Calculul sistemelor automate de stingere a incendiilor cu gaz. Calculul stingerii incendiului cu gaz Calculul masei

Stingerea incendiilor

SELECTAREA SI CALCULUL SISTEMULUI DE STINGERE A INCENDIILOR PE GAZ

A. V. Merkulov, V. A. Merkulov

CJSC „Artsok”

Principalii factori care influențează alegerea optimă a unei instalații de stingere a incendiilor (GFS) cu gaz sunt dați: tipul de sarcină combustibilă din încăperea protejată (arhive, spații de depozitare, echipamente radio-electronice, echipamente tehnologice etc.); valoarea volumului protejat și scurgerea acestuia; tip de agent de stingere a incendiilor cu gaz (GOTV); tipul de echipament în care trebuie stocată ACM, precum și tipul unității de alimentare cu gaz: centralizat sau modular.

Alegerea corectă a instalației de stingere a incendiilor cu gaz (UGP) depinde de mulți factori. Prin urmare, scopul acestei lucrări este de a identifica principalele criterii care afectează alegerea optimă a unei instalații de stingere a incendiilor cu gaz și principiul calculului hidraulic al acesteia.

Principalii factori care influențează alegerea optimă a instalației de stingere a incendiilor cu gaz. În primul rând, tipul de încărcătură combustibilă din încăperea protejată (arhive, spații de depozitare, echipamente electronice, echipamente tehnologice etc.). În al doilea rând, valoarea volumului protejat și scurgerea acestuia. În al treilea rând, tipul de agent de stingere a incendiilor cu gaz. În al patrulea rând, tipul de echipament în care trebuie depozitat agentul de stingere cu gaz. În al cincilea rând, tipul instalației de stingere a incendiilor cu gaz: centralizată sau modulară. Ultimul factor poate avea loc numai dacă este necesar să se asigure protecție împotriva incendiilor pentru două sau mai multe încăperi la o singură unitate. Prin urmare, vom lua în considerare influența reciprocă doar a celor patru factori de mai sus, adică. presupunând că doar o cameră are nevoie de protecție împotriva incendiilor la instalație.

Desigur, alegerea corectă a unei instalații de stingere a incendiilor cu gaz ar trebui să se bazeze pe indicatori tehnici și economici optimi.

De remarcat mai ales că oricare dintre agenții de stingere a incendiilor cu gaz permisi pentru utilizare elimină un incendiu indiferent de tipul de material combustibil, dar numai atunci când se creează o concentrație standard de stingere a incendiilor în volumul protejat.

Se va estima influența reciprocă a factorilor enumerați mai sus asupra parametrilor tehnici și economici ai instalației de stingere a incendiilor cu gaz.

Se poate lua din condiția ca în Rusia să fie permise utilizarea următorilor agenți de stingere a incendiilor cu gaz: freon 125, freon 318C, freon 227ea, freon 23, CO2, K2, Ag și un amestec (nr. 2, Ag și CO2) , care are marca Inergen.

În conformitate cu metoda de depozitare și metodele de control al agenților de stingere a incendiilor cu gaz în modulele de stingere a incendiilor cu gaz (MGP), toți agenții de stingere a incendiilor cu gaze pot fi împărțiți în trei grupuri.

Primul grup include freonul 125, 318C și 227ea. Acești freoni sunt stocați în modulul de stingere a incendiilor cu gaz sub formă lichefiată sub presiunea unui gaz propulsor, cel mai adesea azot. Modulele cu agenți frigorifici enumerați, de regulă, au o presiune de funcționare care nu depășește 6,4 MPa. Controlul cantității de freon în timpul funcționării unității este efectuat de manometrul instalat pe modulul de stingere a incendiilor cu gaz.

Freonul 23 și CO2 formează al doilea grup. Ele sunt, de asemenea, depozitate într-o formă lichefiată, dar sunt forțate să iasă din modulul de stingere a incendiilor cu gaz sub presiunea propriilor vapori saturați. Presiunea de lucru a modulelor cu agenții de stingere a incendiilor gazoși enumerați trebuie să aibă o presiune de lucru de cel puțin 14,7 MPa. În timpul funcționării, modulele trebuie instalate pe dispozitive de cântărire care asigură controlul continuu al masei de freon 23 sau CO2.

Al treilea grup include K2, Ag și Inergen. Acești agenți de stingere a incendiilor cu gaz sunt stocați în modulele de stingere a incendiilor cu gaz în stare gazoasă. În plus, când luăm în considerare avantajele și dezavantajele agenților de stingere a incendiilor cu gaz din acest grup, ne vom concentra doar pe azot.

Acest lucru se datorează faptului că N2 este cel mai eficient (cea mai mică concentrație de stingere) și are cel mai mic cost. Controlul masei agenților de stingere a incendiilor cu gaz enumerați se realizează cu un manometru. Lg sau Inergen sunt stocate în module la o presiune de 14,7 MPa sau mai mult.

Modulele de stingere a incendiilor cu gaz, de regulă, au o capacitate cilindrică care nu depășește 100 de litri. În același timp, modulele cu o capacitate de peste 100 de litri, conform PB 10-115, sunt supuse înregistrării la Gosgortekhnadzor din Rusia, ceea ce implică un număr destul de mare de restricții privind utilizarea lor în conformitate cu regulile specificate.

