Автоматические установки пожаротушения

Негосударственное образовательное учреждение высшего образования Московский технологический институт Кафедра Техносферной безопасности

РЕФЕРАТ

по дисциплине " Системы защиты опасных объектов от внешнего воздействия"

на тему: " Автоматические установки пожаротушения"

Выполнил (а):

Студент (ка) 4 курса Форма обучения Заочная Еремина Наталья Николаевна Москва 2015

• Введение
• 1. История возникновения установок пожаротушения
• 2. Классификация и область применения автоматических установок пожаротушения
• 3. Основные требования к установкам пожаротушения
• Заключение
• Список литературы

Проблема пожаров на объектах является особо острой. Каждый день новости о таких случаях в различных регионах страны доносятся с экранов телевизора. Пренебрежение нормами пожарной безопасности, а особо в местах многочисленного скопления людей приводит к жертвам среди людей, а также материальному ущербу. Однако дело совсем не в чьей-то халатности. Желание собственников объекта запустить его в кратчайшие сроки в эксплуатацию с минимальным вложением финансовых средств обычно затмевает даже чувство личной безопасности и самосохранения. Пренебрежение простыми правилами пожарной безопасности и приводит к таким печальным результатам. Особого внимания заслуживают автоматические системы тушения пожара, ведь именно они могут не беспокоится за человеческую невнимательность и недобросовестность. Данный вопрос является актуальным, так как далеко не последнюю роль в возникновении опасных пожарных ситуаций, приводящим к ущербу, а иногда и жертвам среди людей, играет отсутствие самых простых устройств для тушения пожаров.

Цель работы: изучить тему, связанную с автоматическими системами пожаротушения.

1. История возникновения установок пожаротушения

История происхождения установок тушения пожаров тесно связана с развитием человечества. Упоминания о подобных устройствах присутствуют уже в древнейших летописях. Описания разнообразных установок для тушения пожаров можно встретить в работах Архимеда, греческого ученого-механика Ктесибия — изобретателя нагнетательного водоподъемного насоса, трактатах Герона Александрийского, Пифагора, римского архитектора Витрувия и других. В работах Витрувия присутствует описание насоса Ктесибия (рисунок 1): «Она должна быть изготовлена из бронзы. В основе ее лежат два сосуда цилиндрической формы на небольшом расстоянии друг от друга, имеющих трубы вилообразной формы, симметрично сходящиеся в особый сосуд, размещенный между ними.

Данный сосуд должен быть оборудован клапанами, расположенными в верхней части труб, которые не позволяют выходить обратно тому, что было закачано в сосуд при помощи давления воздуха.

Цилиндрические сосуды вводятся в действие путем подъема штанг и рычагов. Поршни подают воздух, который будет находиться там вместе с водой; в силу закрытия нижних отверстий клапанами напорное давление сквозь верхние клапаны труб будет выдавливать воду в серединный сосуд, а из него колпак, получая толчки воды, нагнетает ее по своей трубе вверх.

И, в результате этого, из более низкого места с помощью устроенного резервуара вода нагнетается для того, чтобы быть фонтаном…

Насос начинается двигаться с помощью водяного колеса.

Рисунок 1 - Насос Ктесибия [4,c.5]

Конструкция поршневого насоса, приведенная выше, и по истечении тысячелетия мало поменялась (рисунок 2)

Рисунок 2 - Пожарные насосы [4,c.5]

а) Антона Платнера (1518 г.)

б) Яна ванн дер Гейде (1672 г.

Герон Старший усовершенствовал конструкцию насоса, а именно, он оборудовал его вертикальной трубой с насадкой, сквозь который происходил выброс воды. Данная новинка помогала менять высоту подачи водяной струи. Вместе с этим, был решен такой вопрос как подача воды в разных направлениях. Сам насос размещался в ящике, в который нагнеталась вода для функционирования насоса. Поэтому пожарные насосы чуть позже обзавелись другим названием — «заливные трубы», которое можно увидеть в литературе вплоть до 20 века.

Конец ХVII-начало XVIII веков ознаменованы разработками в сфере автоматизированных установок пожаротушения, оборудованных взрывателями, при активации которых из сосудов выкидывалось или распылялось специальное средство для тушения огня. К таким установкам можно отнести бочкообразные сосуды, изобретенные в 1708—1710 годах в России с участием Петра I, в 1715 году Захарием Грейлем (Германия), в 1723 году Годфреем (Англия), в 1770 году полковником артиллерии Ротом (Германия).

