Типовой состав установок водяного пожаротушения

Типовая схема установки водяного пожаротушения представлена на рис.3.1. Установка содержит:

1. Водоисточник;

2. Рабочий насос;

3. Подпитывающий насос (жокей-насос);

4. Резервный насос;

5. Задвижка;

6. Обратный клапан;

7. Электроконтактный манометр для запуска основного насоса;

8. Электроконтактный манометр для остановки жокей-насоса;

9. Электроконтактный манометр для запуска жокей-насоса;

10. Промежуточная мембранная емкость;

11. Электроконтактный манометр для сигнализации о выходе основного насоса на режим;

12. Сигнализатор давления универсальный (СДУ);

13. Распределительный трубопровод;

14. Питающий трубопровод;

15. Электроконтактный манометр для сигнализации об утечке в системе;

16. Подводящий трубопровод;

17. Контрольно-сигнальный клапан;

18. Оросители.

Рис. 3.1. Принципиальная схема автоматической установки водяного пожаротушения

В качестве водоисточника (1) (Рис. 3.1) для установок водяного пожаротушения может использоваться: городской водопровод, резервуар с необходимым запасом воды или открытый водоем. В случае, когда в качестве водоисточника используется городской водопровод и его параметры могут обеспечить необходимый напор и расход установки насосы повысители не требуются.

Рабочий насос (2) (основной водопитатель) (Рис. 3.1),предназначен для обеспечения требуемого расхода и напора огнетушащего вещества в трубопроводах установки в течении нормированного времени. Основные параметры насосов, к которым относится напор и расход, определяются на основании гидравлического расчета. На случай отказа рабочего насоса, всегда предусматривается резервный насос (4).

В качестве насосов применяются одноступенчатые горизонтальные или вертикальные центробежные насосы, с осевым всасывающим патрубком и радиальным напорным патрубком. Насосы могут быть в моноблочном (рис.3.2 а) исполнении или консольные(рис.3.2 б).

а)	б)

Рис. 3.2 Центробежные насосы: а –консольные; б - моноблочные

Жокей насос (3) (автоматический водопитатель) (Рис. 3.1) обеспечивает в трубопроводах установки только давление, которое необходимо для срабатывания узла управления. Для предотвращения частого включения жокей-насоса с целью компенсации утечки воды из системы используется промежуточная мембранная емкость (10). В системе автоматического водоснабжения мембранный бак работает следующим образом: после монтажа системы и подключения к электросети жокей-насос включается и начинает закачивать воду в водяную камеру, при этом объем воздуха, находящегося в воздушной камере, уменьшается в зависимости от величины поступающего объема воды. При уменьшении объема воздуха давление в мембранном баке возрастает. После того, как давление в мембранном баке превысит давление отключения насоса, установленное на реле давления, насос отключается и находится в отключенном состоянии до тех пор, пока давление в системе не упадет из-за разбора воды, после чего насос снова включается, и так далее. Так как давление воздуха уравновешено давлением воды, мембрана постоянно находится в свободном состоянии, не испытывая внутренних напряжений – она как бы плавает между водой и воздухом. Давление в мембранном баке контролируется по манометру. По нему же происходит и настройка реле давления на требуемый рабочий диапазон.

Трубопроводы установки подразделяются на подводящий (16) (от основного водопитателя до узла управления), питающий (14) (от узла управления до распределительного трубопровода) и распределительный (13) (трубопровод с оросителями). Диаметры трубопроводов назначаются или рассчитываются проектировщиком при гидравлическом расчете.

Оросители (18)(Рис. 3.1) установок водяного пожаротушения предназначены для тушения, локализации или блокирования пожара путем разбрызгивания или распыления воды и (или) водных растворов.

Оросители классифицируют по следующим показателям [7]:

По наличию теплового замка или привода для срабатывания на:

1. спринклерные;

2. дренчерные;

3. с управляемым приводом: электрическим, гидравлическим, пневматическим, пиротехническим;

- комбинированные.