O excepție o constituie modulele izoterme pentru dioxid de carbon lichid (MIZhU) cu o capacitate de 3,0 până la 25,0 m3. Aceste module sunt proiectate și fabricate pentru depozitarea în instalații gazoase de stingere a incendiilor a dioxidului de carbon în cantități care depășesc 2500 kg. Modulele izoterme pentru dioxid de carbon lichid sunt echipate cu unități de refrigerare și elemente de încălzire, ceea ce face posibilă menținerea presiunii în rezervorul izoterm în intervalul 2,0 - 2,1 MPa la o temperatură ambientală de minus 40 până la plus 50 °C.

Să ne uităm la exemple despre modul în care fiecare dintre cei patru factori afectează indicatorii tehnici și economici ai unei instalații de stingere a incendiilor cu gaz. Masa agentului de stingere a incendiilor cu gaz a fost calculată conform metodei descrise în NPB 88-2001.

Exemplul 1. Este necesară protejarea echipamentelor electronice într-o încăpere cu un volum de 60 mc. Camera este conditionat ermetica, i.e. K2 « 0. Rezultatele calculului sunt rezumate în tabel. unu.

Justificarea economică a tabelului. 1 în anumite numere are o anumită dificultate. Acest lucru se datorează faptului că costul echipamentului și al agentului de stingere cu gaz variază de la producători și furnizori. Cu toate acestea, există o tendință generală că, odată cu creșterea capacității cilindrului, costul modulului de stingere a incendiilor cu gaz crește. 1 kg CO2 și 1 m3 N sunt apropiate ca preț și cu două ordine de mărime mai mici decât costul freonilor. Analiza tabelului. 1 arată că costul unei instalații de stingere a incendiilor cu gaz cu agent frigorific 125 și CO2 este comparabil ca valoare. În ciuda costului semnificativ mai mare al freonului 125 în comparație cu dioxidul de carbon, prețul total al freonului 125 - un modul de stingere a incendiilor cu gaz cu un cilindru de 40 l va fi comparabil sau chiar ușor mai mic decât un set de dioxid de carbon - un modul de stingere a incendiilor cu gaz cu un cilindru de 80 l - un dispozitiv de cântărire. Se poate afirma fără ambiguitate că costul unei instalații de stingere a incendiilor cu gaz cu azot este semnificativ mai mare în comparație cu cele două opțiuni avute în vedere anterior, deoarece sunt necesare două module cu o capacitate maximă. Aveți nevoie de mai mult spațiu pentru a găzdui

TABELUL 1

Freon 125 36 kg 40 1

CO2 51 kg 80 1

două module într-o cameră și, desigur, costul a două module cu un volum de 100 l va fi întotdeauna mai mare decât costul unui modul de 80 l cu un dispozitiv de cântărire, care, de regulă, este de 4-5 ori mai ieftin decât modulul în sine.

Exemplul 2. Parametrii camerei sunt similari cu exemplul 1, dar este necesar să se protejeze nu echipamentul electronic, ci arhiva. Rezultatele calculului, similar primului exemplu, sunt rezumate în tabel. 2.

Pe baza analizei Tabelului. 2, putem spune fără echivoc că în acest caz, costul unei instalații de stingere a incendiilor cu gaz cu azot este mult mai mare decât costul instalațiilor de stingere a incendiilor cu gaz cu freon 125 și dioxid de carbon. Dar spre deosebire de primul exemplu, în acest caz se poate observa mai clar că instalația gazoasă de stingere a incendiilor cu dioxid de carbon are cel mai mic cost, deoarece. cu o diferență relativ mică de cost între modulul de stingere a incendiilor cu gaz cu un cilindru cu o capacitate de 80 și 100 de litri, prețul a 56 kg de freon 125 depășește semnificativ costul unui dispozitiv de cântărire.

Dependențe similare vor fi urmărite dacă volumul încăperii protejate crește și/sau neermeticitatea acesteia crește, deoarece toate acestea determină o creștere generală a cantității de orice fel de agent de stingere a incendiilor cu gaz.

Astfel, doar pe baza a două exemple se poate observa că se poate alege instalația optimă de stingere a incendiilor cu gaz pentru apărarea împotriva incendiilor a unei încăperi numai după ce au luat în considerare cel puțin două variante cu diferite tipuri de agenți de stingere a incendiilor cu gaz.

Exista insa si exceptii cand o instalatie de stingere a incendiilor cu gaz cu parametri tehnici si economici optimi nu poate fi utilizata din cauza anumitor restrictii impuse agentilor de stingere a incendiilor cu gaz.

MASA 2

Denumirea GOTV Cantitatea GOTV Capacitate rezervor MGP, l Cantitate MGP, buc.

Freon 125 56 kg 80 1

CO2 66 kg 100 1

Aceste restricții includ în primul rând protecția instalațiilor critice într-o zonă periculoasă din punct de vedere seismic (de exemplu, instalații de energie nucleară etc.), unde este necesară instalarea de module în cadre rezistente la seismie. În acest caz, utilizarea freonului 23 și a dioxidului de carbon este exclusă, deoarece modulele cu acești agenți gazoși de stingere a incendiilor trebuie instalate pe dispozitivele de cântărire care exclud fixarea lor rigidă.

Apărarea împotriva incendiilor incintelor cu personal permanent prezent (săli de control al traficului aerian, hale cu tablouri de comandă ale centralelor nucleare etc.) este supusă restricțiilor privind toxicitatea agenților gazoși de stingere a incendiilor. În acest caz, utilizarea dioxidului de carbon este exclusă, deoarece. concentrația volumetrică de stingere a incendiilor de dioxid de carbon din aer este fatală pentru oameni.

La protejarea unor volume de peste 2000 m3, din punct de vedere economic, cea mai acceptabilă este utilizarea dioxidului de carbon introdus într-un modul izoterm pentru dioxid de carbon lichid, în comparație cu toți ceilalți agenți de stingere a incendiilor cu gaz.

