ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Федеральное государственное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
Институт градостроительства, управления
и региональной экономики
Авторы:
Пазенко Т.Я.
Василенко Н.Я.
Приймак Л.В.
ВОДОСНАБЖЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ
ПРЕДПРИЯТИЙ
Самостоятельная работа
Красноярск
2008
Самостоятельная работа студента состоит в изучении теоретических вопросов курса, которые не вошли в основной курс лекций, а также в написании рефератов, которые выдаются преподавателем каждому студенту индивидуально. На самостоятельную работу выносятся следующие темы теоретического курса в объеме − 0,69единиц (25часа).
1. Назначение противопожарного водоснабжения
Классификация и специальное оборудование противопожарных водопроводов:
2.Противопожарные водопроводы высокого и низкого давления, определение потребного напора. Противопожарное оборудование.
3. Водоснабжение стационарных установок водяного и пенного пожаротушения.
4. Методы и сооружения по обработке и утилизации осадков. Классификация осадков, их свойства и способы обработки.
5. Условия многократного использования технической воды и очищенных сточных вод в промышленном водоснабжении. Теплообменные процессы.
6. Использование очищенных бытовых и городских сточных вод для подпитки оборотных систем производственного водоснабжения Схемы и методы доочистки городских сточных вод, используемых для подпитки оборотных систем водоснабжения. Санитарно гигиеническая надежность использования городских сточных вод в системах оборотного водоснабжения.
7. Формирование солевого состава воды в оборотных системах водоснабжения. Сбросная вода беспродувочных систем водоснабжения. Подпиточная вода. Понятие стабилизационного расхода.
Осветление подпиточной воды и стабилизационного расхода.
8. Очистка сбросных вод оборотных систем водоснабжения.
К самостоятельной работе относится выполнение курсового проекта и написание реферата в объеме:
Курсовой проект − 0,47единиц (17час)
Реферат – 0,84 единицы (30час)
Теоретический курс
Тема 1: назначение противопожарного водоснабжения 0,055 (2час).
При изучении материала студенту следует обратить внимание на следующие вопросы: классификация пожарных водопроводов и оборудование; спринклерное оборудование; дренчерное оборудование; лафетные стволы; водопеннонное пожаротушение; установки локального действия; устройство внутреннего противопожарного водоснабжения зданий; гарантированный напор для тушения пожара.
Основной теоретический материал по теме изложен ниже.
Назначение противопожарного водоснабжения заключается в обеспечении подачи необходимых расходов воды с требуемым напором в течение необходимого времени для тушения пожара. При этом степень надежности работы всего комплекса водопроводных сооружений должна быть достаточной.
Особенностью специальных противопожарных водопроводов промышленных предприятий является их функционирование в режиме ожидания до возникновения пожара, а это требует особого подхода к их проектированию. Эксплуатации и оценке надежности.
Потребителями воды для тушения пожаров являются:
− Передвижные средства тушения пожаров;
− Стационарные установки в зданиях (с автоматическим, полуавтоматическим и ручным включением подачи воды);
− Установки водопенного тушения пожаров;
− Установки для тушения пожаров воднохимическими растворами;
− Оборудование для создания водяных подвес;
− Оборудование водоорошения для повышения огнестойкости строительных конструкций и технологических установок во время пожара;
− Оборудование водонаполнения стальных конструкций замкнутого профиля.
Особенностью систем водоснабжения промышленных предприятий является использование в определенных случаях воды для профилактических поливок легко возгораемых материалов (склады древесины, торфа), резервуара горючих и взрывоопасных жидкостей в жаркий период года и для других целей.
Противопожарные водопроводы классифицируется:
1.По место положению в системе водоснабжения:
внутренние (внутри зданий); наружные (за пределами зданий);
2.По способу создания напоров:
Постоянного высокого давления. Такие водопроводы устраивают редко из за значительных материальных затрат на сеть и повысительные установки;
Высокого давления, повышаемого только во время пожара. Их устраивают на промышленных объектах, которые характеризуются высокой пожарной опасностью (нефтеперерабатывающие заводы, писчебумажные комбинаты и др.)
Низкого давления.
При решение общей схемы водоснабжения промышленные предприятия при определенных условиях противопожарный водопровод высокого давления объединяется с хозяйственно − питьевым. В этом случае напор на пожаротушение увеличивается только в хозяйственно − питьевом водопроводе, поэтому в промышленном водопроводе при пожаре не нарушаются производственные процессы там, где требуется постоянного давления в сети. Объединенный хозяйственно − противопожарный водопровод целесообразно устаивать из−за большей разветвленности хозяйственной сети по сравнению с производственной, поскольку она охватывает наибольшую часть территории промышленного предприятия. При таких водопроводах наружное пожаротушение может производиться непосредственно от гидрантов, а внутреннее − из внутренних пожарных кранов. В начальной стадии пожаров давление обеспечивается за счет башни или пневматической установки. Во время пожара после пуска пожарных насосов они автоматически отключаются.