По назначению:

1. общего назначения, в том числе предназначенные для подвесных потолков и стеновых панелей: углубленные, потайные, скрытые;

2. предназначенные для завес;

3. предназначенные для стеллажных складов;

4. предназначенные для пневмо- и массопроводов;

5. предназначенные для предупреждения взрывов;

6. предназначенные для жилых домов;

7. специального назначения.

По конструктивному исполнению:

1. розеточные;

2. центробежные (эвольвентные);

3. диафрагменные (каскадные);

4. винтовые;

5. щелевые;

6. струйные;

7. лопаточные;

8. прочие конструкции.

По виду используемого огнетушащего вещества:

1. водяные;

2. для водных растворов, в том числе пенные;

3. универсальные.

По форме и направленности потока огнетушащего вещества:

1. симметричные: концентричные, эллипсоидные;

2. неконцентричные односторонней направленности;

3. неконцентричные двусторонней направленности;

4. прочие.

По капельной структуре потока ОТВ:

1. разбрызгиватели;

2. распылители.

По виду теплового замка:

1. с плавким термочувствительным элементом;

2. с разрывным термочувствительным элементом;

3. с упругим термочувствительным элементом;

4. с комбинированным тепловым замком.

По монтажному расположению:

1. вертикально, поток ОТВ из корпуса направлен вверх;

2. вертикально, поток ОТВ из корпуса направлен вниз;

3. вертикально, поток ОТВ из корпуса направлен вверх или вниз (универсальные);

4. горизонтально, поток ОТВ направлен вдоль оси распылителя;

5. вертикально, поток ОТВ из корпуса направлен вверх, а затем в сторону (вдоль направляющей лопатки или образующей корпуса оросителя);

6. вертикально, поток ОТВ из корпуса направлен вниз, а затем в сторону (вдоль направляющей лопатки или образующей корпуса оросителя);

7. вертикально, поток ОТВ из корпуса направлен вверх или вниз, а затем в сторону (вдоль направляющей лопатки или образующей корпуса оросителя) (универсальные);

По виду покрытия корпуса:

1. без покрытия;

2. с декоративным покрытием;

3. с антикоррозионным покрытием.

По способу создания диспергированного потока:

1. прямоструйные;

2. ударного действия;

3. завихренные.

Оросители выполняются готовым изделием. Полная маркировка оросителей представлена в Приложении В

Спринклерный ороситель – ороситель с запорным устройством входного отверстия, вскрывающимся при срабатывании теплового замка.

Спринклерные оросители предназначены для распыления воды и распределения ее по защищаемой площади для локального тушения очагов пожара или их локализации при повышении температуры в защищаемом помещении свыше допустимой.

Общий вид водяных спринклерных оросителей представлен на рис. 3.3.

а)	б)

Рис.3.3 Спринклерные оросители:

а – ороситель с плоской розеткой и стеклянной колбой;

б – ороситель с вогнутой розеткой и стеклянной колбой: 1 – розетка; 2 – колба; 3 – клапан; 4 - крепление к распределительному трубопроводу;

В зависимости от вида исполнения спринклеры бывают: с вогнутой розеткой; с плоской розеткой; настенного исполнения; с плавким элементом; со стеклянной колбой.

К основным тактико-техническим и эксплуатационным характеристикам спринклерных оросителей относится:

- условный диаметр выходного отверстия, мм;

- наружная присоединительная резьба, дюйм;

- рабочее давление, МПа;

- защищаемая площадь, м²;

- интенсивность орошения, дм³/с·м²;

- коэффициент производительности;

- вид теплового замка;

- номинальная температура срабатывания оросителя, °С;

- номинальное время срабатывания, с;

- диапазон рабочих температур, °С.

На рис.3.4. представлены графики зависимости интенсивности орошения от давления оросителей устанавливаемые вертикально розеткой вниз, на рис.3.5. эпюры орошения оросителей

Рис. 3.4. Графики зависимости интенсивности орошения

оросителей от давления

Рис. 3.5. Эпюры орошения оросителей

Выбор температуры срабатывания спринклерных оросителей производится в зависимости от максимально возможной температуры воздуха в условиях нормальной эксплуатации помещения.

