3 – защищаемый объект – газофракционирующая установка;
4 – опоры молниеотвода.
Рисунок 3.3 - Общий вид молниезащиты газофракционирующей установки.
Для зоны Б высота одиночного тросового молниеотвода при известных значениях высоты здания и половин ширины определяют по формуле:
h=(rх+1,85·hх)/1,7, м (3.37)
Высота тросового молниеотвода h=(15+1,85·21,4)/1,7=32 м.
Так как для II категории молниезащиты при установке отдельно стоящих молниеотводов расстояние от них по воздуху и в земле до защищаемого объекта и вводимых в него подземных коммуникаций не нормируется, то опоры расположим у торцов установки. Тогда длина пролета троса а=150+2·0=150 м.
Высота опор составляет hоп =32-3=29 м.
Высота зоны защиты hо=0,92 · 32 = 29,4 м.
Радиус зоны защиты на уровне земли r0=1,7 · 12,8 = 54,4 м.
Для устойчивого положения опор их основания закреплены четырьмя железобетонными сваями (каждая), которые и выполняют роль заземлителей. что железобетонные сваи должны быть заглублены не менее, чем на 5 метров, а их диаметр находится в диапазоне 0,25÷0,4 метра.
Значит, параметры конструкции стержневого молниеотвода, обеспечивающего молниезащиту газофракционирующей установки:
- высота торосового молниеотвода – 32 м;
- высота опоры – 29 м;
- Длина пролета троса 150 м;
- высота зоны защиты – 29,4 м;
- радиус зоны защиты – 54,4 м.
3.5.2 Разработка автоматической системы пожаротушения
Системы пожаротушения предназначены для предотвращения, ограничения развития, тушения пожара, а также защиты от пожара людей и материальных ценностей. Одним из самых надежных средств для решения этих задач являются системы автоматического пожаротушения, которые в отличие от систем ручного пожаротушения и систем, управляемых оператором, приводятся в действие пожарной автоматикой по объективным показаниям и обеспечивают оперативное тушение очага возгорания без участия человека.
Установка пожаротушения или противопожарная установка - это совокупность стационарных технических средств для тушения пожара за счет выпуска огнетушащего вещества. Конструктивно автоматические установки пожаротушения состоят из резервуаров или других источников, наполненных необходимым количеством огнетушащего состава, устройств управления и контроля, системы трубопроводов и насадков-распылителей. Количество распылителей, длины и сечение трубопроводов, требуемое количество огнетушащего вещества определяются тщательными расчётами.
Подразделяются системы автоматического пожаротушения, прежде всего, по используемому огнетушащему веществу:
газовое пожаротушение (СО2, аргон, азот, хладоны);
водяное пожаротушение (вода);
пенное пожаротушение и водопенное пожаротушение (вода с пенообразователями);
порошковое пожаротушение (порошки специального химического состава);
аэрозольные системы пожаротушения (подобны порошкам, но частицы на порядок меньше по размерам);
системы тонкодисперсной воды (тонкораспыленной воды) [24].
3.5.2.1 Огнетушащие средства, используемые при тушении сжиженных углеводородных газов
Для подавления процесса горения можно снижать содержание горючего компонента, окислителя (кислорода воздуха), снижать температуру процесса или увеличивать энергию активации реакции горения. В соответствии с этим в настоящее время при тушении пожаров используют один из следующих основных способов:
- изоляцию очага горения от воздуха или снижение путем разбавления воздуха негорючими газами, концентрации кислорода в воздухе до значения, при котором не может происходить процесс горения;
- охлаждение очага горения ниже определенных температур (температур самовоспламенения, воспламенения и вспышки горючих веществ и материалов);
- интенсивное ингибирование (торможение) скорости химической реакции окисления;
- механический срыв пламени в результате воздействия на него сильной струи газа или жидкости;
- созданием условий огнепреграждения.
Для тушения горящих СУГ используется наиболее распространенный способ, которым является охлаждение зоны горения. Сущность его заключается в охлаждения горящих веществ до температуры ниже температуры их воспламенения. При небольшом очаге пожара можно применить способ изоляции реагирующих веществ, за счет разобщения зоны горения от воздуха слоем какого-либо воздухонепроницаемого материала. Для этого применяются твердые листовые изолирующие материалы (войлок, асбестовая и обычная ткань) или сыпучие негорючие материалы (песок, тальк, различные флюсы).
Для тушения СУГ применяются следующие огнетушащие составы и средства [19]:
- газовые составы: инертные разбавители (N2, СО2);
- галогеноуглеводороды, порошки;
- вода аэрозольного распыла с добавками и без;
- вода как средство охлаждения;
- газо-аэрозольные составы.