1769−1770 годы были отмечены созданием русским горным офицером К. Д. Фроловым проекта и рабочего макета прототипа современной установки водяного пожаротушения (рисунок 3).

В описании проекта изобретатель отметил, что его установка может быть применена в роли водопроводного устройства. Конструкция ее была несложной. Двигателем служило водоналивное колесо (1), которое приводило в движение кривошипно-шатунный механизм (2). Последний жестко крепился к поршням двух всасывающих насосов (3), нагнетающих воду в распределительную трубу (4), с перекрывными кранами. При пожаре, на концы стояков одевались «кожаные рукава со шприцами» (5) и открывался кран для нагнетания воды в место возгорания. В чердачные помещения вода нагнеталась по стоякам (6). Внутри данных помещений располагались горизонтальные трубы с отверстиями для распыления воды по всему помещению. Но эта разработка так и не была использована в реальных условиях.

Рисунок 3 - Установка К.Д. Фролова [4, с.6]

В 1806 году англичанин Джон Кэри разрабатывает подобное устройство и обзаводится на нее патентом. От конструкций Фролова и Кэри до полностью автоматизированной системы остается всего один шаг. И он был совершен в 1864 году англичанином Стюартом Гаррисоном, который оборудовал пожарную установку устройством, напоминающим современный спринклер.

В 1874 г. американская фирма «Пармели и К°» разработала конструкцию оросителя, который получил название спринклер (от английского «брызгать»). Через семь лет Пьер Ориоль из Канта (Франция) разрабатывает «автоматический пожаротушитель Ориоля». Принцип его работы не имел серьезных расхождений с уже известными системами, помимо конструкции оросителя. Для распыления воды конструктор применил сетчатый распылитель. В том же 1881 году Фридерик Гриннель из США сконструировал отражатель, который позволил нагнетать воду из спринклера во все стороны. Конструкция спринклера вышла настолько успешной, что буквально со следующего года данные установки перешли в промышленное производство.

Первые промышленные спринклерные установки выглядели как водопроводные системы с подсоединенными к ним спринклерными головками. Главной частью спринклеров являлся мостик из нескольких тонких металлических пластинок, спаянных друг с другом при помощи легкоплавкого металла с определенной температурой плавления. Повышение температуры воздуха способствовало тому, что происходила расплавка металла мостика, и в результате этого срабатывал сплинклер. Разбрызгивание воды прекращалось посредством закрытия крана системы водоснабжения.

К спринклерным системам уже в те времена предъявлялись довольно строгие требования: вода должна была равномерно и в нужном количестве подаваться на защищаемую площадь, в том числе на потолок помещения; легкоплавкий замок спринклера обязан был распадаться при нужной температуре и не препятствовать высвобождению пробки, закрывающей его отверстие. Данным условиям в наибольшей степени соответствовал спринклер «Гриннель», который получил распространение в Америке, а позднее и в других промышленно-развитых государствах [4, c. 5−6].

В Великобритании с 1882 по 1904 годы спринклеры были смонтированы на 2,5 тыс. фабриках и заводах. Данные устройства производились компанией «Матер и Платт». В инструкции к ним было указано, что данные спринклеры следует применять вместе с водопроводными трубами, подсоединенными к городскому водопроводу, или баку, который нужно монтировать на необходимой высоте над оберегаемым помещением. Под потолком размещают несколько параллельных рядов водопроводных труб с расстоянием друг от друга 2,5−3,0 м. Каждая труба с интервалом 3,0−3,5 м содержала спринклеры.

В России использование спринклерных устройств пожаротушения «Гриннель» началось с 1891 года.

Разработка автоматических установок водяного пожаротушения проводилась сразу по нескольким направлениям. В 1882 году Ф. Баром из Варшавы сконструировал прибор для «автоматического тушения и указания пожара». В данном устройстве, раскрытие спринклеров производится при помощи электрической энергии. Сигнал на клапаны приходил от датчика, который представлял собой провод, обволакиваемый изолирующей массой. В результате увеличения температуры, происходило расплавление этой массы, и концы проволок, соприкасались между собой, в результате чего происходило замыкание электрической цепи. В тот же момент происходило замыкание цепи электрического звонка, и срабатывал сигнал тревоги. В августе 1882 г. В. Ванкербергер из Брюсселя предложил использовать для тушения пожаров в фабричных помещениях пожаротушитель, чувствительным элементом, которого служила пластинка из набора металлов, с различными коэффициентами расширения. В результате увеличения температуры внутри помещения пластинка приводила в движение механическую тягу, при помощи которой происходило открытие крана системы паропровода, и активировался звонок.

