Тема 3: вдоснабжение стационарных установок водяного и пенного пажаротушения 0,111(4час).

При изучении данной темы необходимо обратить внимание на следующие вопросы: на характеристики объекта пожаротушения; методику гидравлического расчета внутреннего противопожарного водопровода; расчетное время тушения пожара; проектирование установок пожаротушения.

Основной теоретический материал по теме изложен (приведен) ниже.

На объектах химической, нефтеперерабатывающей, газовой, целлюлозно – бумажной промышленности противопожарное водоснабжение наружных технологических установок, сооружений и объектов, расположенных под открытым небом и имеющих повышенную пожароопасность применяют многофункциональные системы, которые предназначены для целей противопожарной защиты и объединенные системы водоснабжения общего пользования.

Современная система противопожарного водоснабжения наружных сооружений и объектов включает: резервуары с расчетным запасом воды; насосную станцию с основными насосами, которые обеспечивают требуемый расход и напор при пожаре, гидропневматическим аккумулятором, выполняющим роль автоматического водопитателя в режиме ожидания и системами автоматики; водопроводную сеть с пожарными гидрантами и запорной арматурой; пункты управления с контрольно – пусковыми узлами для включения и выключения подачи воды в устройства водоорошения и стационарные установки пенотушения, а также устройствами для дозирования пенообразователя в поток воды; пневмоавтоматику для включения систем в работу при возникновении пожара.

В режиме ожидания система находится под дежурным напором воды (≈25% от рабочего), который создается автоматическим водопитателем. Основной водопитатель включается автоматически по импульсу резкого падения давления, который возникает при включение пожарного гидранта или срабатывании контроль пускового узла. Импульс о срабатывании контроль пускового узла подается либо пожарным извещателем, либо оператором из диспетчерского пункта. Сигнал о включении основного водопитателя поступает в пожарную часть и на заводской диспетчерский пункт.

Противопожарное водоснабжение крупно тоннажных комплексов по переработке нефти решается аналогично. Система предназначена для бесперебойной подаче водного раствора пенеобразователя и воды в стационарные лафетные стволы, устройство водоорошения колонн и передвижную технику через пожарные гидранты. У каждого открытого объекта предусматривают не менее двух стояков для подключения переносных пеногенераторов. При пожаре используют ближайшие к очагу пожара стояки. После открытия электрифицированной задвижки стояка, запускается насос от пусковых кнопок, расположенных у каждого стояка. Пуск и включение насоса возможно как автоматическом режиме, так и при нажатие кнопки на объекте или со щита операторной.

Для тушения пожара и охлаждения водой технологических аппаратов и технологических этажерок для размещения оборудования на пожарном водопроводе устанавливаются пожарные лафетные стволы. Каждый лафетный ствол оборудован сухотрубом соединительной головкой диаметром 80 мм на высоте 1,3м над уровнем земли для присоединения к ним пожарных рукавов от насосов пожарных автомобилей. Каждая точка защищаемого объекта должна орошаться двумя струями, отсюда определяют число и расположение стволов. Лафетные стволы устанавливаются на ответвлениях водопроводной сети имеющих в начале и конце задвижки. Они обеспечивают маниврирование водяной струей в плане, вертикальной плоскости –в пределах от −30 до + 75°С и управляются оператором вручную. При установке лафетных стволов на вышках, покрытиях зданий или площадках наружных маршевых лестниц без стационарного подключения к водопроводной сети, к лафетным стволам должны быть подведены сухотрубы с соединительными головками для присоединения рукавных линий от пожарных машин. Подсоединение сухотрубов к лафетным стволам должно быть стационарным. Лафетные стволы на наружных установках и открытых площадках нефтехимической промышленности располагают у пристроенных и раздельно стоящих установок с таким расчетом, чтобы обеспечит орошение каждой точки наружной установки компактной струей.

На сырьевых товарных и промежуточных складах лафетные стволы располагают за обваловкой. Число лафетных стволов на складах принимают исходя из условия орошения каждого резервуара двумя стволами. На технологических установках не всегда удается обеспечить лафетными стволами орошение каждой точки защищаемого аппарата, поэтому дополнительно к лафетным стволам применяют оборудование водяного орошения. Например, колонные аппараты на отметки выше 30м защищаются водяным оросительным оборудованием, а до 30м струями стволов. Оросительные кольцевые трубопроводы располагают шагом 8−10м по высоте и на 0,8м от стенки аппарата, струи направляют вниз под углом 50− 60°С к поверхности колонны. На кольцах орошения из − за опасности засорения вместо перфорированных отверстий устанавливают дренчер.

