Расчет массы готв хладон 125. Как выполнить гидравлический расчет системы газового пожаротушения? Методика расчета площади проема для сброса избыточного давления в помещениях, защищаемых установками газового пожаротушения
Эти формулы показывают всего лишь расход в цифрах.
Давайте отвлечемся от «фантиков» и обратим внимание на «конфетку» и ее «начинку». А «конфетка» – это формула А.16. Что она описывает? Потери на участке трубопровода с учетом расхода насадков. Вот ее давайте и рассмотрим, точнее то, что в скобках. В левой части описывается разводка магистральной части трубопровода и процессы в баллоне или станции газового пожаротушения, она нас сейчас мало интересует, как некая константа для разводки, правая же представляет особый интерес! Это вся изюминка со знаком суммы! Давайте для упрощения записи, преобразуем самую правую часть внутри скобочного пространства: (n^2*L)/D^5,25 в такой вид: n^2*X. Допустим, что на участке трубопровода у Вас шесть насадков. По первому участку к первому насадку (считая со стороны баллона) у Вас течет ГОТВ ко всем шести насадкам, тогда потери на участке составят потери до насадка плюс то что утечет дальше по трубопроводу, давление ведь будет меньше, чем если бы после насадка стояла заглушка. Тогда правая часть будет иметь вид: 6^2*Х1 и мы получим параметр «А» для первого насадка. Далее, мы подходим ко второму насадку и что видим? А то, что часть газа расходуется первым насадком плюс то, что потеряли в трубе на подходе к насадку, и что утечет далее (с учетом расхода на этом насадке). Теперь правая часть уже примет вид: 6^2*X1+5^2*Х2 и мы получим параметр «А» на втором насадке. И так далее. Вот Вы и имеете расходы на каждом насадке. Просуммировав эти расходы, Вы и получите расход своей установки и время выпуска ГОТВ. За чем так все сложно? Очень просто. Допустим, что разводка имеет те же шесть насадков и разветвление (допустим что правое плечо имеет два насадка, а левое - 4), тогда опишем участки:
1) по нему течет ГОТВ ко всем насадкам: 6^2*Х1;
2) по нему течет к двум насадкам на правом плече 6^2*X1+2^2*X2 – Параметр «А» для первого насадка;
3) Параметр «А» для второго насадка на правом плече 6^2*X1+2^2*X2+1^2*X3;
4) Параметр «А» для третьего насадка трубной разводки или первого насадка на левом плече: 6^2*X1+4^2*X4;
5) и так далее «по тексту».
Я сознательно «оторвал кусочек» магистрально трубопровода на первый участок для большей удобочитаемости. На первом участке расход для всех насадков, а на втором и четвертом только для двух на правом плече и четырех на левом соответственно.
Теперь вы видите на цифрах, что расход на 20 насадках всегда больше чем на одном с такими же параметрами, что и у 20.
Кроме того, не вооруженным взглядом видно, какая разница между расходами между «диктующими» насадками, то есть насадками, находящимися в самом выгодном месте трубной разводки (где наименьшие потери и наибольший расход) и на оборот.
Вот и все!
Гидравлический расчет является наиболее сложным этапом при создании АУГПТ. Необходимо подобрать диаметры трубопроводов , количество насадок и площадь выходного сечения, рассчитать реальное время выхода ГОТВ .
Как будем считать?
Для начала нужно определиться где взять методику и формулы для гидравлического расчета. Открываем свод правил СП 5.13130.2009, приложение Ж и видим там только методику расчета углекислотного пожаротушения низкого давления, а где методика для других газовых огнетушащих веществ? Смотрим пункт 8.4.2 и видим: «Для остальных установок расчет рекомендуется производить по методикам, согласованным в установленном порядке».