In urma studiului de fezabilitate se cunoaste cantitatea de agenti de stingere a incendiilor cu gaz necesara pentru stingerea incendiului si numarul preliminar de module de stingere a incendiilor cu gaz.

Duzele trebuie instalate în conformitate cu modelele de pulverizare specificate în documentația tehnică a producătorului duzei. Distanța de la duze până la tavan (tavan, tavan fals) nu trebuie să depășească 0,5 m atunci când se utilizează toți agenții de stingere a incendiilor cu gaz, cu excepția K2.

Conductele, de regulă, ar trebui să fie simetrice, de exemplu. duzele trebuie îndepărtate în mod egal din conducta principală. În acest caz, debitul agenților de stingere a incendiilor cu gaz prin toate duzele va fi același, ceea ce va asigura crearea unei concentrații uniforme de stingere a incendiilor în volumul protejat. Exemple tipice de conducte simetrice sunt prezentate în fig. 1 și 2.

La proiectarea conductelor, ar trebui să se țină seama și de conectarea corectă a conductelor de evacuare (rânduri, coturi) de la cea principală.

O conexiune cruciformă este posibilă numai dacă debitele agenților de stingere a incendiilor cu gaz 01 și 02 sunt egale ca valoare (Fig. 3).

Dacă 01 Ф 02, atunci conexiunile opuse ale rândurilor și ramurilor cu conducta principală trebuie distanțate în direcția de mișcare a agenților de stingere a incendiilor cu gaz la o distanță b care depășește 10 D, așa cum se arată în fig. 4, unde D este diametrul interior al conductei principale.

Nu se impun restricții privind racordarea spațială a conductelor la proiectarea conductelor unei instalații de stingere a incendiilor cu gaz la utilizarea agenților de stingere a incendiilor cu gaz aparținând grupei a doua și a treia. Și pentru conductele unei instalații de stingere a incendiilor cu gaz cu agenți de stingere a incendiilor cu gaz din primul grup, există o serie de restricții. Acest lucru este cauzat de următoarele.

Când freonul 125, 318Ts sau 227ea este presurizat în modulul de stingere a incendiilor cu gaz cu azot la presiunea necesară, azotul este parțial dizolvat în freonii enumerați, iar cantitatea de azot dizolvat în freoni este proporțională cu presiunea de supraalimentare.

b>10D ^ N

După deschiderea dispozitivului de blocare și pornire al modulului de stingere a incendiilor cu gaz sub presiunea gazului propulsor, freonul cu azot parțial dizolvat intră în duze prin conducte și iese prin acestea în volumul protejat. În același timp, presiunea în sistemul „module – conducte” scade ca urmare a extinderii volumului ocupat de azot în procesul de deplasare a freonului și a rezistenței hidraulice a conductelor. Există o eliberare parțială de azot din faza lichidă a freonului și se formează un mediu bifazic „un amestec al fazei lichide a freonului - azot gazos”. Prin urmare, sunt impuse o serie de restricții asupra conductelor unei instalații de stingere a incendiilor cu gaz folosind primul grup de agenți de stingere a incendiilor cu gaz. Scopul principal al acestor restricții este de a preveni stratificarea mediului bifazic în interiorul conductei.

În timpul proiectării și instalării, toate racordurile de conducte ale instalației de stingere a incendiilor cu gaz trebuie efectuate conform fig. 5, și este interzisă efectuarea acestora în forma prezentată în fig. 6. Săgețile din figuri arată direcția de curgere a agenților gazoși de stingere a incendiilor prin conducte.

În procesul de proiectare a unei instalații de stingere a incendiilor cu gaz într-o vedere axonometrică, se determină configurația conductelor, lungimea conductei, numărul de duze și cotele acestora. Pentru a determina diametrul interior al conductelor și suprafața totală a ieșirilor fiecărei duze, este necesar să se efectueze un calcul hidraulic al instalației de stingere a incendiilor cu gaz.

Metoda de realizare a unui calcul hidraulic al unei instalații de stingere a incendiilor cu gaz cu dioxid de carbon este dată în lucrare. Calculul unei instalatii de stingere a incendiilor cu gaze cu gaze inerte nu este o problema, deoarece în acest caz, fluxul este inert

ny gazele se prezintă sub formă de mediu gazos monofazat.

Calculul hidraulic al unei instalații de stingere a incendiilor cu gaz folosind freoni 125, 318C și 227ea ca agent de stingere a incendiilor cu gaz este un proces complex. Aplicarea metodei de calcul hidraulice dezvoltate pentru freonul 114B2 este inacceptabilă datorită faptului că în această metodă fluxul de freon prin conducte este considerat ca un lichid omogen.

După cum s-a menționat mai sus, fluxul de freoni 125, 318C și 227ea prin conducte are loc sub forma unui mediu bifazic (gaz - lichid), iar odată cu scăderea presiunii în sistem, densitatea mediului gaz-lichid scade. . Prin urmare, pentru a menține un debit de masă constant al agenților de stingere a incendiilor cu gaz, este necesară creșterea vitezei mediului gaz-lichid sau a diametrului interior al conductelor.

Compararea rezultatelor testelor la scară maximă cu eliberarea freonilor 318C și 227ea din instalația de stingere a incendiilor cu gaz a arătat că datele testelor diferă cu mai mult de 30% față de valorile calculate obținute printr-o metodă care nu ia în considerare solubilitatea azotului în freon.

