы безопасности объекта, очевидно, что современные средства пожаротушения должны отвечать следующим принципам: гибкость, открытость, перепрограммируемость, модульное построение и автономное функционирование.

 

 Общая схема классификации автоматических установок пожаротушения представлена на рисунке ниже.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   Наиболее доступным и распространенным средством пожаротушения является обыкновенная вода. Но количество выливаемой воды при тушении пожара иногда наносит ущерб не меньший, чем сам пожар; к тому же есть вещества, где вода может стать катализатором еще большего пожара или ее применение не столь эффективно. Все большее распространение как разновидность водяного пожаротушения получает мелкодисперсная вода. В некоторых случаях она может заменять дорогое газовое пожаротушение. Вода в данных установках через специальные насадки превращается в водяной туман, который заполняет объем защищаемого помещения и эффективно воздействует на очаг возгорания, не нанося ущерба оборудованию, мебели и человеку.

Пенное пожаротушение  получило наибольшее распространение  в нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих  отраслях, а также в разного  рода хранилищах нефтепродуктов. В  зависимости от химического состава пены, определяющего ее назначение, она не всегда бывает безвредной, и слив такой пены в канализацию не возможен. Необходима утилизация отходов после пожара, что затрудняет ее широкое распространение и повсеместное использование. Хотя в последние годы появились концентраты пены, которые применяются для пожаротушения в городских условиях, например в транспортных тоннелях; их можно сливать в канализацию (утилизировать).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Роботизированная  установка пожаротушения «СТРАЖ» на базе программно-управляемого лафетного ствола.

Установку отличают следующие особенности:

• осуществление глубокого автоматического самоконтроля
• наличие средств адресной подачи огнетушащего вещества в зону пожара;
• возможность подключения к любым пожарно-охранным системам.

Применение  установки «СТРАЖ» позволяет  обеспечить:

• низкую стоимость проектно-монтажных работ;
• минимальные эксплуатационные расходы;
• реализацию гибкой схемы противопожарной защиты в автоматическом режиме без участия человека;
• функционирование с современными вычислительными сетями и реализацию компьютерных технологий (ведение автоматического формуляра, протокола развития событий и др.).

Эффект применения установки «СТРАЖ» достигается тем, что процесс тушения или охлаждения начинается на ранней стадии пожара.

Установка стационарно  размещается в зонах с программной  адаптацией к конкретному защищаемому объекту. Количество и расположение лафетных стволов, предназначенных для защиты оборудования, определяются графически, исходя из радиуса подачи струи воды либо пены. В этом случае стволы должны обеспечивать маневрирование водяной /пенной струи как минимум в пределах 180° вокруг вертикальной оси и плюс 75° - минус 30° вокруг горизонтальной оси. Такое размещение позволяет организовать гибкую схему пожаротушения и обеспечить:

• автоматическое наведение, тушение и локализацию пожара;
• автоматическое наведение на технологические конструкции и аппараты с целью их охлаждения;
• проведение превентивных мероприятий по предотвращению возгораний;
• решение технологических задач по поддержанию определенной степени чистоты объекта.

Установку следует  использовать как автоматическое средство, стационарно размещаемое в соответствии с НПБ 105-95 «Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности» по категориям пожарной опасности (А и Б, В1, В4, Г, Д) как внутри, так и снаружи следующих защищаемых объектов: машинные залы электростанций, производственные цеха предприятий, склады, в том числе склады горюче-смазочных материалов и нефтеналивные эстакады, морские нефтедобывающие платформы, объекты нефтеперегонных заводов, газовых и химических комплексов, ангары и стоянки воздушных судов, стартовые площадки космических аппаратов, склады древесины и объекты культуры и спорта (памятники деревянного зодчества, большие сцены театров и т.п.).

Стратегия защиты зон может строиться из условия, расположения стволов на разных уровнях  с целью максимального использования  их возможностей для подачи огнетушащего вещества без препятствий в зону пожара и охлаждения конструкций от перегрева. Такова схема размещения установок «СТРАЖ» во многих ангарах авиапредприятий.

Выбор огнетушащего вещества в зависимости от назначения установки и определенных физикохимических свойств веществ, подлежащих тушению, определяет тип и конструкцию используемого в составе ствола насадка:

• для получения сплошной водяной струи;
• для получения распыленной водяной струи;
• для получения пены кратностью до 10;
• для формирования и подачи порошка.

Поддержку и  реализацию функций роботизированной установки пожаротушения «СТРАЖ» обеспечивают следующие конструктивные модули:

1. лафетный ствол с водяным либо пенным насадком;
2. блок управления приводом;
3. пульт управления;
4. водозапорный электромагнитный клапан;
5. оптический датчик в инфракрасном диапазоне;
6. комплект кабелей;
7. системное программное обеспечение.