Программы для расчета
Обратимся за помощью к производителям оборудования газового пожаротушения. В России существуют две методики для гидравлических расчетов. Одна разработана и много раз скопирована ведущими Российскими производителями оборудования и утверждена ВНИИПО, на ее основе создано программное обеспечение «ЗАЛП», «Салют». Другая разработана компанией «ТАКТ» и согласована ДНД МЧС, на её основе создано программное обеспечение «ТАКТ-газ».
Методики закрыты для большинства инженеров-проектировщиков и служат для внутреннего использования производителей автоматических установок газового пожаротушения. Если договориться, то вам её покажут, но без специальных знаний и опыта выполнить гидравлический расчёт будет затруднительно.
Е.1 Расчетная масса ГОТВ , которая должна храниться в установке, определяется по формуле
где - масса ГОТВ, предназначенная для создания в объеме помещения огнетушащей концентрации при отсутствии искусственной вентиляции воздуха, определяется по формулам:
Для ГОТВ - сжиженных газов, за исключением двуокиси углерода:
Для ГОТВ - сжатых газов и двуокиси углерода
здесь - расчетный объем защищаемого помещения, м. В расчетный объем помещения включается его внутренний геометрический объем, в том числе объем системы вентиляции, кондиционирования, воздушного отопления (до герметичных клапанов или заслонок). Объем оборудования, находящегося в помещении, из него не вычитается, за исключением объема сплошных (непроницаемых) строительных элементов (колонны, балки, фундаменты под оборудование и т.д.);
Коэффициент, учитывающий утечки газового огнетушащего вещества из сосудов;
Коэффициент, учитывающий потери газового огнетушащего вещества через проемы помещения;
Плотность газового огнетушащего вещества с учетом высоты защищаемого объекта относительно уровня моря для минимальной температуры в помещении , кг/м, определяется по формуле
здесь - плотность паров газового огнетушащего вещества при температуре293 К (20 °С) и атмосферном давлении 101,3 кПа;
Минимальная температура воздуха в защищаемом помещении, К;
Поправочный коэффициент, учитывающий высоту расположения объекта относительно уровня моря, значения которого приведены в таблице Д.11 приложения Д;
Нормативная объемная концентрация, % (об.).
Значения нормативных огнетушащих концентраций приведены в приложении Д.
Масса остатка ГОТВ в трубопроводах , кг, определяется по формуле
где - объем всей трубопроводной разводки установки, м;
Плотность остатка ГОТВ при давлении, которое имеется в трубопроводе после окончания истечения массы газового огнетушащего вещества в защищаемое помещение;
Произведение остатка ГОТВ в модуле , который принимается по ТД на модуль, кг, на количество модулей в установке.
Примечание - Для жидких горючих веществ, не приведенных в приложении Д, нормативная объемная огнетушащая концентрация ГОТВ, все компоненты которых при нормальных условиях находятся в газовой фазе, может быть определена как произведение минимальной объемной огнетушащей концентрации на коэффициент безопасности, равный 1,2 для всех ГОТВ, за исключением двуокиси углерода. Для СОкоэффициент безопасности равен 1,7.
Для ГОТВ, находящихся при нормальных условиях в жидкой фазе, а также смесей ГОТВ, хотя бы один из компонентов которых при нормальных условиях находится в жидкой фазе, нормативную огнетушащую концентрацию определяют умножением объемной огнетушащей концентрации на коэффициент безопасности 1,2.
Методики определения минимальной объемной огнетушащей концентрации и огнетушащей концентрации изложены в ГОСТ Р 53280.3.
Е.2 Коэффициенты уравнения (Е.1) определяются следующим образом.
Е.2.1 Коэффициент, учитывающий утечки газового огнетушащего вещества из сосудов 1,05.
Е.2.2 Коэффициент, учитывающий потери газового огнетушащего вещества через проемы помещения:
где - параметр, учитывающий расположение проемов по высоте защищаемого помещения, м·с.