Influența solubilității gazului propulsor este luată în considerare în metodele de calcul hidraulic al unei instalații de stingere a incendiilor cu gaz, în care freonul 13B1 este utilizat ca agent de stingere a incendiilor cu gaz. Aceste metode nu sunt generale. Proiectat pentru calculul hidraulic al unei instalații de stingere a incendiilor cu gaz numai cu freon 13V1 la două valori ale presiunii de supraalimentare MGP cu azot - 4,2 și 2,5 MPa și; la patru valori în funcționare și șase valori în funcționare ale factorului de umplere a modulelor cu agent frigorific.

Având în vedere cele de mai sus, s-a stabilit sarcina și s-a elaborat o metodă de calcul hidraulic al unei instalații de stingere a incendiilor cu gaz cu freoni 125, 318C și 227ea și anume: pentru o rezistență hidraulică totală dată a modulului de stingere a incendiilor cu gaz (intrarea în sifon). tubul, tubul sifon și dispozitivul de închidere și pornire) și conducta cunoscută în cablajul instalației de stingere a incendiilor cu gaz, se găsesc distribuția masei de agent frigorific care a trecut prin duze individuale și timpul de expirare a masa calculată de freon din duze în volumul protejat după deschiderea simultană a dispozitivului de închidere a tuturor modulelor. La crearea metodologiei s-a luat în considerare fluxul nestaționar al unui amestec bifazic gaz-lichid „freon-azot” într-un sistem format din module de stingere a incendiilor cu gaz, conducte și duze, ceea ce a necesitat cunoașterea parametrilor amestec gaz-lichid (câmpuri de presiune, densitate și viteză) în orice punct al sistemului de conducte în orice moment.

În acest sens, conductele au fost împărțite în celule elementare în direcția axelor prin planuri perpendiculare pe axele. Pentru fiecare volum elementar au fost scrise ecuațiile de continuitate, impuls și stare.

În acest caz, dependența funcțională dintre presiune și densitate în ecuația de stare a amestecului gaz-lichid a fost asociată cu relația folosind legea lui Henry sub ipoteza uniformității (omogenității) amestecului gaz-lichid. Coeficientul de solubilitate a azotului pentru fiecare dintre freonii considerați a fost determinat experimental.

Pentru efectuarea calculelor hidraulice ale instalației de stingere a incendiilor cu gaz, a fost elaborat un program de calcul în limbajul Fortran, care a fost denumit „ZALP”.

Programul de calcul hidraulic permite, pentru o schemă dată a unei instalații de stingere a incendiilor cu gaz, în cazul general, cuprinzând:

Module de stingere a incendiilor cu gaz umplute cu agenți de stingere a incendiilor cu gaz cu presurizare cu azot până la presiunea Рн;

Colector și conductă principală;

Dispozitive de distributie;

Conducte de distribuție;

Duze la ieșiri, de stabilit:

Inerția instalației;

Timpul de eliberare a masei estimate de agenți gazoși de stingere a incendiilor;

Timpul de eliberare a masei reale a agenților de stingere a incendiilor gazoși; - debitul masic al agentilor de stingere a incendiilor cu gaz prin fiecare duza. Aprobarea metodei de calcul hidraulic „2ALP” a fost realizată prin exploatarea a trei instalații de stingere a incendiilor cu gaze în funcțiune și pe un stand experimental.

S-a constatat că rezultatele calculului conform metodei dezvoltate coincid în mod satisfăcător (cu o precizie de 15%) cu datele experimentale.

Calculul hidraulic se efectuează în următoarea secvență.

Conform NPB 88-2001, se determină masele calculate și efective de freon. Din starea factorului de umplere maxim admisibil al modulului (freon 125 - 0,9 kg / l, freoni 318C și 227ea - 1,1 kg / l), se determină tipul și numărul modulelor de stingere a incendiilor cu gaz.

Presiunea de supraalimentare Рн a agenților gazoși de stingere a incendiilor este setată. De regulă, pH-ul este luat în intervalul de la 3,0 la 4,5 MPa pentru instalații modulare și de la 4,5 la 6,0 MPa pentru instalații centralizate.

Se întocmește o schemă a conductei instalației de stingere a incendiilor cu gaz, indicând lungimea conductelor, marcajele de înălțime ale îmbinărilor conductelor și duzelor. Diametrele interne ale acestor conducte și suprafața totală a ieșirilor duzei sunt stabilite preliminar cu condiția ca această zonă să nu depășească 80% din suprafața diametrului interior al conductei principale.

Parametrii enumerați ai instalației de stingere a incendiilor cu gaz sunt introduși în programul „2ALP” și se efectuează un calcul hidraulic. Rezultatele calculului pot avea mai multe opțiuni. Mai jos le considerăm cele mai tipice.

Timpul de eliberare al masei estimate a agentului de stingere cu gaz este Tr = 8-10 s pentru o instalație modulară și Tr = 13 -15 s pentru una centralizată, iar diferența de costuri între duze nu depășește 20%. În acest caz, toți parametrii instalației de stingere a incendiilor cu gaz sunt selectați corect.

Dacă timpul de eliberare al masei calculate a agentului gazos de stingere a incendiilor este mai mic decât valorile indicate mai sus, atunci diametrul interior al conductelor și aria totală a deschiderilor duzelor trebuie reduse.

Dacă timpul standard pentru eliberarea masei calculate a agentului de stingere a incendiilor cu gaz este depășit, presiunea de supraalimentare a agentului de stingere a incendiilor cu gaz din modul ar trebui să fie crescută. Dacă această măsură nu permite îndeplinirea cerințelor de reglementare, atunci este necesară creșterea volumului de propulsor în fiecare modul, adică. pentru a reduce factorul de umplere al modulului de agent de stingere cu gaz, ceea ce presupune o creștere a numărului total de module din instalația de stingere a incendiilor cu gaz.

