Файл: Методика расчета сил и средств при тушении пожаров на объектах азс.pdf

39 8314
)
(
,
М
Р
Р
T
V
G
атм
раб
р
s
св
р





(2.11) где Р
раб
- рабочее давление в цистерне бензовоза, 130350 Па;
Р
атм
- атмосферное давление, Р
атм
=1·10 5
Па;
φ
S
– концентрации паров бензина, об. доли;
V
св
– свободный объем цистерны, заполненной бензином на 90%;
8
,
0 8
1
,
0



св
V
м
3
, где 8 м
3
- геометрический объем цистерны;
М - молекулярная масса паров бензина, 93,2 кг/кмоль;
Т
раб
- рабочая температура бензина в цистерне бензовоза 273 + 30 = 303
К.
По уравнению В.П.Cучкова 2.6 определяем давление насыщенного пара бензина при + 30 0
С в бензовозе.




22,86124
)
37
(
48
,
7 1047 055
,
2
)
37
(
924
,
0 30 0443
,
0 908
,
6
exp











S
P
кПа,
2286124
,
0 100000 24
,
22861


s

об.доли,
20535
,
0 31
,
8314 2
,
93
)
100000 130350
(
303 2286124
,
0 8
,
0






р
G
кг.
Объем взрывоопасной зоны определяем по формуле 2.7: ф
н
- нижний концентрационный предел распространения пламени по формуле 2.8;
03597
,
0 100 8765
,
24 96
,
0 2
,
93




н

кг/м
3
,
8765
,
24 1
273 273 30 4135
,
22





t
V
м
3
/кмоль,
3 06124
,
1 0387
,
0 2
20535
,
0
м
V
вз



Вывод: Таким образом, открытие горловины автоцистерны большой опасности не представляет, так как такое количество паров бензина образуется кратковременно, только при контроле заполнения цистерны.

40
Оператор открывает горловину автоцистерны на одну, две минуты. Пары бензина быстро рассеивается в атмосфере. При сливе из бензовоза бензина, в его цистерну через дыхательной клапан поступает воздух, который перемешивается с парами бензина и способен образовать взрывоопасную смесь в свободном объеме цистерны. С АЗС ООО «Нефтересурсы» бензовоз уезжает с взрывоопасной концентрацией паров в его цистерне. Бензин, нагретый до 30 0
С, сливается из цистерны в подземную емкость, температура жидкости, в которой в летнее время обычно не превышает 15 0
С.
Концентрация паров в емкости в начале слива будет насыщенной и примерно равна φ
s
=11,8%, что гораздо выше φ
ВРПР
= 5,48% об и будет являться негорючей, то есть взрыва в подземной емкости с бензином при его температуре 15 0
С и выше произойти не может, даже при наличии источника зажигания.
Опасная ситуация может создаваться в летнее время на площадке, около дыхательных клапанов резервуаров, в которые производиться слив бензина из бензовоза при небольших скоростях ветра (0-1 м/с).
Технико-эксплуатационной документацией проекта
АЗС предусматривается расположение дыхательных клапанов, через которые будет производиться выброс паров на высоте не менее 4,5 м. Этим создаются хорошие условия для рассеивания паров бензина в окружающую атмосферу, но при отсутствии ветра паровоздушная смесь оседает на территорию АЗС
«Нефтересурсы» и создает угрозу вспышки паров бензина.

41
3
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
И
РАСЧЕТ
СИСТЕМЫ
ПОЖАРОТУШЕНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПЕНЫ
Производим проектирование системы пожаротушения для помещения насосной станции на АЗС.
Согласно нормативной документации для тушения пожара в помещении насосной наиболее эффективен способ тушения по объёму через стационарные генераторы эжекционного типа, пеной высокой кратности. Генераторы следует расположить в верхней части помещения, ближе к плитам перекрытия, на высоте 3,5м.
3.1 Методика расчета сил и средств при тушении пожаров на
объектах АЗС
Для успешного решения поставленной задачи: тушение пожара на рассматриваемом объекте, предлагается следующий порядок анализа и разработки решений.
Шаг 1. Анализ пожарной обстановки на объекте исследования, изучение характеристик АЗС ООО «Элке» и технологического процесса
↓
Шаг 2. Проведение оценки возможности возникновения горючей среды внутри технологического оборудования
↓
Шаг 3. Расчет размеров зон взрывоопасных концентраций, при поступлении горючих газов и паров в открытое пространство
↓
Шаг 4. Оценка возможности образования горючей среды при выходе веществ наружу из технологического оборудования, образующиеся при нормальном функционировании технологического процесса