По мнению конструктора установки, в результате увеличения температуры внутри помещения можно было применить пластинку из стали, которая удерживалась в нужном положении при помощи легкосгораемой тесьмы или шнура, которые соединяются со шнуром, протягиваемым через все помещение.

Месяцем ранее в Российское патентное ведомство казанский купец Ю Кюн прислал предложение, в котором указывалось что на водопроводных трубах закреплялись трубки в виде конуса с герметичными клапанами, которые соединяются друг с другом посредством легковоспламеняющегося шнура. 23 мая 1884 года, т. е. почти на месяц раньше Ф. Гриннеля, русский инженер Н. П. Зимин заявляет в патентное ведомство автоматический пожаротушитель, у которого сетка для рассеивания воды плотно закрывалась стеклянным или фарфоровым колпаком. Разрушение колпака производилось при помощи груза, приводимого в движение при перегорании легковоспламеняющейся тесьмы, или при расплавлении легкоплавкого металла. Использование колпака из стекла в роли запорного устройства водопроводной сети давало возможность эксплуатировать автоматические установки водяного пожаротушения в агрессивных средах. Это было весомым продвижением, так как спринклеры «Гриннель» в результате воздействия коррозии на металле всегда срабатывали в атмосфере, где присутствовали кислоты. Но изобретения Зимина, как и Федорова в свое время, так и не были реализованы на практике.

В 1893 году Ф. Гриннель обзаводится в России новой привилегией на свой спринклер, ключевым нововведением которого стало «устранение повреждения подобных клапанов под влиянием воздуха, разъедающих газов и воды, которых клапан подвергается длительный период времени и в результате этого может не сработать в критический момент, или раскрыться, когда не нужно». Он предлагает изготавливать их стеклянными или фарфоровыми, а также с применением других кремнистых материалов. Данный спринклер получил широкую известность под прозвищем «бульб-спринклер» .

Помимо спринклеров «Гриннель», в конце предыдущего века использовались и другие образцы. В их числе был спринклер австрийца X. Линзера, имеющий отличие от известных двумя свойствами. Мостик из легкоплавкого металла располагается не под клапаном, а был вынесен в сторону, в результате чего на него действовало растяжение, а не сжатие. Второе отличие состояло в том, что клапан упирался не в упругую диафрагму, а на металлическое седло. Сам же принцип работы не отличался от спринклера Гриннеля. Минусом «Линзера», согласно мнению экспертов, было наличие в нем мобильных частей, которые требовали более прихотливого обслуживания.

Для защиты фабрик и заводов применялись также спринклеры Ньютона и А. Пашковского. Спринклеры русского изобретателя Пашковского по конструкции занимали промежуточное положение между спринклерами Гриннеля и Ньютона, с одной стороны, и спринклерами Линзера — с другой. По сравнению с названными, конструкции Пашковского могли быстро привести в рабочий открывшиеся спринклеры без смены головок. Хватало только вставить в старую головку новый мостик. Это был существенный плюс, в том числе в плане экономии финансов, ибо спринклерные головки имели высокую стоимость. Также стало проще контролировать наличие в подводящих трубопроводах воды, так как ее отсутствие или маленький напор в сети приводили к тому, что вода капала из спринклера. И все же, 90% всех установок составляли спринклеры «Гриннель» .

Использование автоматических установок водяного пожаротушения для защиты помещений внесло ощутимый вклад в дело борьбы с огнем. В 1904 году страховой деятель Бэтлей проведя анализ всех возгораний на спринклерованных фабриках Великобритании сделал вывод, что из 810 пожаров 734 (91%) потушено спринклерами.

В данных установках видели отличную защиту от огня, и уже к 1895 году в мире эксплуатировалось свыше 3 млн. 250 тыс. спринклеров «Гриннель», под надежным прикрытием которых находилось более 12 тысяч зданий с имуществом на сумму более 1 млрд руб. по ценам того времени. В начале XX века спринклерные установки предотвратили в мире 15 тысяч пожаров.