Объединение модулей  производится с помощью комплекта  кабелей, а подключение пульта управления осуществляется с использованием стандартного интерфейса RS-485, что позволяет значительно снизить расходы на кабельную продукцию и удалить пульт управления по кабельной линии на значительное расстояние (до 1000 м).

 

Применение  оптического датчика в инфракрасном диапазоне, установленного на ствольной части лафетного ствола, оптическая ось которого совпадает с направлением истекающего огнетушащего вещества, позволяет решить одну из основных задач - автоматический поиск и наведением лафетного ствола на очаг пожара. Реализация такой схемы поиска очага пожара позволит значительно повысить достоверность факта возгорания и осуществить адресную подачу огнетушащего вещества (непосредственно в зону пожара).

В роботизированной установке пожаротушения «СТРАЖ» реализованы следующие режимы управления лафетным стволом:

• дистанционное (оператор с помощью кнопок, расположенных на пульте управления, осуществляет перемещение лафетного ствола, а также управление открытием и закрытием водозапорного клапана);
• оперативное обучение методом «проводки» (оператор с помощью кнопок, расположенных на пульте управления, осуществляет перемещение лафетного ствола, а также управляет водозапорным клапаном; данные манипуляции сохраняются в оперативной памяти системы управления);
• выбор оперативно-обученной траектории достигается простейшим нажатием кнопки на пульте управления;
• автоматический выбор до семи траекторий, записанных в энергонезависимую память системы управления, по сигналам, поступающим от системы пожарной сигнализации;
• по сигналам системы пожарной сигнализации автоматический поиск и наведение ствола с подачей огнетушащего вещества на очаг пожара.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Основные технические характеристики роботизированных установок пожаротушения указаны в таблице.

Параметр	Роботизированная  установка пожаротушения
	с водяным  насадком	с насадкомпеногенератором
Дальность подачи огнетушащего вещества, м	60	40
Давление, МПа:
рабочее	0,8	0,8
максимальное	1,0	1,0
Расход вещества при рабочем давлении, л/с	20	20
Кратность пены, не менее	-	5
Скорость углового перемещения платформы лафетного  ствола (ступенчато), град./с	3...9	3...9
Максимальный  диапазон поворота лафетного ствола в ручном режиме с пульта управления, град.:
в горизонтальной плоскости	200	200
в вертикальной плоскости	135 (+ 90; - 45)	135 (+ 90; - 45)
Максимальный  диапазон угла сканирования в автоматическом режиме, град., не менее:
в горизонтальной плоскости	180	180
в вертикальной плоскости	120 (+ 80; - 40)	120 (+ 80; - 40)
Напряжение  питания электроприводов, В	12 (постоянное)	12 (постоянное)
Масса, кг, не более:
лафетного ствола	42	42
блока управления приводом	15	15
ульта управления	0,7	0,7
Радиус вращения, мм, лафетного ствола:
с водяным насадком	1020	-
с насадком-пеногенератором		1035
Примечания: Значения дальности струй приведены при угле наклона установленного в рабочем положении ствола к горизонту 30o. Кратность пены указана при использовании пенообразователя общего назначения по ГОСТ Р 50588.

 

5. Спринклерная и дренчерная  водяная система.

 

   Автоматические установки пожаротушения следует проектировать с учетом строительных особенностей защищаемых зданий и помещений, возможностей и условий применения огнетушащих веществ исходя из характера технологического процесса, технико-экономических показателей. Тип установки и огнетушащее вещество необходимо выбирать с учетом пожарной опасности и физико-химических свойств производимых, хранимых и применяемых веществ и материалов.

Для тушения возникших очагов пожаров  используются следующие системы  автоматического пожаротушения:

 

  Спринклерная водяная система, состоящая из распределительных трубопроводов, на которых установлены оросители (спринклерные головки с легкоплавкими замками, вскрывающимися при повышении температуры в зоне пожара). Спринклерная система применяется для тушения пожаров поверхностным локальным способом и / или для охлаждения строительных конструкций, их предпочтительнее использовать для защиты помещений, в которых предполагается развитие пожара с интенсивным тепловыделением..

Спринклерная водяная  система со смачивателем, применяется  для тушения некоторых видов материалов (особенно пластмасс), на поверхности которых не удерживается вода. В качестве смачивателей применяют сульфонат, пенообразователь ПО-1, сульфанолы НП-1 и др. Концентрация смачивателя принимается равной 0.5-2 %.

Спринклерная водопенная система (аналогична спринклерной водяной системе) применяется в тех случаях, когда по технологическим или нормативным требованиям применение воды запрещено.