Для водопроводов высокого давления свободный напор Нсв равен:
где Нг – высота самого высокого здания до конька крыши, м.
Противопожарный водопровод высокого давления, объединенный с производственным водопроводом, устаивается редко, так как в этом случае при пожаре приходится под большим давлением подавать весь производственный расход воды.
Противопожарный водопровод низкого давления рассчитывается на давление сети во время пожара не ниже 10м. Отбор воды для наружного пожаротушения из таких водопроводов производят с помощью привозных пожарных насосов (мотопомп, насосов пожарных машин). Такой водопровод может быть объединен с хозяйственно −питьевым или производственным. Внутреннее пожаротушение обеспечивается от внутренних пожарных кранов. Водопроводы низкого давления проектируются при наличии на объекте или в непосредственной близости от него пожарных команд с передвижными пожарными насосами.
На промышленных предприятия применяют специальное противопожарное оборудование.
Спринклерные системы (рис 1) предназначены для автоматической подачи сигнала для пожара и его тушения. Система состоит из водопитателей спринклерной сети, включающей в себя магистральные питательные, второстепенные питательные и распределительные трубопроводы, спринклеров, контрольно сигнального клапана и сигнальных аппаратов. В зависимости от температуры воздуха в помещение применяют водяную, воздушную, воздушно – водяную и смешанную спринклерные системы.
Рис. 1. Спринклерная система:
1‒ спринклеры; 2‒ распределительные трубопроводы; 3‒ питательные трубопроводы; 4‒ сигнальные аппараты; 5‒ контрольно ‒ сигнальный клапан; 6‒ магистральный питательный трубопровод; 7,8‒ водопитатели.
Водяной спринклерной системой оборудуют отапливаемые помещения с температурой воздуха выше 00С. Систему полностью заполняют водой. В одной секции водяной системы должно быть не более 800 спринклеров. Воздушную спринклерную систему применяют в не отапливаемых помещениях с температурой воздуха ниже 00С. Воздушную систему заполняют сжатым воздухом или водой.
Воздушно − водяная спринклерная система используется в не отапливаемых помещениях. Летом систему заполняют водой, и она работает как водяная. Зимой систему заполняют сжатым воздухом или водой, и она работает как воздушная.
Разводка может быть тупиковой или кольцевой. Для образования капельных водяных струй перед спринклером свободный напор должен быть не менее 5м.
Дренчерное оборудование – предназначено для автоматического и ручного тушения пожара, в помещениях путем создания водяных завес или орошения площадей. Дренчерные системы могут быть заливными и сухотрубными. Дренчерные сети объединяют спринклерными сетями или с противопожарно хозяйственно −питьевым водопроводом. Такое оборудование применяют для пожароопасных объектов, где возможно быстрое распространение огня. При горении легко воспламеняющихся веществ или жидкости дренчерное оборудование локализует пожар, позволяет приблизиться к очагу горения и предотвращает возможность распространение огня на соседние объекты. Конструкция дренчера аналогична конструкции спринклера, за исключением замка, который в дренчерах отсутствует. Диаметр отверстия спрыска дренчера 8, 10 и 12 мм. Чем больше диаметр спрыска, тем больше расход воды, а следовательно и интенсивность подачи воды (в л/с на 1м2). Поэтому наиболее в опасных помещениях применяют дренчеры с большими диаметрами и напорами у спрысков. Включение подачи воды осуществляется по команде пожарного датчика, который реагирует на один из факторов, сопутствующих пожару (температура, дым, пламя).
Стационарные установки локального действия применяются на особо пожароопасных объектах, когда применение спринклерно − дренчерного оборудования неэффективно. Эффект тушения достигается мгновенной подачей большого количества воды в очаг пожара за короткий промежуток времени. Для образования струй используют специальные оросители, которые работают под высоким давлением до (1МПа).
Установки водопенного пожаротушения применяют для тушения пламени легко воспламеняющихся и горючих жидкостей в системах противопожарной защиты химической, нефтехимической, газодобывающей, газоперерабатывающей и других отраслях промышленности, где добывают и перерабатывают нефть и природный газ. Тушение осуществляется пеной, которая получается из 4 −6% водного раствора пенообразователей. Пенные установки имеют спринклерное или дренчерное исполнение. По своему устройству они аналогичны стационарным установкам водяного пожаротушения. Спринклеры заменяют оросителями пены, а дренчеры – генераторами пены.
Установки лафетных стволов применяют для подачи и управления водяными и пенными струями большой мощности. Пожарные лафетные стволы большой производительности ( до 100 л/с) устраивают на специальных вышках, кровли здания или площадках и подключают к специальному противопожарному водопроводу высокого давления. Лафетные установки бывают с ручным и автоматическим приводом, которые оборудуются быстро действующей арматурой для включения и выключения.
Устройство внутреннего противопожарного водоснабжения зданий
При объединенной системе водоснабжения противопожарный водопровод объединяют с хозяйственно − питьевым при наличии особых требований может быть устроен отдельный специальный противопожарный водопровод. Системой противопожарного водоснабжения зданий классифицируют по принципу создания гарантированного напора, который необходим для тушения пожара.