В начале XX века также был сделан ряд крупных разработок в сфере пожарной автоматики, а именно, были созданы автоматические извещатели, автоматические установки химического пенного тушения с тросовым пуском, автоматические порошковые огнетушители. Стимулом к изобретению в России и за границей установок пенного тушения стало изобретение в 1902 году русским инженером А. Г. Лораном вначале химической, а затем газомеханической пены.

К середине 20-х началу 30-х годов XX века были изготовлены отечественные автоматические системы пожарной сигнализации, установки водяного, пенного и газового пожаротушения.

2. Классификация и область применения автоматических установок пожаротушения

Автоматические установки (системы) пожаротушения (АУП) используются для погашения или локализации пожара. Для защиты от пожара используются разнообразные стационарные установки. Данные установки классифицируются по назначению, ввиду огнетушащего вещества, режиму работы, степени автоматизации, конструктивному исполнению, принципу работы и инерционности.

Рисунок 4 — Обобщенная классификация установок пожаротушения

Широкое применение, как в России, так и в зарубежных странах получили установки водяного и пенного пожаротушения. Они занимают около 80% среди остальных автоматических установок для тушения пожаров. Нынешние установки водяного пожаротушения помогают избежать крупных пожаров, что существенно уменьшает материальный ущерб. Данные устройства применяются в разнообразных сферах хозяйственной деятельности, являются отличным защитником объектов, на предприятиях где обрабатываются или используются такие вещества и материалы, как хлопок, лен, древесина, ткани, пластмассы, резина, горючие и сыпучие вещества, а также ряд огнеопасных жидкостей. Данные устройства используются еще для защиты технологического оборудования, кабельных сооружений, объектов культурного назначения.

Установки пенного пожаротушения защищают технологическое оборудование химических и нефтехимических производств, складов и нефтебаз, нефтепродуктов и остальных объектов, где в существенном количестве используются легковоспламеняющиеся и горючие жидкости. Автоматические установки газового и аэрозольного пожаротушения используются для защиты помещений по переработке огнеопасных жидкостей, трюмов кораблей, залов и хранилищ картинных галерей, музейных помещений, архивов, различных электроустановок, которые находятся под напряжением, помещений вычислительных центров и в случаях, когда использование воды или воздушно-механической пены не представляется возможным.

Установки пожаротушения порошкового типа в зависимости от типа огнетушащего порошка применяют для тушения пожаров классов А, В, С, Д и электроустановок с открытыми токоведущими частями под напряжением до 1000 В. Данные устройства отлично проявили себя в тушении легковоспламеняющихся и горючих жидкостей углеводородного ряда, спиртов, эфиров и других продуктов, а также горючих газов., щелочных, щелочно-земельных металлов и металлоорганических соединений.

Необходимость использования и выбор типа АУП обоснованы уровнем противопожарной защиты определенного объекта с учетом скорости развития пожара в начальной стадии, экономической целесообразности их применения и оперативно-тактических возможностей пожарных расчетов [5, c. 21−23]

3. Основные требования к установкам пожаротушения

Установки, сочетающие в себе функции тушения или локализации, обязаны выполнять и функции автоматической пожарной сигнализации.

Установки должны обеспечивать:

время срабатывания, которое должно быть меньше предельно допустимого времени свободного развития пожара;

время работы в режиме тушения, требуемое чтобы ликвидировать возгорание;

время работы в режиме локализации, которое требуется для прибытия и боевого развертывания пожарных подразделений;

интенсивность подачи огнетушащего вещества не менее установленной нормативами;

надежность функционирования [5, c. 23].

Установки должны быть оснащены устройствами:

звукового и светового предупреждения о пожаре;

контроля давления в заполненных трубопроводах, импульсном устройстве и емкостях, содержащих средство для тушения пожара;

для ремонта и контроля работоспособности контрольно — пусковых устройств, распределительных устройств и насосов без выпуска огнетушащего вещества из распределительной сети или емкостей, в которых содержится вещество для тушения огня;

подачи вещества для тушения огня от передвижной пожарной техники;

подвода газа и жидкости для промывки трубопроводов и при проведении испытательных мероприятий;

монтажа и обслуживания оросителей и трубопроводов при заданной высоте их размещения.