Максимальную температуру окружающей среды для спринклерных оросителей следует устанавливать согласно табл. 3.1

Таблица 3.1

Предельно допустимая температура окружающей среды

Предельно допустимая рабочая температура окружающей среды в зоне расположения спринклерных оросителей, °C	Номинальная температура срабатывания, °C
До 38 вкл
От 39 до 50 вкл.
От 39 до 52 вкл.
От 39 до 52 вкл.
От 51 до 58 вкл.
От 53 до 70 вкл.
От 71 до 77 вкл.
От 78 до 86 вкл.
От 71 до 100 вкл.
От 101 до 120 вкл.
От 101 до 140 вкл.
От 141 до 162 вкл.
От 141 до 185 вкл.
От 186 до 200 вкл.
От 201 до 220 вкл.
От 221 до 300 вкл.

В качестве теплового замка спринклерных оросителей могут быть использованы пластины скрепленные легкоплавким элементом или стеклянные колбы с подкрашенной жидкостью с соответствующим коэффициентом объемного расширения.

В пределах одного защищаемого помещения следует устанавливать однотипные оросители с одинаковым диаметром выходного отверстия.

В табл. 3.2 приведены цвета жидкости в зависимости от номинальной температуры разрушения теплового замка.

Таблица 3.2

Соответствие цвета жидкости номинальной температуре разрушения теплового замка

Номинальная температура Разрушения теплового замка ˚С	Цвет жидкости
	Оранжевый
	Красный
	Зеленый
	Голубой
	Фиолетовый
	Черный

Отличием дренчерных оросителей от спринклерных является отсутствие теплового замка, в следствии чего выходные дренчерные оросители открыты.

Оросители дренчерные предназначены для использования в составе автономных, автоматических, полуавтоматических и с ручным пуском установок пожаротушения, секций орошения и водяных завес с целью локализации очага возгорания и предотвращения распространения пожара через оконные, дверные и технологические проемы за пределы защищаемого оборудования, зон или помещений, а также для обеспечения приемлемых условий при эвакуации людей из горящих зданий. Кроме того, дренчерные оросители эффективно используются для охлаждения технологического оборудования, в том числе резервуаров с сырой нефтью, а также для создания между объектами водяных завес, блокирующих распространение огня. Конструктивно оросители, в основном, состоит из одной цельной детали, в результате чего ороситель обладает исключительной надежностью в эксплуатации.

В дренчерных установках водяного пожаротушения применяются дренчерные оросители с вогнутой и плоской розеткой (рис. 3.6. (а)) с диаметром выходного отверстия 8, 10, 15 и 20 мм.

Для создания водяных завес с целью защиты вертикальных проемов и ограждений применяются дренчерные оросители горизонтального исполнения (рис. 3.6. (б)) и щелевые оросители (рис. 3.6. (в)).

А	б	в

Рис. 3.6. Дренчерные оросители

1 – дренчерный ороситель с плоской розеткой вниз; 2 - дренчерный ороситель горизонтального исполнения; 3 –дренчерный ороситель щелевой

Для формирования и распределения по защищаемой поверхности более интенсивного, по сравнению с розеточными оросителями, потока огнетушащего вещества (воды, воды со смачивателем, водопенным раствором) существует ороситель эвольвентный (рис.3.7).Оросители используются для тушения и локализации возгораний промышленного оборудования, механизмов, ленточных конвейеров, емкостей и производственных помещений, складов, стоянок автотехники, локомотивных депо и других объектов, содержащих легковоспламеняющиеся жидкости и горючие материалы, угли и торфы, продукты нефте-газопереработки, резинотехнические и древесно-стружечные изделия, сыпучие продукты и другие,синтетические и природные материалы.