Инертные разбавителиприменяются для объемного тушения. Они оказывают разбавляющее действие, уменьшая концентрацию кислорода ниже нижнего концентрационного предела горения. К наиболее широко используемым инертным разбавителям относятся азот, углекислый газ и различные галогеноуглеводороды. Эти средства используются, если более доступные огнетушащие вещества, такие как вода, пена оказываются малоэффективными.
В последнее время для тушения пожаров все более широко применяют огнетушащие порошки. Они могут применяться для тушения пожаров твердых веществ, различных горючих жидкостей, газов, металлов, а также установок, находящихся под напряжением. Следует отметить, что порошковыми составами можно ликвидировать горение сравнительно небольших объемов и площадей, поэтому они используются для зарядки ручных и переносных огнетушителей. Порошки рекомендуется применять в начальной стадии пожаров.
Наиболее простым, дешевым и доступным средством пожаротушения является вода, которая подается в зону горения в виде компактных сплошных струй или в распыленном виде. Вода, обладая высокой теплоемкостью и теплотой испарения, оказывает на очаг горения сильное охлаждающее действие. Кроме того, в процессе испарения воды образуется большое количество пара, который будет оказывать изолирующее действие на очаг пожара. К недостаткам воды следует отнести плохую смачиваемость и проникающую способность по отношению к ряду материалов. Для улучшения тушащих свойств воды к ней можно добавлять поверхностно- активные вещества. Воду нельзя применять для тушения ряда металлов, их гидридов, карбидов, а также электрических установок.
Пеныявляются широко распространенным, эффективным и удобным средством тушения пожаров. Существуют различные классификации пен, например по устойчивости, кратности, основе пенообразователя и т. п. По способу образования пены можно подразделять на химическую, газовая фаза которой получается в результате химической реакции; и газомеханическую (воздушно-механическую), газовая фаза которой образуется за счет принудительной подачи воздуха или иного газа. Химическая пена, образующаяся при взаимодействии растворов кислот и щелочей в присутствии пенообразователей, используется в настоящее время только в отдельных видах огнетушителей [20].
3.5.2.2 Автоматические стационарные установки пожаротушения
Автоматические стационарные установки пожаротушения в зависимости от используемых огнетушащих веществ подразделяют на водяные, пенные, газовые и порошковые.
Для тушения пожаров сжиженных газов целесообразней использовать автоматические установки водяного и пенного пожаротушения[20,21]
Принципиальная схема комбинированной установки для тушения пожаров в резервуарах представлена на рисунке 3.4.
В случае если система пожарной защиты полностью автоматизирована, ее пуск осуществляется от пожарных датчиков. Полуавтоматические установки пожаротушения могут включаться вручную. Для включения системы или установки должны применяться задвижки, управляемые дистанционно.
В качестве пожарных датчиков используются приборы обнаружения оптического излучения пламени, так как они являются наиболее чувствительными и быстродействующими [23].
3.5.2.3 Расчет расхода раствора пенообразователя
Расчет расхода раствора пенообразователя на тушение пожара определяется исходя из интенсивности подачи раствора пенообразователя на 1 м2 расчетной площади тушения и времени тушения.
Расчетную площадь тушения принимают равной площади горизонтального сечения резервуара.
S = πD2/4, (3.38)
где D – диаметр резервуара,м.
Диаметр резервуара D=2 м. Расчетная площадь тушения равна 3,14 м2.
Расход раствора пенообразователя Woвна тушение пожара определяется по формуле:
Woв = Io S τКз, (3.39)
гдеIo— оптимальный удельный расход (интенсивность подачи) раствора пенообразователя, для сжиженного пропана - 0,08 л/(м2∙с);
S —расчетная площадь пожара, м2;
τ—расчетная продолжительность работы средств АПЗ, с;
Кз—коэффициент запаса (принимается 1,2).
Расчетное время тушения пожара для систем автоматического пенного пожаротушения - 10 мин [23].
Расход раствора пенообразователя на тушение пожара при горении резервуара с сжиженным пропаном составит:
Woв. = 0,08·3,14·600·1,2 = 181 л;
Таким образом, по проведенным расчетам расход раствора пенообразо-вателя на тушение пожара автоматической системой пенного пожаротушения при горении резервуара с сжиженным пропаном составит 181 л.
3.5.2.4 Расчет расхода воды на охлаждение резервуаров
Для предотвращения взрыва горящего резервуара и возгорания соседних резервуаров применяют охлаждение их водой. Каждый резервуар оборудуется распылителем воды.
Расход воды на охлаждение горящего и смежных резервуаров определяется по следующей формуле: