Системы контроля состояния подсистем танкера с использованием современной элементной базы (стр. 5 из 19)
Это разделение систем довольно условно, так как в результате их действия происходит одновременно эффект тушения и защиты. Подробно рассмотрим спринклерные системы, так как в соответствии с различными национальными правилами они должны быть установлены на всех судах, с персоналом более 26 человек. Требования этих правил к спринклерным системам в основном совпадают и сводятся к следующему: системы должны включаться автоматически при повышении температуры в охраняемом помещении до заранее установленной величины; иметь питание как от специального спринклерного насоса, так и от системы водяного пожаротушения; иметь пневмоцистерны с запасом пресной воды и воздушные компрессоры для подкачки пневмоцистерн; иметь сигнальное устройство, извещающее о срабатывании системы и указывающее место вскрывшихся оросительных насадок; иметь не менее двух источников энергии для питания спринклерного насоса, компрессора и сигнального устройства; подразделяться на секции.
Принцип действия спринклерных систем, механизмы и оборудование которых должны располагаться за пределами защищаемых помещений, заключается в том, что при повышении температуры в охраняемом помещении до определенной величины автоматически открываются отверстия в специальных оросительных насадках, называемых спринклерами.
Под действием давления в трубопроводе вода, проходя спринклер, распыляется на капли определенной величины, которые орошают палубу, стены и подволоку помещения.
1 - компрессор; 2 - баллон сжатого воздуха; 3 - сепаратор; 4 - предохранительный клапан; 5 - пневмоцистерна; 6 - подвод воды от системы водяного пожаротушения; 7 и 11 - КПУ, предназначенные для включения водопитателей; 8 - электронасос спринклерной системы; 9 - прием воды от кингстона; 10 - пусковое исполнительное реле насоса; 12 - магистраль спринклерной системы; 13 - групповое КПУ; 14 - групповой распределительный трубопровод; 15 - спринклер.
Рис. 3.1 Принципиальная схема судовой спринклерной системы
Конструктивно спринклерная система состоит из источников питания водой; контрольно-пускового (сигнального) устройства, в нашем случае это датчики температуры, размещенные в помещениях судна; сети трубопроводов; спринклеров, включающих датчики, реагирующие на повышение температуры при пожаре в помещении, и автоматические запорные устройства, которые обеспечивают подачу распыленной струи в очаг пожара (рис. 3.1).
В зависимости от температуры воздуха в защищаемых помещениях спринклерные системы бывают водяные, воздушные и комбинированные.
Водяная спринклерная система имеет постоянно заполненные водой магистральные и распределительные трубопроводы со спринклерами. Этой системой оборудуют помещения, в которых температура воздуха не ниже 4° в течение всего года.
Воздушная спринклерная система имеет трубопроводы, заполненные водой лишь до контрольно-сигнального устройства, выполненного в виде воздушно-водяного клапана. Трубопроводы, расположенные за этим клапаном, наполнены сжатым воздухом. При возникновении пожара воздух выходит наружу через оросители, а система заполняется водой. Этой системой снабжают помещения, в которых температура воздуха в течение года может быть ниже 4°. Комбинированная система имеет одну часть трубопровода, заполненную воздухом, другую — водой.
Водопитатели спринклерной системы состоят обычно из двух комплексов оборудования, предназначенных для подачи пресной воды под давлением в трубопровод системы в период «дежурного состояния» спринклеров. В этот комплекс входят пневмоцистерна и воздушный компрессор с баллонами, поддерживающий рабочее давление в системе и подающий воду к вскрывшимся спринклерам. Воздушный компрессор должен иметь:
· не менее двух источников энергии;
· запас воды в пневмоцистерне обычно принимается не менее 2500 л при рабочем давлении 1,5 кгс/см2;
· подачи морской воды под давлением в трубопровод системы в период «рабочего состояния» спринклеров.
Этот комплекс состоит из электронасоса, оборудованного специальной автоматикой включения и насоса системы водяного пожаротушения, обеспечивающего подачу необходимого количества забортной воды в трубопровод спринклерной системы.