Conformitatea cu cerințele de reglementare pentru diferența de debit între duze se realizează prin reducerea suprafeței totale a ieșirilor duzei.

LITERATURĂ

1. NPB 88-2001. Instalatii de stingere si semnalizare incendiu. Norme și reguli de proiectare.

2. SNiP 2.04.09-84. Automatizări de incendiu ale clădirilor și structurilor.

3. Echipamente de protecție împotriva incendiilor - Sisteme automate de stingere a incendiilor cu hidrocarburi halogenate. Partea I. Sisteme de inundații totale Halon 1301. ISO/TC 21/SC 5 N 55E, 1984.

Calculul hidraulic este cea mai dificilă etapă în crearea AUGPT. Este necesar să alegeți diametrele conductelor, numărul de duze și aria secțiunii de evacuare, pentru a calcula timpul real de ieșire a GFFS.

Cum vom număra?

Mai întâi trebuie să decideți de unde să obțineți metodologia și formulele pentru calculul hidraulic. Deschidem setul de reguli SP 5.13130.2009, Anexa G și vedem acolo doar metodologia de calcul a stingerii incendiilor cu dioxid de carbon la presiune joasă, dar unde este metodologia pentru alți agenți de stingere a incendiilor cu gaz? Ne uităm la paragraful 8.4.2 și vedem: „Pentru restul instalațiilor, se recomandă ca calculul să fie efectuat conform metodelor convenite în modul prescris”.

Programe de calcul

Să apelăm la producătorii de echipamente de stingere a incendiilor cu gaz pentru ajutor. În Rusia, există două metode de calcul hidraulic. Unul a fost dezvoltat și copiat de multe ori de către producătorii ruși de echipamente și aprobat de VNIIPO, pe baza acestuia a fost creat software-ul ZALP, Salyut. Celălalt a fost dezvoltat de compania TACT și aprobat de DND al Ministerului Situațiilor de Urgență, iar pe baza acestuia a fost creat softul TACT-gaz.

Metodele sunt închise pentru majoritatea inginerilor proiectanți și sunt pentru uz intern de către producătorii de instalații automate de stingere a incendiilor cu gaz. Dacă sunteți de acord, vă vor arăta, dar fără cunoștințe și experiență speciale, va fi dificil să efectuați un calcul hidraulic.

Completați câmpurile formularului pentru a afla costul unui sistem de stingere a incendiilor cu gaz.

Preferința consumatorilor casnici în favoarea stingerii eficiente a incendiilor, în care agenții de stingere a incendiilor cu gaz sunt utilizați pentru a elimina incendiile în echipamentele electrice și incendiile din clasa A, B, C (conform GOST 27331), se explică prin avantajele acestei tehnologii. . Stingerea incendiilor cu utilizarea gazului, în comparație cu utilizarea altor agenți de stingere a incendiilor, este una dintre cele mai neagresive metode de eliminare a incendiilor.

La calcularea sistemului de stingere a incendiilor se iau în considerare cerințele documentelor de reglementare, specificul instalației și se determină tipul de instalație de gaz - modulară sau centralizată (capacitatea de a stinge un incendiu în mai multe încăperi).
Instalatia automata de stingere a incendiilor cu gaz este formata din:

• butelii sau alte recipiente destinate depozitării unui agent gazos de stingere a incendiilor,
• conducte și supape direcționale care asigură alimentarea cu un agent de stingere a incendiilor, gaz (freon, azot, CO2, argon, hexafluorură de sulf etc.) în stare comprimată sau lichefiată la sursa de aprindere;
• dispozitive de detectare și control.

La efectuarea unei cereri de furnizare, instalare de echipamente sau o gamă completă de servicii, clienții companiei noastre „CompaS” sunt interesați de un deviz pentru stingerea incendiilor cu gaz. Într-adevăr, informația că această specie se numără printre modalitățile „costisitoare” de a stinge un incendiu este adevărată. Totuși, un calcul precis al sistemului de stingere a incendiilor, realizat de specialiștii noștri, luând în considerare toate condițiile, demonstrează că o instalație automată de stingere a incendiilor cu gaz în practică poate fi cea mai eficientă și benefică pentru consumator.

Calculul stingerii incendiului - prima etapă a proiectării instalației

Sarcina principală pentru cei care comandă stingerea incendiului cu gaz este să calculeze costul masei de gaz care va fi necesară pentru stingerea incendiului în cameră. De regulă, stingerea incendiului se calculează pe suprafață (lungime, înălțime, lățime a încăperii), în anumite condiții, pot fi necesari alți parametri ai obiectului:

• tipul sediului (camera server, arhivă, centru de date);
• prezența deschiderilor deschise;
• dacă există o podea înălțată și un tavan fals, indicați înălțimile acestora;
• temperatura minima a camerei;
• tipuri de materiale combustibile;
• tip de agent de stingere (opțional);
• clasa de pericol de explozie și incendiu;
• îndepărtarea camerei de comandă/consolei de securitate față de incinta protejată.

Clienții companiei noastre pot precomanda.