Установки объемного пожаротушения должны обеспечивать формирование командного импульса:

на автоматическое отключение вентиляционных систем и перекрытие по мере надобности проемов в смежные помещения до начала выпуска огнетушащего вещества в защищаемое помещение;

на самозакрытие дверей;

на задержку срабатывания установки на время, необходимое для эвакуации людей, но не менее чем на 10 с.

Сигнал, который представляет собой надпись на световых табло «Газ — уходи!» и звуковой сигнал оповещения должны подаваться внутри оберегаемого помещения. Около входа в защищаемое помещение должен включаться световой сигнал «Газ — не входить!», а в помещении дежурного персонала — соответствующий сигнал с информацией о подаче огнетушащего вещества.

Установки, кроме спринклерных, должны быть оборудованы ручным спуском: дистанционным — от устройств, размещенных у входа в защищаемое помещение, и по мере возникновения потребности — с пожарного поста; местным — от устройств, размещенных на станции пожаротушения; местным — от устройств, размещенных на запорно-пусковом узле.

Устройства ручного пуска установок требуется выполнять защищенными от несанкционированного запуска, а также механического повреждения, и располагаться они должны вне возможной зоны горения.

У малоинерционных установок должен быть в наличии автоматический водопитатель, который мог бы обеспечивать функционирование устройства с расчетным расходом воды до выхода главного водопитателя на рабочий режим.

Установки пенного пожаротушения нужно оснащать устройствами для изготовления раствора или автоматического дозирования пенообразователя, недопущения попадания пенообразователя в водопровод питьевого и производственного назначения, а также сосудами для слива пенообразователя из трубопроводов и распределительной сети.

Установка пенного пожаротушения обязана иметь 100% -ый резерв пенообразователя.

В случае применения газового пожаротушения в качестве огнетушащего вещества диоксида углерода и составов, схожих по увеличению объема при фазовом переходе, в защищаемых помещениях требуется предусматривать легкосбрасываемые конструкции, площадь которых определяют по проекту.

Установки газового пожаротушения нужно оснащать приборами контроля массы вещества для тушения огня.

автоматическая установка пенное пожаротушение

Заключение

В процессе написания работы была изучена тема, связанная с автоматическими установками тушения пожаров. Приведены сведения о развитии установок пожаротушения с древнейших времен и до конца 20 века.

Рассмотрена классификация автоматических установок пожаротушения по различным признакам, а также условия применения различных видов данных установок.

В третьем вопросе раскрыты основные предъявляемые требования к пожарным установкам и их проектированию согласно нормативной документации.

1) ГОСТ 12.3.046−91 Установки пожаротушения автоматические

2) ГОСТ 12.4.009−83 Система стандартов безопасности труда. Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды

3) СП 5.13 130.2009 Системы противопожарной защиты. УСТАНОВКИ ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ И ПОЖАРОТУШЕНИЯ АВТОМАТИЧЕСКИЕ. Нормы и правила проектирования

4) С. В Собурь Установки пожаротушения автоматические: Учебно-справочное пособие. — 7-е изд., перераб. — М.: ПожКнига, 2012. — 336 с., ил. — Серия «Пожарная безопасность предприятия»

5) Бабуров В. П., Бабурин В. В., Фомин В. И., Смирнов В. И. Производственная и пожарная автоматика. Ч.2. Автоматические установки пожаротушения: Учебник. — М.: Академия ГПС МЧС России, 2007. — 298 с.

6) Импульс // [Электронный ресурс]; [сайт] / Официальный сайт Импульс Режим доступа:; http://www.ventair.ru/statyi/vent_vid.html

7) Большая энциклопедия Нефти и Газа // [Электронный ресурс]; [сайт] / Официальный сайт Большая энциклопедия Нефти и Газа

Режим доступа:; http://www.ngpedia.ru/id548522p4.html

8) Avtoritet.net // [Электронный ресурс]; [сайт] / Официальный сайт Avtoritet.net Режим доступа:; http://avtoritet.net/safe_history/sprinklernaya-ustanovka-frederika-grinnelya

9) Пожэнерго // [Электронный ресурс]; [сайт] / Официальный сайт Пожэнерго Режим доступа:; http://www.01-energo.ru/history/voda. shtml

10) RMNT // [Электронный ресурс]; [сайт] / Официальный сайт RMNT

Режим доступа:; http://www.01-energo.ru/history/voda. shtml