Численные значения параметра выбираются следующим образом:
0,65 - при расположении проемов одновременно в нижней (0-0,2) и верхней зоне помещения (0,8-1,0)или одновременно на потолке и на полу помещения, причем площади проемов в нижней и верхней части примерно равны и составляют половину суммарной площади проемов;0,1 - при расположении проемов только в верхней зоне (0,8-1,0)защищаемого помещения (или на потолке);0,25 - при расположении проемов только в нижней зоне (0-0,2)защищаемого помещения (или на полу);0,4 - при примерно равномерном распределении площади проемов по всей высоте защищаемого помещения и во всех остальных случаях;
Параметр негерметичности помещения, м,
где - суммарная площадь проемов, м;
Высота помещения, м;
Нормативное время подачи ГОТВ в защищаемое помещение, с.
Е.3 Тушение пожаров подкласса A(кроме тлеющих материалов, указанных в 8.1.1) следует осуществлять в помещениях с параметром негерметичности не более 0,001 м.
Значение массы для тушения пожаров подкласса Aопределяется по формуле
где - значение массыдля нормативной объемной концентрациипри тушении н-гептана, вычисляется по формулам (2) или (3);
Коэффициент, учитывающий вид горючего материала.
Значения коэффициента принимаются равными: 1,3 - для тушения бумаги, гофрированной бумаги, картона, тканей и т.п. в кипах, рулонах или папках; 2,25 - для помещений с этими же материалами, в которые доступ пожарных после окончания работы АУГП исключен. Для остальных пожаров подкласса A, кроме указанных в 8.1.1, значениепринимается равным 1,2.
При этом допускается увеличивать нормативное время подачи ГОТВ в раз.
В случае, если расчетное количество ГОТВ определено с использованием коэффициента 2,25, резерв ГОТВ может быть уменьшен и определен расчетом с применением коэффициента1,3.
Не следует вскрывать защищаемое помещение, в которое разрешен доступ, или нарушать его герметичность другим способом в течение 20 минут после срабатывания АУГП (или до приезда подразделений пожарной охраны).
Приложение Ж
Расчет газового пожаротушения производится при разработке проектов и выполняется специалистом – инженером-проектировщиком. Он предусматривает определение количества вещества, необходимого для тушения, нужного числа модулей, гидравлический расчет. Также он включает работу над установкой подходящего диаметра трубопровода, определением времени, которое потребуется для подачи газа в помещение, с учетом ширины проемов и площади каждого отдельно взятого защищаемого помещения.
Расчет массы газового огнетушащего вещества позволяет вычислить нужный объем хладона, используемого для . Для ликвидации огня применяются следующие огнетушащие составы:
- углекислый газ;
- азот;
- аргон инерген;
- шестифтористая сера;
- хладоны (227, 23, 125 и 218).
В зависимости от принципа действия, огнетушащие составы разделяют на группы:
- Деоксиданты — вещества, которые действуют по типу огнетушащей концентрации, создающей плотное облако вокруг пламени. Такая концентрация препятствует доступу кислорода, необходимого для поддержания процесса горения. В результате огонь угасает.
- Ингибиторы — особые огнетушащей составы, которые способны вступать во взаимодействие с горящими веществами. В результате происходит замедления горения.
Расчет массы газового огнетушашего вещества
Расчет нормативной объемной концентрации позволяет определить какая масса газового вещества потребуется для ликвидации пожара. Расчет газового пожаротушения производится с учетом основных параметров защищаемого помещения: длины, ширины, высоты. Узнать необходимую массу состава можно по особым формулам, где учитывается масса хладона, необходимая для создания в объеме помещения нужной для пожаротушения концентрации газа, плотность составов, а также коэффициент утечки концентрации для пожаротушения из емкостей и прочие данные.
Проектирование системы газового пожаротушения
Проектирование системы газового пожаротушения выполняется с учетом следующих факторов:
- число комнат в помещении, их объем, установленные конструкции в виде навесных потолков;
- расположение проемов, а также количество и ширина постоянно открытых проемов;
- температура и показатели влажности в помещении;
- особенности , количество человек на объекте.