E.1 Masa estimată a GOTV, care trebuie stocată în instalație, este determinată de formulă

unde este masa GFEA, destinată să creeze o concentrație de stingere a incendiului în volumul încăperii în absența ventilației artificiale a aerului, este determinată de formulele:

Pentru GOTV - gaze lichefiate, cu excepția dioxidului de carbon:

Pentru GOTV - gaze comprimate și dioxid de carbon

aici - volumul estimat al incintei protejate, m. Volumul estimat al incintei include volumul său geometric intern, inclusiv volumul ventilației, aerului condiționat, sistemului de încălzire a aerului (până la supape ermetice sau clapete). Nu se scade din acesta volumul echipamentului situat în încăpere, cu excepția volumului elementelor de construcție solide (impermeabile) (stâlpi, grinzi, fundații pentru echipamente etc.);

Coeficient care ține cont de scurgerea agentului de stingere gazos din vase;

Coeficient ținând cont de pierderea agentului de stingere a incendiilor cu gaz prin deschiderile încăperii;

Densitatea agentului de stingere a incendiilor gazos, ținând cont de înălțimea obiectului protejat față de nivelul mării pentru temperatura minimă a camerei, kg/m, este determinată de formula

aici este densitatea vaporilor agentului de stingere a incendiilor cu gaz la o temperatură de 293 K (20 °C) și o presiune atmosferică de 101,3 kPa;

Temperatura minima a aerului in camera protejata, K;

Factor de corecție ținând cont de înălțimea locației obiectului față de nivelul mării, ale cărui valori sunt date în Tabelul E.11 din Anexa E;

Concentrația volumică normativă, % (vol.).

Valorile concentrațiilor standard de stingere a incendiilor sunt date în Anexa D.

Masa restului de GOV în conducte, kg, este determinată de formula

unde - volumul întregii distribuții de conducte a instalației, m;

Densitatea reziduului GFFS la presiunea care există în conductă după terminarea scurgerii masei agentului gazos de stingere a incendiilor în camera protejată;

Produsul din restul de ACM din modul, care este acceptat conform TD per modul, kg, prin numărul de module din instalație.

Notă - Pentru substanțele combustibile lichide care nu sunt enumerate în Anexa D, concentrația volumetrică standard de stingere a incendiilor a GFEA, ale căror componente sunt în fază gazoasă în condiții normale, poate fi determinată ca produsul dintre concentrația volumetrică minimă de stingere a incendiului și o siguranță. factor egal cu 1,2 pentru toate GFFS, cu excepția dioxidului de carbon. Pentru CO, factorul de siguranță este 1,7.

Pentru GFFS care se află în fază lichidă în condiții normale, precum și amestecuri GFFS, a căror cel puțin unul dintre componente este în fază lichidă în condiții normale, concentrația standard de stingere a incendiilor se determină prin înmulțirea concentrației volumetrice de stingere a incendiului cu un factor de siguranță de 1,2.

Metodele pentru determinarea concentrației minime volumetrice de stingere a incendiului și a concentrației de stingere a incendiului sunt stabilite în GOST R 53280.3.

E.2 Coeficienții ecuației (E.1) se determină după cum urmează.

E.2.1 Factorul care ține cont de scurgerea agentului gazos de stingere a incendiilor din nave 1.05.

E.2.2 Coeficient ținând cont de pierderea agentului de stingere a incendiilor cu gaz prin deschiderile încăperii:

unde este un parametru care ia în considerare amplasarea deschiderilor de-a lungul înălțimii încăperii protejate, m s.

Valorile numerice ale parametrului sunt selectate după cum urmează:

0,65 - atunci când deschiderile sunt situate simultan în zonele inferioare (0-0,2) și superioare ale camerei (0,8-1,0) sau simultan pe tavan și pe podeaua camerei, iar zonele deschiderilor din partea inferioară și superioară părțile sunt aproximativ egale și reprezintă jumătate din suprafața totală a deschiderilor; 0,1 - când deschiderile sunt situate numai în zona superioară (0,8-1,0) a încăperii protejate (sau pe tavan); 0,25 - când deschiderile sunt amplasate numai în zona inferioară (0-0, 2) incinta protejată (sau la etaj); 0,4 - cu o distribuție aproximativ uniformă a zonei de deschidere pe toată înălțimea incintei protejate și în toate celelalte cazuri;

Parametrul de scurgere al camerei, m,

unde este suprafața totală a deschiderilor, m;

Înălțimea camerei, m;

Termen normativ pentru furnizarea GOTV a incintei protejate, s.

E.3 Incendiile din subclasa A (cu excepția materialelor care mocnesc specificate la 8.1.1) trebuie stinse în încăperi cu un parametru de scurgere de cel mult 0,001 m.

Valoarea masei pentru stingerea incendiilor din subclasa A este determinată de formula

unde - valoarea masei pentru concentrația volumetrică standard la stingerea n-heptanului, se calculează prin formulele (2) sau (3);

Coeficient luând în considerare tipul de material combustibil.

Valorile coeficientului sunt luate egale cu: 1,3 - pentru hârtie de stingere, hârtie ondulată, carton, țesături etc. în baloturi, rulouri sau pliante; 2.25 - pentru încăperile cu aceleași materiale, la care este exclus accesul pompierilor după terminarea lucrărilor AUGP. Pentru alte incendii din divizia A, altele decât cele enumerate la 8.1.1, valoarea se presupune a fi 1,2.

În acest caz, este permisă creșterea timpului standard pentru furnizarea GOTV în timp.

Dacă valoarea estimată a GFEA este determinată folosind un coeficient de 2,25, rezerva de GFEA poate fi redusă și determinată prin calcul folosind un coeficient de 1,3.

Nu este necesară deschiderea încăperii protejate, în care este permis accesul, sau încălcarea etanșeității acesteia în orice alt mod în termen de 20 de minute de la funcționarea AUGP (sau înainte de sosirea pompierilor).

Anexa G

Proiectantul este întotdeauna responsabil pentru instalarea stingerii incendiilor cu gaz. Pentru o muncă de succes, este necesar, în primul rând, să faceți corect calcule. Calculele hidraulice sunt furnizate de producători gratuit, la cerere. În ceea ce privește alte operațiuni, proiectantul le execută independent. Pentru o muncă mai reușită, vă prezentăm formulele necesare calculelor și dezvăluim conținutul acestora.

Șeful departamentului de proiectare al companiei SRL „Pozhtekhnika”

Pentru început, să ne uităm la domeniile de aplicare a stingerii incendiilor cu gaz.

În primul rând, stingerea incendiilor cu gaz este stingerea incendiilor în volum, adică putem stinge un volum închis. Este posibilă și stingerea locală a incendiilor, dar numai cu dioxid de carbon.

Calculul masei gazului

În primul rând, trebuie să alegeți un agent de stingere a incendiilor cu gaz (după cum știm deja, alegerea GOTV este apanajul proiectantului). Acest subiect a fost subiectul rubricii noastre din nr. 2 al revistei pentru anul 2010, așa că nu ne vom opri asupra acestei etape de lucru.

Deoarece stingerea incendiului cu gaz este volumetrică, atunci, în consecință, principalele date inițiale pentru calculul acesteia vor fi lungimea, lățimea și înălțimea încăperii. Cunoscând volumul exact al încăperii, este posibil să se calculeze masa agentului de stingere a incendiilor cu gaz necesar pentru stingerea acestui volum. Calculul masei de gaz ce urmează a fi stocat în instalație se face după formula:

unde Mρ este masa GFEA, menită să creeze o concentrație de stingere a incendiului în volumul încăperii în absența ventilației artificiale a aerului. Acesta este determinat de formulele:

Pentru GFFS - gaze lichefiate, cu excepția dioxidului de carbon:

Pentru GOTV - gaze comprimate și dioxid de carbon:

unde Vr este volumul estimat al incintei protejate, m 3. Volumul calculat al camerei include volumul său geometric intern, inclusiv volumul ventilației, aer condiționat, sistem de încălzire a aerului (până la supape ermetice sau clapete). Nu se scade din acesta volumul echipamentului situat în încăpere, cu excepția volumului elementelor de construcție solide (impermeabile) (stâlpi, grinzi, fundații pentru echipamente etc.);

K 1 - coeficient care ține cont de scurgerea agentului de stingere a incendiilor cu gaz din nave;
K 2 - coeficient ținând cont de pierderea agentului de stingere a incendiilor cu gaz prin deschiderile încăperii;
ρ 1 - densitatea agentului de stingere a incendiilor cu gaz, ținând cont de înălțimea obiectului protejat față de nivelul mării pentru temperatura minimă din încăpere Tm, kg / m 3, se determină prin formula:

R o este densitatea vaporilor a agentului de stingere gazos la o temperatură de To = 293 K (20 °C) și o presiune atmosferică de 101,3 kPa;
La - temperatura minimă a aerului în încăperea protejată, K;
K 3 - factor de corecție care ține cont de înălțimea obiectului față de nivelul mării, ale cărui valori sunt date în Anexa D (SP 5.13130.2009);
Сн - concentrație volumetrică normativă, % (vol.)

Valorile concentrațiilor standard de stingere a incendiilor Cn sunt date în Anexa D (SP 5.13130.2009); Masa reziduului GFEA din conducte Mtr, kg, este determinată de formula:

unde Vtr este volumul întregii distribuții de conducte a instalației, m 3;
p GOTV - densitatea reziduului GOTV la presiunea care există în conductă după ce masa agentului de stingere a incendiilor cu gaz Mp a trecut în încăperea protejată;
Mbn este produsul reziduului de ACM din modulul Mb, care este primit conform TD pe modul, kg, cu numărul de module din unitatea n.

Rezultat

La prima vedere, poate părea că sunt prea multe formule, link-uri etc., dar în realitate totul nu este atât de complicat. Este necesar să se calculeze și să se adună trei cantități: masa AGW necesară pentru a crea o concentrație de stingere a incendiului în volum, masa reziduurilor AGV în conductă și masa reziduurilor AGFU în cilindru. Înmulțim cantitatea rezultată cu coeficientul de scurgere a fumului din cilindri (de obicei 1,05) și obținem masa exactă de fum necesară pentru a proteja un anumit volum componente din care, în condiții normale, se află în fază lichidă, concentrația standard de stingere a incendiilor. se determină prin înmulțirea concentrației volumetrice de stingere a incendiului cu un factor de siguranță de 1,2

Reducerea presiunii excesive

Un alt punct foarte important este calculul ariei deschiderii pentru a elimina excesul de presiune. Aria deschiderii Fc, m2, este determinată de formula:

unde Ppr este excesul de presiune maxim admisibil, care se determină din starea de conservare și rezistență a structurilor clădirii din incinta protejată sau a echipamentelor amplasate în acesta, MPa; Pa - presiunea atmosferică, MPa;
R c - densitatea aerului in conditiile de functionare a incintei protejate, kg/mc;
K 2 - factor de siguranță, luat egal cu 1,2;
K 3 - coeficient ținând cont de modificarea presiunii atunci când este alimentată;
τ sub - timpul de alimentare GOTV, determinat din calculul hidraulic, s;
∑ F este aria deschiderilor permanent deschise (cu excepția deschiderii de evacuare) în structurile de închidere ale încăperii, m 2 Valorile Mp, K 1, R 1 se determină pe baza calculului masei GFFS Pentru GFFS - gaze lichefiate, coeficientul K 3 = 1. Pentru GFFS - gaze comprimate, coeficientul K 3 este luat egal

• pentru azot - 2,4;
• pentru argon - 2,66;
• pentru compoziția „Inergen” - 2,44

Dacă valoarea părții drepte a inegalității este mai mică sau egală cu zero, atunci deschiderea (dispozitivul) pentru eliberarea presiunii în exces nu este necesară.