  

 

   

    При срабатывании спринклеров в водозаполненной секции происходит истечение воды из питательного и распределительного трубопроводов, давление в них падает, что приводит к срабатыванию контрольно-сигнального устройства (КСУ). Вода из автоматического водопитателя поступает в оросители для тушения пожара. Сигнал о пожаре формирует сигнализатор давления (СДУ), прибор управления по сигналу о пожаре от СДУ включает рабочий насос, а при его отказе — резервный. При выходе на режим одного из насосов автоматический водопитатель отключается.  
Работа воздушной секции установки примерно аналогична водозаполненной — с той лишь разницей, что при срабатывании спринклеров из питающегого и распределительного трубопроводов истекает воздух, что приводит к падению его давления, срабатывает КСУ и происходит запуск насосной станции.

   

Основными недостатками таких систем являются:

-  невозможность обнаружения и тушения пожара на ранних стадиях развития (в соответствии с ГОСТ Р 51043-2002 номинальное время срабатывания спринклерногооросителя с номинальной температурой срабатывания 57°С должно составлять не более 300 секунд);

- большой объем работ по восстановлению исходного состояния.

К достоинствам относятся  простота (как следствие — дешевизна) и автоматическое срабатывание установки. 

Работа сигнального  устройства проверяется открыванием вентиля. Контрольно-сигнальные клапаны спринклерных установок имеют диаметры 100 и 150 мм.

    Для одной секции спринклерной установки на один водяной клапан принимается не более 800 спринклерных оросителей, а для одного воздушного или воздушно-водяного клапана емкость надклапанных трубопроводов не должна превышать 2000 л.

Клапаны необходимо устанавливать в легкодоступных местах отапливаемых помещений.

В отличие от спринклерных дренчерные оросители всегда открыты, а диаметр их спрысков может быть таким, же, как и спринклерных. Автоматические дренчерные установки (рис.) снабжаются клапаном группового действия, от которого проводятся две трубопроводные сети: дренчерная  с оросителями и побудительная 2 с тросовыми побудителями или спринклерными побудителями (оросителями) 3. Клапан группового действия имеет внутри двухдисковый горизонтально расположенный клапан, который под давлением воды, постоянно находящейся в побудительной сети, перекрывает магистральную водопитательную линию. Диски клапана имеют различные диаметры, чтобы при одинаковом давлении на них и гидравлических толчках клапан не открывался.

 

 

 

 

 

    Дренчерная система (водяная, дренчерная водяная со смачивателем, водопенная) состоит из распределительных трубопроводов, на которых установлены оросители (дренчерные головки или генераторы). Применяются эти системы для создания водяных или пенных завес, орошения защищаемых поверхностей, для тушения пожаров внутри окрасочных и сушильных камер, стеллажных складов.

Вид системы автоматического  пожаротушения, применяемой для  защиты тех или иных объектов, должен быть указан в техническом задании на проектирование.

 

   

     Дренчерная установка не содержит тепловых замков и поэтому должна содержать устройства обнаружения пожара с тем, чтобы сформировать сигнал на запуск процесса пожаротушения.  
При использовании пожарных извещателей или датчиков защищаемого технологического оборудования приемно-контрольный прибор формирует сигнал управления, открывающий узел управления дренчерной установки, после чего происходит ее срабатывание.  
Для автоматического включения дренчерной установки, кроме того, по требованию НПБ 88-01 могут использоваться побудительные системы. Это может быть побудительный трубопровод с установленными на нем сигнальными клапанами, закрытыми в исходном состоянии с помощью троса с тепловым замком. При разрушении теплового замка падает давление в побудительном трубопроводе и узле управления, что приводит к его открыванию под действием давления воды в подводящем трубопроводе. Вода поступает к дренчерным оросителям. Возможен ручной пуск установки при помощи крана.  
   Роль сигнальных клапанов побудительной тросовой системы могут выполнять спринклеры, задача которых обнаружить пожар, разрушиться, тем самым обеспечить падение давления в питающем трубопроводе, с тем чтобы открылся узел управления дренчерной установки. В современных системах АПТ запуск дренчерного пожаротушения может быть электрический, гидравлический, пневматический, механический и комбинированный.  
   Спринклерные и дренчерные установки водяного и пенного пожаротушения имеют достаточно близкое назначение и устройство. Особенность пенных установок АПТ — наличие резервуара с пенообразователем и дозирующих устройств при раздельном хранении компонентов огнетушащего вещества.  
Применяются следующие дозирующие устройства:  

• насосы-дозаторы, обеспечивающие подачу пенообразователя в трубопровод;
• автоматические дозаторы с трубой Вентури и диафрагменно-плунжерным регулятором (при увеличении расхода воды возрастает перепад давления в трубе Вентури, регулятор обеспечивает подачу дополнительного количества пенообразователя);
• пеносмесители эжекторного типа;
• баки-дозаторы, использующие перепад давления, создаваемого трубой Вентури.