Схема работы системы газового пожаротушения
Также учитываются иные факторы, в зависимости от индивидуальных особенностей конструкции, целевой принадлежности, графика работы персонала, если речь идет о предприятии.
Выбор и расположение модулей газового пожаротушения
Расчет газового пожаротушения предусматривает и такой момент, как выбор модуля. Делается это с учетом физических и химических свойств концентрата. Определяется коэффициент заправки. Чаще это значение из диапазона: 0,7-1,2кг/л. Иногда требуется установка нескольких модулей к одному коллектору. В этом случае важен объем трубопровода, баллоны должны совпадать по типоразмеру, выбирается один вид наполнителя, одинаковое давление газа-вытеснителя. Расположение допускается в самом защищаемом помещении, либо за его пределами – в непосредственной близости. Расстояние от емкости с газом до объекта системы отопления – не менее одного метра.
Подключенный модуль газовой системы пожаротушения на производстве
После выбора места установок газового пожаротушения следует произвести гидравлический расчет. В ходе гидравлического расчета определяются следующие параметры:
- диаметр трубопровода;
- время выхода состава из модуля;
- площадь выпускных отверстий насадков.
Произвести гидравлический расчет можно как самостоятельно, так и воспользовавшись специальными программами.
Когда результаты расчета получены, а установка завершена, необходимо провести инструктаж персонала согласно . Отдельное внимание уделяется нормативной базе, составлению и размещению плана эвакуации, ознакомлению с инструкциями.
Инструктаж персонала и тренировка по использованию средств индивидуальной защиты при пожаре
Уполномоченные контролирующие инстанции
Инстанции, осуществляющие контроль:
- госпожарнадзор;
- отдел по технике безопасности;
- пожарно-техническая комиссия.
Компактный модуль газового пожаротушения для небольших помещений
Задачи контролирующих инстанций
В обязанности входит контроль за соблюдением нормативной базы, обеспечением должного уровня безопасности, защищенности объектов. Такие инстанции требуют:
- приведение условий работы сотрудников к установленным нормам;
- установления систем оповещения и систем автоматического пожаротушения;
- исключения использования легковоспламеняющихся материалов для ремонта и отделки;
- требование устранения любых нарушений пожарной безопасности.
Заключение
По завершению процесса компания оформляет проектную документацию в соответствии с существующими нормами и требованиями. Результаты работы предоставляются заказчику для ознакомления.
При проектировании систем газового пожаротушения возникает задача определения времени выхода в помещение необходимого количества огнетушащего вещества при заданных параметрах гидравлической системы. Возможность проведения такого расчета позволяет подобрать оптимальные характеристики системы газового пожаротушения, обеспечивающей требуемое время выхода необходимого количества огнетушащего вещества.
В соответствии с п. 8.7.3 СП 5.13130.2009 должна быть обеспечена подача не менее 95% массы газового огнетушащего вещества, требуемой для создания нормативной огнетушащей концентрации в защищаемом помещении, за временной интервал, не превышающий 10 с для модульных установок и 15 с для централизованных установок газового пожаротушения, в которых в качестве огнетушащего вещества огнетушащего вещества применяются сжиженные газы (кроме углекислоты).
В связи с отсутствием утвержденных отечественных методик , позволяющих определить время выхода огнетушащего вещества в помещение, была разработана данная методика расчета газового пожаротушения. Эта методика позволяет с использованием компьютерной техники проводить расчет времени выхода огнетушащего вещества для систем газового пожаротушения на основе хладонов, в которых огнетушащее вещество находится в баллонах (модулях) в жидком состоянии под давлением газа-вытеснителя, обеспечивающего необходимую скорость выхода газа из системы. При этом учитывается факт растворения газа-вытеснителя в жидком огнетушащем веществе . Данная методика расчета газового пожаротушения лежит в основе компьютерной программы ТАКТ-Газ , в ее части, касающейся расчета систем газового пожаротушения на основе хладонов и нового огнетушащего вещества Novec 1230 (хладон ФК-5-1-12).