Pentru a calcula suprafața deschiderilor, trebuie să obținem date de la client cu privire la zona deschiderilor permanent deschise din zona protejată. Desigur, acestea pot fi mici găuri în canalele de cablu, ventilație etc. Dar trebuie înțeles că aceste deschideri pot fi sigilate în viitor și, prin urmare, pentru funcționarea fiabilă a instalației (dacă nu există deschideri deschise vizibile), este mai bine să luați valoarea indicatorului ∑F = 0. A Instalația de stingere a incendiilor cu gaz fără supape de suprapresiune poate deteriora doar stingerea eficientă și, în unele cazuri, poate duce la victime umane, de exemplu, la deschiderea ușii unei încăperi.

Alegerea modulului de stingere a incendiilor

Ne-am dat seama de masa și aria deschiderii pentru eliberarea presiunii în exces, acum trebuie să selectați un modul de stingere a incendiilor cu gaz. În funcție de producătorul modulului, precum și de proprietățile fizice și chimice ale fumului selectat, se determină factorul de umplere al modulului. În cele mai multe cazuri, valorile sale sunt în intervalul de la 0,7 la 1,2 kg/l. Dacă obțineți mai multe module (o baterie de module), atunci nu uitați de clauza 8.8.5 din SP 5.13130: „Când conectați două sau mai multe module la un distribuitor (conductă), trebuie utilizate module de aceeași dimensiune standard:

• cu aceeași umplere GFFS și presiune a gazului propulsor, dacă gazul lichefiat este utilizat ca GFFS;
• cu aceeași presiune a ACM, dacă se folosește gaz comprimat ca ACM;
• cu aceeași umplere GFFS, dacă gazul lichefiat fără combustibil este utilizat ca GFFS.

Amplasarea modulelor

După ce s-a decis asupra numărului și tipurilor de module, este necesar să se convină cu clientul asupra locației acestora. Destul de ciudat, o întrebare atât de ușoară la prima vedere poate cauza multe probleme de design. În cele mai multe cazuri, construcția sălilor de servere, a tablourilor de distribuție și a altor spații similare se realizează într-un timp scurt, astfel încât sunt posibile unele modificări ale arhitecturii clădirii, ceea ce afectează negativ proiectarea, în special la locul stingerii incendiului cu gaz. module. Cu toate acestea, atunci când alegeți locația modulelor, este necesar să vă ghidați după setul de reguli (SP 5.13130.2009): „Modulele pot fi amplasate atât în ​​încăperea protejată propriu-zisă, cât și în afara acesteia, în imediata ei apropiere. Distanța de la vase la sursele de căldură (dispozitive de încălzire etc.) ar trebui să fie de cel puțin 1 m. Modulele trebuie amplasate cât mai aproape de spațiile protejate și nu trebuie amplasate în locuri unde pot fi expuse efectelor periculoase ale incendiu (explozie), daune mecanice, chimice sau de altă natură, expunere directă la lumina soarelui.

Cablajul conductelor

După determinarea locației modulelor de stingere a incendiilor cu gaz, este necesar să se deseneze conductele. Ar trebui să fie cât mai simetric posibil: fiecare duză trebuie să fie echidistantă de conducta principală. Duzele trebuie dispuse în funcție de raza lor de acțiune.

Fiecare producător are anumite restricții privind aranjarea duzelor: distanța minimă față de perete, înălțimea de instalare, dimensiunile duzelor etc., de care trebuie luate în considerare și la proiectare.

Calcul hidraulic

Numai după calcularea masei agentului de stingere a incendiilor cu gaz, alegerea amplasamentului modulelor, trasarea unei schițe a conductelor și aranjarea duzelor, se poate trece la calculul hidraulic al instalației de stingere a incendiilor cu gaz. Denumirea tare „calcul hidraulic” ascunde definiția următorilor parametri:

• calculul diametrului conductelor de-a lungul întregii lungimi a conductelor;
• calculul timpului de ieșire GOTV din modul;
• calculul ariei de evacuare a duzelor.

Pentru calculul hidraulic apelam din nou la producatorul de instalatii de stingere a incendiilor cu gaz. Există metode de calcul hidraulic care au fost dezvoltate pentru un anumit producător de module cu umplerea unei compoziții specifice de stingere a incendiilor cu gaz. Dar recent, software-ul a devenit mai răspândit, ceea ce permite nu numai să se calculeze parametrii de mai sus, ci și să deseneze cablurile țevii într-o interfață grafică ușor de utilizat, să calculeze presiunea în conductă și la duză și chiar să indice diametrul burghiul care trebuie să facă găuri în duze.

Desigur, programul face toate calculele pe baza datelor pe care le-ați introdus: de la dimensiunile geometrice ale camerei până la înălțimea obiectului deasupra nivelului mării. Majoritatea producătorilor oferă calcule hidraulice gratuit, la cerere. De asemenea, este posibil să achiziționați un program de calcul hidraulic, să urmați o pregătire și să nu mai depindeți de un anumit producător.

Finalul

Ei bine, toți pașii au fost finalizați. Rămâne doar întocmirea documentației de proiect în conformitate cu cerințele documentelor de reglementare actuale și coordonarea proiectului cu clientul.