42
↓
Шаг 5. Разработка технических решений противопожарной защиты
↓
Шаг 6. Проектирование и расчет системы пожаротушения с применением пены. Расчет параметров установки пожаротушения с высокократной пеной.
В результате проведенного исследования предлагается метод расчета сил и средств при тушении пожаров на объектах АЗС. На основе данного анализа необходимо провести следующие действия: гидравлический расчет установки пожаротушения и разработать систему электропуска и выбор пожарных извещателей.
3.2 Расчет параметров установки пожаротушения высокократной
пеной
Определяем расчетный объем V, м
3
, защищаемого помещения, объем помещения определяется произведением площади пола на высоту заполнения помещения пеной, в нашем случае принимаем полную высоту помещения.
V
пом
= S
п
∙ h пом
= 300∙4 = 1200 м
3
(3.1)
Выбираем генератор высокократной пены ГВП - 200 «Прогресс» ФУ по
ТУ 4854-007-54883547-07, производительность генератора по раствору пенообразователя при рабочем давлении 0,6 МПа, q р
≥ 200 дм
3
/мин (200 л/мин или 3,3 л/с), производительность по пене q п
= 1320дм
3
/с, кратность пены не менее 400 при концентрации ПО 6% (ТХ пенообразователя в приложении 3).
Определяется расчетное количество n генераторов высокократной пены
n = (a V∙10 3
) / (q р
τ К)
(3.2)

43 где: а - коэффициент разрушения пены; τ - максимальное время заполнения пеной объема защищаемого помещения, мин; К - кратность пены.
Значение коэффициента а рассчитывается по формуле
а = К
1
К
2
К
3
,
(3.3) где К
1
- коэффициент, учитывающий усадку пены, принимается равным 1,2 при высоте помещения до 4 м; К
2
- учитывает утечки пены, при отсутствии открытых проемов принимается равным 1,2; К
3
- учитывает влияние дымовых газов на разрушение пены, для учета влияния продуктов горения углеводородных жидкостей значение коэффициента принимается равным 1,5.
Максимальное время заполнения пеной объема защищаемого помещения принимается не более 10 мин.
а = 1,2∙1,2∙1,5 = 2,16
n = (2,16∙1200∙10 3
) / (200∙10∙400) = 3,24 шт.
Принимаем 4 генератора высокократной пены ГВП-200 «Прогресс»
ФУ. Определяем производительность системы по раствору пенообразователя
Q = (n∙q р
) / (60∙10 3
)
(3.4)
Q
р
= (4∙200) / 60000 = 0,013 м
3
/с
По технической документации устанавливаем объемную концентрацию пенообразователя в растворе с, равную 6%. Определяем расчетное количество пенообразователя, м
3
:
V
пен
= с ∙ Q ∙ τ ∙ 10
–2
∙ 60
(3.5)
V
пен
= 6∙0,013∙10∙10
-2
∙60 = 4,68 м
3
Из расчета видно, что требуемое количество пенообразователя для тушения насосной составит 4,7 м
3
плюс 100% запаса.

44 экономичной, с точки зрения гидравлических потерь, скорости движения рабочего раствора, v = 3 м/с.
Компоновка ГВП на распределительном трубопроводе АУП выполнена по симметричной тупиковой схеме (рис. 3.1.).
Расход рабочего раствора через диктующий генератор, при давление перед генератором Р равном 0,6 МПа будет q
1
= 3,3 л/с (0,0033 м
3
/с).
Расход первого генератора является расчетным значением Q
1-2
на участке L
1-2
между первым и вторым генераторами. Диаметр трубопровода на участке L
1-2
определяем по формуле d
1-2
= 1000 √4 Q
1-2
/ π μ v
(3.6) где d
1-2
- диаметр между первым и вторым генераторами, мм; Q
1-2
- расход ОТВ; μ - коэффициент расхода равный 0,946; v - скорость движения воды, м/с (не должна превышать 10 м/с). Диаметр увеличивают до ближайшего номинального значения по ГОСТ 28338. d
1-2
= 1000 √4 0,0033 / 3,14 0,946 3 = 38 мм.
По ГОСТ 28338-89 принимаю ближайшее номинальное значение 40 мм.
Потери давления Р
1-2
на участке L
1-2
определяют по формуле
Р
1-2
= АQ
2 1-2
L
1-2
/100,
(3.7) где Q
1-2
- суммарный расход ОТВ первого и второго генератора, л/с; А - удельное сопротивление трубопровода зависящее от диаметра и шероховатости стенок, с
2
/л
6
, L
1-2
– длина участка 1-2 (8м).
Р
1-2
= 0,04453∙3,3 2
∙8 / 100 = 0,04

45
Бак доза тор
ГВП 1
ГВП 2
ГВП 3
ГВП 4
а
L 1-2
L 2-a
30000 1
0 0
0 0
8000
насос дозатор ПСЭ-20
b
Рисунок 3.1 – Схема расположения ГВП-200 в насосной станции.