На основании описанных принципов действия спринклерной системы, в рамках данного дипломного проекта:
1. выполним размещение датчиков температуры в помещениях судна на уровне 180 см от пола (16 датчиков температуры), не мене 50 см от дверей, окон и вентиляционных отверстий;
2. установим запорные устройства (исполнительные механизмы) в местах 6, 7, 9 и 11 указанных на рисунке 3.1 (4 запорных устройства);
3. обеспечим непрерывный мониторинг (в реальном времени) состояния датчиков температуры;
4. при несовпадении сигнала с датчика с технологическими параметрами реализуем:
4.1. автоматический и полуавтоматический запуск спринклерной подсистемы;
4.2. выдачу сигналов тревоги и индикацию аварийного участка на мнемосхеме оператора.
3.1.3 Система орошения палубы водой
В летнее время вследствие нагревания палубы и бортов происходит интенсивное испарение транспортируемых нефтепродуктов. Для уменьшения нагрева палубный настил и борта корпуса судов, перевозящих светлые нефтепродукты, окрашивают в светлые тона. Однако этого недостаточно для того, чтобы снизить температуру паров и верхних слоев груза в цистернах до требуемой величины. На наливных судах, перевозящих нефтепродукты с температурой вспышки паров менее 45°, над грузовыми цистернами, насосными отделениями и коффердамами предусматривают системы орошения палубы водой (рис. 3.2).
Водяной душ позволяет несколько охладить палубу и наружные части борта за счет испарения воды и, следовательно, уменьшить пожароопасное испарение. При перевозке тяжелых нефтепродуктов с температурой вспышки более 60-80° системы орошения палубы на судах, как правило, не применяют.
В систему орошения, включаемую вручную, воду подают пожарные насосы, находящиеся в районе носовой части корпуса, либо пожарные насосы, размещенные в машинном отделении. Магистральный трубопровод системы, проложенный под переходным мостиком, имеет ответвления к распылителям. На отдельных участках палубы магистраль системы орошения через ответвления, снабженные запорными устройствами, сообщается с магистралью системы водяного пожаротушения.
Расход воды в системе орошения составляет 0,015-0,017 л/с на 1 м2 площади.
Рис. 3.2 Принципиальная схема системы орошения палубы на наливном судне
До последнего времени для распыления воды применяли преимущественно перфорированные трубы, расположенные над палубным настилом с отверстиями диаметром 3-5 мм и шагом по длине трубы 150-200 мм. Рациональнее заменить эти трубы, затрудняющие перемещение по палубе, насадками с широким факелом распыла воды (рис. 3.2). Дренчеры или другие виды насадок следует размещать так, чтобы вся площадь палубы над грузовыми цистернами, грузовыми насосными отделениями и коффердамами орошалась равномерно. Поверхности орошения двух последовательно расположенных дренчеров должны частично перекрывать друг друга. Имеющиеся в настоящее время насадки при размещении их на высоте 3 м и при напоре воды перед ними, равным 5 м вод. ст., орошают 30-50 м2. Насадки могут создавать как круговой, так и секторный распыл с различной величиной угла факела.
На основании описанных принципов действия системы орошения палубы водой, в рамках данного дипломного проекта:
1. выполним размещение датчиков температуры на палубе судна на уровне 25 см от пола, на крышке каждого танка (8 датчиков температуры);
2. установим запорные устройства (исполнительные механизмы) в местах размещения каждой распыляющей насадки (8 исполнительных механизмов);
3. обеспечим непрерывный мониторинг (в реальном времени) состояния датчиков температуры;
4. при несовпадении сигнала с датчика с технологическими параметрами реализуем:
4.1. автоматический и полуавтоматический запуск оросительной подсистемы;
4.2. выдачу сигналов тревоги и индикацию аварийного участка на мнемосхеме оператора.
Инертный газ не только разбавляет атмосферу, но и в какой-то мере охлаждает, а также изолирует горящее вещество от кислорода атмосферного воздуха. Эти свойства инертных газов, зависящие от температуры, давления и плотности, выражены слабо, поэтому их обычно не учитывают при подсчете необходимого количества тушащей среды.
Обозначим буквой к содержание кислорода по объему в атмосфере помещения, при котором прекращается горение вещества. Чтобы достичь этого, необходимо на каждый кубометр объема помещения ввести инертный газ в объеме
.При этом замещение 1% кислорода в воздухе будет сопровождаться замещением 3,75% азота. Следовательно, на каждый кубометр свободного объема помещения необходимо вводить инертный газ, объем которого
.Так, если к=15%, то
= 0,285 м3. Практически, учитывая возможные утечки тушащей среды, для прекращения горения на каждый кубометр свободного объема закрытого помещения вводят 30% инертного газа (по объему).