Для обеспечения необходимого расхода и одинакового напора во всех кольцах орошения, распложенных на разных высотах колонных аппаратов, на трубопроводах устанавливают ограничительные аппараты.

Установками автоматического пенного пожара тушения на промышленных предприятиях оборудуются закрытые взрывоопасные и пожароопасные помещения, где устанавливают пожарные извещатели, а также открытые объекты, вблизи которых размещаются извещатели, кнопки для ручного пуска насосов водного раствора пенообразователя и включения сигнала о пожаре.

При проектирование противопожарного водоснабжения оценивается технологическая и экономическая целесообразность принятых решений. Особое внимание уделяется надежности элементов и системы в целом. Оценивается значимость отдельных элементов и их влияние на безотказность работы системы. При проектирование системы противопожарного водоснабжения на основание характеристики объекта пожаротушения необходимо: определить требуемое количество, время подачи и режим расходования воды, инерционность включения подачи воды; наметить схему подачи и распределения воды, установить напор воды в расчетных точках системы; уточнить параметры и конструктивное исполнение основных водопроводных сооружений и дать проектные решения элементов системы (подземный водопровод, наземный сухопровод, водопитатель основной и автоматический, дозатор пенообразователь, пожарная насосная станция, электроснабжение и т.п); проработать на номенклатуру оборудования противопожарного оборудования и отдельных его узлов в зависимости от специфических особенностей.

В противопожарных водопроводах низкого давления свободный напор при пожаре должен быть достаточным при заборе воды из гидрантов пожарными насосами. Он принимается равным Нсв=10м что обеспечивает минимальный расход от одного пожарного гидранта. В противопожарных водоводах высокого давления требуемый свободный напор определяется высотой расположения ствола на уровне наивысшей точки самого высокого здания и потери напора в гидранте, пожарной колонке, рукавной линии и в стволе с евсадкой диаметром 19мм при высоте компактной струи не менее 10м при расчетном расходе через гидрант и колонку 10 л/с, а по рукавной линии и через ствол 5 л/с. При этом свободный напор м,

где Н_г− высота расположения ствола на уровне наивысшей точки самого высокого здания, м.

При объединенной системы водоснабжения гидростатический напор в сети у потребителя не должен превышать 6м для нормального пользования водопроводными приборами и снижения не производительных расходов воды. В отдельной сети внутреннего противопожарного водопровода для наиболее низко расположенных пожарных кранов максимальный напор не должен превышать 90 м. На объектах повышенной пожарной опасности максимальная величина напора в наружных противопожарных водопроводах высокого давления с лафетными стволами может достигать 150м.

Проектирование противопожарных систем промышленного предприятия осуществляется на основании нормативных требований по обеспечению во время тушения пожаров. Проектирование противопожарного водопровода состоит из трассирования, гидравлического расчета и конструирования сети, размещения основных сооружений, определениях их параметров, подбора оборудования. Гидравлический расчет внутреннего противопожарного водопровода производят в следующей последовательности: определяют расход воды и число струй на внутреннее пожаротушение, определяют необходимый радиус компактной струи; устанавливают действительный расход пожарных струй и напор у пожарного крана (табл.5); определяют расстояние между пожарными кранами, составляют аксонометрическую схему сети, намечают расчетные участки и диктующий пожарный кран, выполняют гидравлический расчет магистральной и распределительной сети, находятся потери в водомере и по всей длине расчетного направления до диктующего пожарного крана; определяют требуемый напор в здании.

Расходы воды для специальных установок пожаротушения определяют на основании гидравлических расчетов. Основным параметром, который характеризует эффективность тушения пожаров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей является интенсивность подачи воды (пены), л/(м²∙с). Пена должна покрывать всю горящую поверхность слоем определенной толщины. Установки пенного пожаротушения рассчитываются по интенсивности подачи, необходимым удельным объемом (л/м²) раствора пенообразователя, продолжительности тушения и на основании рекомендации и норм.

Таблица 5.