Другая отличительная  особенность установок пенного  пожаротушения — применение пенных оросителей или генераторов.  
Существует ряд недостатков, присущих всем системам водяного и пенного пожаротушения:  

• зависимость от источников водоснабжения;
• сложность тушения помещений с электроустановками;
• сложность технического обслуживания;

большой, а часто  невосполнимый, ущерб защищаемому  зданию

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Особенности управления  и автоматический контроль за установками пожаротушения .

    В основном, все требования к управлению установками пожаротушения сосредоточены в НПБ 88, правда, есть отдельные ссылки в части размещения устройств звуковой и световой сигнализации в ГОСТ 12.4.009.  
Скажем так: в НПБ 88 по каждому типу АУПТ можно выделить три самостоятельных раздела, по которым необходимо рассматривать особенности электроуправления установок пожаротушения.  
    По первому разделу, посвященному непосредственно установкам пожаротушения, немного отличий, и связаны они с наличием или отсутствием местного или ручного пуска.  
    Второй раздел касается аппаратуры управления установок пожаротушения. Здесь можно выделить общие требования для всех типов пожаротушения и требования, касающиеся только конкретного типа.  
     Ну и, наконец, третий раздел, содержащий требования к сигнализации (обращаю внимание — не пожарной, а сигналам, формируемым прибором управления пожарным). Здесь также можно выделить и общие требования, и требования по каждому типу пожаротушения.  
Кроме того, установки водяного и пенного пожаротушения имеют уровень автоматизации и контроля на порядок выше, чем какие-то другие. В первую очередь это касается контроля работоспособности насосных станций.  
Самое простое управление в установках с тонкораспыленной водой, порошкового и аэрозольного пожаротушения.  
   Первое, что должно быть в АУПТ, — это автоматическое переключение цепей питания с основного ввода электроснабжения на резервный, при исчезновении напряжения на основном вводе с последующим переключением на основной ввод электроснабжения при восстановлении напряжения на нем. Если для установок с тонкораспыленной водой, газового, порошкового и аэрозольного пожаротушения этот вопрос решается с помощью аккумуляторных батарей, то для водопенного действительно, надо иметь два независимых ввода (насосы и задвижки от аккумуляторов запитать достаточно проблематично).  
 

   

 

 Приемно-контррольный  пульт управления

АУПТ – «АСПТ – С2000»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Автоматический  контроль:

• соединительных линий между приемно-контрольными приборами пожарной сигнализации и приборами управления, предназначенными для выдачи команды на автоматическое включение установки (для установок водяного и пенного пожаротушения — пожарных насосов, насосов-дозаторов) на обрыв и короткое замыкание;
• соединительных линий световых и звуковых оповещателей на обрыв и короткое замыкание;
• электрических цепей дистанционного пуска установки пожаротушения на обрыв и короткое замыкание (рекомендуемое);
• электрических цепей управления пусковыми устройствами и цепей пусковых устройств на обрыв для установок с тонкораспыленной водой, газового, порошкового и аэрозольного пожаротушения;
• исправности световой и звуковой сигнализации (по вызову), в том числе оповещателей; наличия напряжения на основном и резервном вводе (резервном источнике электропитания)

 

  Прибор приемно-контрольный  управления пожаротушением (ППКУП)

 

 

 

 

 

 

 

 

Список  используемой литературы

 

 

1. Цариченко С. Г., Зам. начальника ФГУ В НИИ ПО МЧС России,

полковник внутренней службы, д.т.н., публикация  http://www.firesprinkler.ru/dmdocuments/FS090209.pdf

 

2. Бубырь Н.Ф., Бабуров В.П., Мангасаров В.И. «Пожарная автоматика» // Стройиздат. – 1984., М.

 

3. РД 009-01-96 Система руководящих документов по пожарной автоматике, установки пожарной автоматики.,// правила технического содержания. - М. 1996.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание 

1. Введение…………………………………………………………………….3 стр.

2. Установки  пожаротушения и средства пожарной  автоматики………….5 стр.

3. Роботизированная  установка «СТРАЖ»………………………………….8 стр.

4. Основные технические  характеристики роботизированных водопенных установок пожаротушения………………………………………………………………11 стр.

5. Спринклерная  и дренчерная водопенная  система………………………12 стр.

6. Особенности  управления и автоматический  контроль за установками пожаротушения……………………………………………………………….16 стр.

7. Список используемой литературы………………………………………..18 стр.