Для систем без повысительных установок:
где Нтр.хоз – необходимый напор для работы хозяйственно −бытовых приборов; Нгар − арантированный напор; Нтр.пож − требуемый напор для работы пожарных кранов.
Для систем с повысительными пожарными кранами (рис.2):
Рис. 2. Схема противопожарного водоснабжения здания с повысительными пожарными насосами: 1‒ пожарные краны; 2‒ хозяйственно ‒ питьевые краны; 3‒ обратный клапан; 4‒ задвижка электрифицированная; 5‒ задвижка; 6‒ водомер; П‒ пожарный насос.
Для систем с водонапорным краном и пожарными повысительными насосами (рис 3) водонапорный бак играет роль напорно − регулирующей емкости и используется для автоматического пуска пожарных насосов при понижение уровня воды в баке ниже уровня неприкосновенного пожарного запаса.
Системы с пневматической установкой применяются, когда устройство водонапорного бака не возможно или нецелесообразно. Воздушно − водяной бак выполняет роль напорно − регулирующей емкости. Для периодической подачи в бак сжатого воздуха используется компрессор. Включение пожарного насоса осуществляется от реле давления при снижении напора при работе пожарных кранов до минимального расчетного значения.
Рис. 3. Схема противопожарного водоснабжения здания с водонапорным баком и повысительными пожарными насосами: 1‒ пожарные краны; 2‒ хозяйственно ‒ питьевые краны; 3‒ обратный клапан; 4‒ задвижка; 5‒ задвижка электрифицированная; 6‒ водомер; П‒ пожарный насос; Х‒ насос хозяйственно ‒ питьевого водопровода.
Системы с запасным резервуаром устраиваются, когда в наружном водопроводе величина гарантированного напора менее 5м. Такая схема часто применяются в цехах промышленных предприятий повышенной пожарной опасности.
При установке более 12 пожарных кранов водопровод должен иметь не менее 2 вводов от закольцованной сети. Два ввода также устраивается, если здание оборудовано дренчерными или спринкерными установками и при количестве узлов управления более трех. Энергию питания пожарных насосов должно осуществляется от двух независимых источников, а в качестве резервного может быть использован насос с двигателем внутреннего сгорания. Пуск насосов в пожароопасных зданиях должен быть ручной, дистанционный либо автоматический.
Внутренние пожарные краны должны орошать каждую точку помещения не менее чем двумя струями, если по нормам должно быть не более одной струи. Они расставляются на планах этажей зданий по радиусу действия рукавов (8, 12, 17 м) и пожарных кранов с учетом тушения пожара во всех помещениях. Радиус действия крана Rкр:
где Lр – длина пожарного рукава; Rк.пр− проекция радиуса компактной струи.
Проекция радиуса компактной струи Rк.пр = 0,5 Rк , где Rк – радиус компактной части струи: Rк ≥ 16м− для специальных противопожарных водопроводов; Rк = 8м – для водопроводов жилых зданий; Rк =6м – для объединенных водопроводов.
Гидродинамический напор на отметке нижних пожарных кранов должен быть менее 90 м. Диаметр пожарных кранов при расходе воды через них 4 л/с принимается 50мм, при расходе больше 4л/с −65мм, высота установки 1,35м от пола.
С целью концентрации пожарных струй на пожарных стояках устанавливают спаренные пожарные краны (в каждом шкафу два пожарных крана), которые оборудуются рукавами диаметром 65мм и длиной 20м, а также стволами с насадками диаметром 20мм.
Пожарные насосы должны иметь автоматическое ручное управление. Для надежной работы пожарные насосы присоединяют к магистральному кольцу, проложенному в помещении насосной. Так как напор у нижних кранов зоны больше, чем у верхних, для обеспечения одинаковых условий их работы и получения струй с равной производительностью у нижних кранов устанавливают диафрагмы для увеличения сопротивления пожарного крана, в результате чего расход воды из него уменьшается. Диаметр диафрагмы подбирается так, чтобы пожарные краны пропускали расчетное количество воды.
Литература:
1. В.Г. Иванов Водоснабжение промышленных предприятий: Учебное пособие.− СПб: Петербургский гос. ун−т путей сообщения, 2003.
2. А.Е Кузнецова Противопожарное водоснабжение промышленных предприятий.− М.: Стройиздат, 1975
3. Иванов Е.Н. Противопожарное водоснабжение. −М.: Стройиздат, 1987
4. СНиП 2.04.02−84* Водоснабжение. Наружные сети и сооружения/Госстрой России.−М.:ГУП ЦПП, 1998
5. СНиП 2.04.01−85* Внутренний водопровод и канализация зданий/ Госстрой России.−М.:ГУП ЦПП, 2000
6. В.С. Кедров Е.Н. Ловцов Санитарно – техническое оборудование зданий −М.: Стройиздат, 1985