Расход пожарных струй о напор у пожарных кранов в зависимости от диаметра насадков и радиуса действия компактной части струи

Радиус действия компактной струи	Диаметр насадка пожарного ствола, мм
	13			16			19			22
	Расход пожарной струи, л/с	Напор у пожарного крана при рукавах длиной, м		Расход пожарной струи, л/с	Напор у пожарного крана при рукавах длиной, м		Расход пожарной струи, л/с	Напор у пожарного крана при рукавах длиной, м		Расход пожарной струи, л/с	Напор у пожарного крана при рукавах длиной, м
		10	20		10	20		10	20		10	20
Пожарные краны диаметром 50мм
6	−	−	−	2,6	9,2	10	3,4	8,8	10,4	−	−	−
8	−	−	−	2,9	12	13	4,1	12,9	14,8	−	−	−
10	−	−	−	3,3	15,1	16,4	4,6	16	18,5	−	−	−
12	2,6	20,2	21,1	3,7	19,2	21	5,2	20,6	24	−	−	−
14	2,8	23,6	26,4	4,2	24,8	26,3	5,7	24,5	28,5	−	−	−
16	3,2	31,6	32,8	4,6	29,3	31,8	−	−	−	−	−	−
18	3,6	39	40,6	5,1	36	40	−	−	−	−	−	−
20	4	47,7	49,7	5,6	44	48	−	−	−	−	−	−
Пожарные краны диаметром 65мм
6	−	−	−	2,6	8,8	9	3,4	7,8	8,3	4,5	7,8	8,6
8	−	−	−	2,9	11	11,4	4,1	11,4	12,1	5,4	11,3	12,4
10	−	−	−	3,3	14	14,6	4,6	14,3	15,1	6,1	14,4	15,8
12	2,6	19,8	20,2	3,7	18	18,6	5,2	18,2	19,9	6,8	18	19,8
14	2,8	23	23,3	4,2	23	23,5	5,7	21,8	23	7,4	21,4	23,5
16	3,2	31	31,5	4,6	27,6	28,4	6,3	26,6	28	8,3	27	29,7
18	3,6	38	38,5	5,1	33,8	34,6	7	32,9	34,8	9	31,7	34,8
20	4	46,4	47	5,6	41,2	42,4	7,5	39,7	39,7	9,7	36,7	40,6

Примечание. Напоры у пожарных кранов определены с учетом сопротивления в непрорезиненных рукавах.

Расходы воды для специальных установок пожаротушения определяют на основании гидравлических расчетов. Основным параметром, который характеризует эффективность тушения пожаров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей является интенсивность подачи воды (пены), л/(м²∙с). Пена должна покрывать всю горящую поверхность слоем определенной толщины. Установки пенного пожаротушения рассчитываются по интенсивности подачи, необходимым удельным объемом (л/м²) раствора пенообразователя, продолжительности тушения и на основании рекомендации и норм.

Расход воды на создание водяных завес определяется размерами и положением области пламенем пожара и характеристиками защищаемого объекта. При проектирование специальных установок пенного и водяного пожаротушения применяют одинаковый состав основных элементов и оборудования. Расчетное время тушения пожара пенной составляет 15 минут, а водой −1 час. Удельный расход воды для тушения пожара различных горючих материалов спринклерными установками приведен в табл. 6. При тушении некоторых легковоспламеняющихся жидкостей интенсивность подачи 4% водного раствора пенообразователя, л/(м²∙с) следующее: бензин 0,16−0,7; бензол −0,65; толуол −0,67 −0,74; уайт−спирит −0,6−0,18; лак ПФ−0,6−0,32−0,13.

Таблица 6.

Удельные расходы воды при тушении пожаров спринклерными установками.

Наименование объекта	Расход воды, л/(м2∙с)
Автомобили в гараже	0,06
Древесина (в штабеле высотой до 1 м)	0,061 −0,082
Текстолит, карболит, бумага (в штабеле высотой до 1м)	0,1
Резина, синтетический и натуральный каучук и изделия из них ( в штабеле высотой до 1м)	0,14
Продукция в картонных коробках ( в штабеле высотой до 6м)	0,15−0,2
Текстильные изделия (в упаковке)	0,18
Стеллажные склады с бочками	0,145 −0,24
Древесина в виде реек ( в штабельных складах высотой 1,8−4,3м)	0,27− 0,55
Полистирол( в штабельных складах высотой 2,4−6,4м)	0,1− 0,4

Продолжительность тушения пожара легковоспламеняющихся жидкостей зависит от удельного расхода пенообразователей и увеличивается с его уменьшением.