Оросители формируют особую структуру потока огнетушащего вещества (ОТВ), которая характеризуется плавным увеличением интенсивности орошения от центра к периферии, обеспечивая при этом мощный направленный поток ОТВ. При давлении свыше 0,4 МПа в центральной части водяного форса появляется мелкодисперсная фаза, которая удерживается от рассеивания в окружающую среду наружной капельной зоной потока и интенсивно турбулизируется. (рис.3.8.)

Рис. 3.7 Ороситель эвольвентный

Оросители устанавливаются в любом пространственном положении.

Для оросителей данного типа особенно характерно:

- эффективное тушение и локализация горения по площадям за счет формирования более плотного потока ОТВ в местах сопряжения зон орошения;

- эффективное тушение и орошение точечных объектов, умещающихся в площади орошения;

- работа по схеме: локализация – тушение. При этом «водяной колпак» надежно удерживает в зоне тушения языки пламени;

- тушение пожаров с элементами фильтрационного горения и тления;

- при установке оросителя под углом к плоскости тушения и сокращении расстояния до объекта тушения, поток ОТВ, обладающий повышенной кинетической энергией, способен оторвать факел от поверхности горения и существенно сократить время тушения пожара.

Эти уникальные качества оросителей расширяют область их применения и, в совокупности с рациональным расходованием огнетушащего вещества, позволяют существенно снизить стоимость защиты единицы поверхности.

Рис. 3.8. Эпюры орошения эвольвентного оросителя

Узел управления (УУ) – совокупность устройств (трубопроводной арматуры, запорных и сигнальных устройств, ускорителей их срабатывания, устройств, снижающих вероятность ложных срабатываний, измерительных приборов и прочих устройств), которые расположены между подводящим и питающим трубопроводами спринклерных и дренчерных установок водяного и пенного пожаротушения.

УУ предназначены для контроля состояния и проверки работоспособности установок в процессе эксплуатации, а также для пуска огнетушащего вещества, выдачи сигнала для формирования командного импульса на управление элементами пожарной автоматики (насосами, системой оповещения, отключением вентиляторов и технологического оборудования и др.).

УУ подразделяют:

По виду на:

- спринклерные;

- дренчерные.

По среде заполнения питающего и распределительных трубопроводов на:

- водозаполненные;

- воздушные.

По виду привода дренчерного или универсального сигнального клапана на:

- гидравлические;

- пневматические;

- электрические;

- ручные;

- механические;

- комбинированные.

По рабочему положению на трубопроводе относительно горизонтальной плоскости на:

- вертикальные;

- горизонтальные;

- универсальные.

По типу соединения с трубопроводом и/или арматурой на:

- фланцевые;

- муфтовые;

- штуцерные;

- хомутовые;

- комбинированные.

Узлы управления, в зависимости от типа установок, могут включать в себя следующее комплектующее оборудование:

- пожарные запорные устройства;

- акселератор;

- эксгаустер;

- гидроускоритель;

- фильтр;

- манометры;

- сигнализатор давления;

- компенсатор;

- камеру задержки;

- трубопроводную обвязку.

Сигнализатор давления универсальный (СДУ) (рис.3.9) предназначен для выдачи сигналов о поступлении огнетушащих веществ в питающие трубопроводы установок водяного пожаротушения при срабатывании узлов управления или распределительных устройств, замыканием/размыканием контактной группы.

Рис. 3.9. Сигнализатор давления универсальный

Для контроля потока жидкости и формирование команд управления с помощью контактов реле во внешние цепи, в автоматических установках водяного пожаротушения предусматривают сигнализатор потока жидкости (рис. 3.10).

Принцип действия сигнализатора заключается в следующем. При отсутствии движения огнетушащего вещества регистратор 1, уравновешенный с помощью пружины 2, находится в нейтральном положении. В этом положении контакты микропереключателя 3 разомкнуты. Прим вскрытии одного и более оросителей поток огнетушащего вещества отклоняет регистратор 1, который, свободно перемещаясь, действует на микропереключатель 3 и замыкает его контакты. В результате этого выдается сигнал о срабатывании установки пожаротушени.

Рис. 3.10. Сигнализатор потока жидкости:

1 –регистратор; 2 – пружина; 3 - микропереключатель