46
Удельное сопротивление и удельная гидравлическая характеристика трубопроводов для труб (из углеродистых материалов) различного диаметра приведены в СП 5.13130.2009 таблицы В.1 и В.2.
Давление у генератора 2 составит
Р
2
= Р
1
+ Р
1-2
(3.8)
Р
2
= 0,6 + 0,04 = 0,64 МПа
Расход генератора 2 составит q
2
= 10 K √P
2
(3.9) q
2
= 10∙0,426∙√0,64 = 3,4 л/с, где K - коэффициент производительности генератора, принимаемый по технической документации на изделие, равный 0,426 л/(с МПа
0,5
).
Для симметричной схемы расчетный расход на участке между вторым оросителем и точкой а, т. е. на участке 2–а, будет равен
Q
2-а
= q
1
+ q
2
= 3,3 + 3,4 = 6,7 л/с
(3.10)
Диаметр трубопровода на участке L
2-а определяют по формуле d
2-а
= 1000 √4 Q
2-а
/ π μ v
(3.11) d
2-а
= 1000 √4 0,0067 / 3,14 0,946 3 = 54,8 мм,
Увеличиваем диаметр до ближайшего значения, указанного в ГОСТ
3262, ГОСТ 8732, ГОСТ 8734 или ГОСТ 10704, принимаем 57мм.
По расходу воды Q
2-а определяем потери давления на участке 2–а:
Р
2-а
= АQ
2 2-а
L
2-а
/100
(3.12)
Р
2-а
= 0,01108∙6,7 2
∙4 /100 =0,02 МПа
Давление в точке а составит
Р
а
= Р
2
+ Р
2-а
= 0,64 + 0,02 = 0,66 МПа
(3.13)
Для левой ветви ряда требуется обеспечить расход Q
2-а при давлении
Ра. Правая ветвь ряда симметрична левой, поэтому расход для этой ветви тоже будет равен Q
2-а
, следовательно, и давление в точке а будет равно Р
а
. В итоге для всего ряда имеем давление, равное Ра, и расход воды
Q
а
= 2Q
2–а
= 2∙6,7 = 13,4 л/с
(3.14)
Диаметр трубопровода на участке L
а-b определяют по формуле

47 d
a-b
= 1000 √4 Q
а-b
/ π μ v
(3.15) d
a-b
= 1000 √4 0,0134 / 3,14 0,946 3 = 80 мм,
Диаметр соответствует номинальному значению по ГОСТ 28338
Диаметр питающего трубопровода принимаем по участку L
а-b равный
80 мм, и длиной от водопитателя до точки а L
тр
= 5,5 м
Гидравлические потери давления в питающем трубопроводе определяем суммированием гидравлических потерь на отдельных участках трубопровода по формуле:
ΔР
i
= AQ
2
L
i
/100,
(3.16) где ΔР
i
- гидравлические потери давления на участке L
i
, МПа; Q - расход ОТВ, л/с; А - удельное сопротивление трубопровода на участке L
i
, зависящее от диаметра и шероховатости стенок, с
2
/л
6
От точки а до водопитателя вычисляем потери напора в трубах по длине с учетом местных сопротивлений, в том числе в стационарном дозаторе типа ПСЭ-20 "Феникс" У.
Р
п.тр.
= 0,001168∙13,4 2
5,5 /100 = 0,12 МПа
Таким образом, давление требуемое от водопитателя, для работы системы составит:
Р
общ
= Р
а
+ Р
тр
= 0,66+0,12 = 0,78 МПа.
(3.17)
На основании требуемого давления (Р = 0,78 МПа) и расхода (Q = 13,4 л/с) производим подбор насоса для системы пожаротушения. Указанному давлению и расходу соответствует консольный насос К-90/85.
3.4 Система электропуска и выбор извещателей
В соответствии с СП 5.13130.2009, формирование сигнала на управление в автоматическом режиме установкой пожаротушения, оповещения, и инженерным оборудованием, должно осуществляться при срабатывании не менее двух пожарных извещателей, расстановка извещателей в этом случае должна производиться на расстоянии не более половины нормативного, определяемого по таблицам 13.3-13.6 СП

48 5.13130.2009 (расстояние не более половины нормативного, принимают между извещателями, расположенными вдоль стен, а также по длине или ширине помещения, расстояние от извещателя до стены определяется по таблицам без сокращения ).
В помещении насосной согласно СП 5.13130.2009 целесообразно применение тепловых пожарных извещателей совместно с извещателями пламени. В качестве теплового извещателя используется ТРВ-2, тепловой максимально-дифференциальный извещатель.
Извещатель пламени предлагаю ИП 329-СИ-1 ИБ «УФИС» взрывозащищенный пожарный извещатель пламени, с установкой непосредственно над каждым из шести насосов. Схема установки пожарных извещателей показана на рисунке 3.2.
Запуск установки автоматического пожаротушения производим от пульта управления ПС ППС-1 при поступлении сигнала о срабатывании 2-х извещателей одновременно на ПКП.
Для обеспечения безопасной работы средств пожарной автоматики установка автоматической пожарной сигнализации и автоматического пожаротушения должна находиться под наблюдением специалиста.