Параметры автоматических установок пожаротушения выбирают в зависимости от групп помещений по степени опасности развития пожара согласно СНиП 2.04.09 −84 (приложение 2). Все производственные помещения и процессы делят на семь групп:

− помещение книгохранилищ, библиотек, цирков, сгораемых музейных ценностей, фондохранилищ, музеев, выставок, картинных галерей, концертных и киноконцертных залов, гостиниц, больниц (пожарная нагрузка от 200 до 2000МДж∙м²);

− помещения окрасочные, пропиточные, малярные, обезжиривания, консервации и расконсервирования, смесеприготовительные, промывки деталей см применением ЛВЖ и Г Ж, производства ваты, текстильного, трикотажного производства;

− помещения производство резинотехнических изделий;

−помещения производство горючих натуральных и синтетических волокон, кинопленки на нитрооснове и их переработки и обработки, окрасочные и сушильные камеры, участки открытой окраски и сушки, краско−приготовительных, лакоприготовительных, клееприготовительных с применением ЛВЖ и ГЖ, машинные залы компрессорных станций, станций регенерации, гидрирования, экстракции (пожарная нагрузка свыше 2000МДж∙м²);

− склады несгораемых материалов в сгораемой упаковке;

− склады твердых сгораемых материалов;

−склады лаков, красок, ЛЖВ, ГЖ, пластмасс, резины, резинотехнических изделий, каучука, смол.

Параметры установок пожаротушения в зависимости от групп помещений по степени опасности развития пожара приведены в табл.7 −9.

Таблица 7.

Параметры установок пожаротушения.

Группа помещений	Интенсивность орошения, л/(м2∙с ) не менее		Площадь занимаемая одним спринклерным оросителем или легкоплавким замком,м2	Площадь для расчета расходов воды, раствора пенообразователя, м2	Продолжительность работы установок водяного пожаротушения, мин	Расстояние между спринклерными оросителями или легкоплавкими замками, м
	водой	раствором пенообразователя
1	0,08	−	12	120	30	4
2	0,12	0,08	12	240	60	4
3	0,24	0,12	12	240	60	4
4	0,3	0,15	12	360	60	4
5	По таблице 8		9	180	60	3
6	То же		9	180	60	3
7	То же		9	180	−	3

Примечание. При оборудование помещений дренчерными установками площадь для расчета расхода воды, раствора пенообразователя и количество одновременно работающих секций определяется в зависимости от технологических требований. Площадь, занимаемая одним спринклерным настенным оросителем составляет 16 м²

Таблица 8.

Параметры установок пожаротушения.

Высота складирования, м	Группа помещений
	5		6		7
	Интенсивность орошения, л/ (м2∙ с), не менее
	водой	раствором пенообразователя	водой	раствором пенообразователя	водой	раствором пенообразователя
До 1	0,08	0,04	0,16	0,08	−	0,1
Св 1 до 2	0,16,	0,08	0,32	0,16,	−	0,2
Св 2 до 3	0,24	0,12	0,4	0,24	−	0,3
Св 3 до 4	0,32	0,16	0,4	0,32	−	0,4
Св 4 до 5,5	0,4	0,32	−	0,4	−	0,4

Таблица 9.

Параметры установок пожаротушения

Высота помещения,м	Группа помещений
	1	2		3		4		1	2	3	4
	Интенсивность орошения, л/,(м2∙ с), не менее
	водой	водой	раствором пенообразователя	водой	раствором пенообразователя	водой	раствором пенообразователя	Площадь для расчета расхода воды, раствора пенообразователя, м2
От 10 до 12	0,09	0,13	0,09	0,26	0,13	0,33	0,17	132	264	264	396
Св 12 до 14	0,1	0,14	0,1	0,29	0,14	0,36	0,18	144	288	288	432
Св 14 до 16	0,11	0,16	0,11	0,31	0,16	0,39	0,2	156	312	312	460
Св 16 до 18	0,12	0,17	0,12	0,34	0,17	0,42	0,21	166	336	336	504
Св 18 до 20	0,13	0,18	0,13	0,36	0,18	0,45	0,23	180	360	360	540

Установки водяного и пенного пожаротушения подразделяются на водяные и дренчерные.

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