Методические рекомендации по применению стационарных пожарных лафетных стволов осциллирующего типа для охлаждения металлических ферм покрытий машинных залов ТЭС

1. Общие положения

2. Требования к установке пожарных лафетных стволов осциллирующего типа

3. Термины и определения

Противопожарное (пожарное) водоснабжение - совокупность инженерно-технических средств и сооружений, обеспечивающих подачу воды для нужд тушения пожара (СТ СЭВ 383; ГОСТ 12.1.033).

Пожарный ствол - устройство, устанавливаемое на конце напорной линии для формирования и направления огнетушащих струй (ГОСТ 12.2.047).

Лафетный пожарный ствол (лафетный ствол) - поворотный в вертикальной и горизонтальной плоскостях пожарный ствол, монтируемый на опоре (ГОСТ 12.2.047).

Лафетный пожарный ствол осциллирующий - то же, способный осуществлять перемещения в плоскости с заданным углом под воздействием гидравлической силы воды.

Открытый осциллятор - осциллятор, при использовании которого вода после прохождения крыльчатки утрачивается (сливается).

Закрытый осциллятор - осциллятор, при использовании которого весь расход проходит через насадок ствола.

Дальность струи при подаче лафетным водяным (пенным) стволом - расстояние от насадка до крайних капель водной (пенной) струи (ГОСТ 4.332).

Расход воды - количество воды, подаваемое в единицу времени (ППБ 01).

Насадок для лафетного ствола (насадок) - устройство для выпуска и формирования струи (струй) огнетушащего вещества (НПБ 88).

Запорно-пусковое устройство - задвижка (клапан) выполняет функцию открытия и закрытия доступа воды в распределительные трубопроводы (РД 153-34.0-49.105).

Подводящий трубопровод - трубопровод, соединяющий источник огнетушащего вещества с узлами управления (НПБ 88-2001*).

4. Список литературы

Приложение 1

Циркуляр ПБ 3/83 УПБ, ВОХР и ГО Минэнерго СССР от 26.05.83.

О проектировании систем охлаждения металлических ферм покрытий в машзалах электростанций

На электростанциях Минэнерго СССР (кроме гидроэлектростанций), где в машзалах применяются покрытия несущими металлическими фермами для предотвращения этих ферм от обрушения при пожаре на маслосистемах генераторов должна подаваться вода на их охлаждение.

С этой целью в соответствии с требованиями СНиП II-58-75 в проектах машзалов таких электростанций на внутреннем противопожарном водопроводе необходимо предусматривать установку внутренних пожарных кранов или лафетных стволов.

Для подачи воды на охлаждение ферм, в зависимости от высоты машзалов, должны применяться ручные стволы типа РС-50, РС-70 (ТУ 9973-80*) или лафетные стволы ПЛС-П 20 (ТУ 22-4425-79Е*).

________________

* ТУ, являются авторской разработкой. За дополнительной информацией обратитесь по ссылке. - Примечание изготовителя базы данных.

Ручные стволы должны подсоединяться к пожарным кранам пожарными рукавами (ГОСТ 477-75*). Лафетные стволы должны устанавливаться стационарно и подсоединяться к противопожарному водопроводу металлическими трубами с расположением запорной арматуры у лафетного ствола.

______________

* Вероятно ошибка оригинала. Следует читать: ГОСТ 472-75. Отменен с 01.07.91 без замены (ИУС N 4-91). - Примечание изготовителя базы данных.

Место расположения ручных и лафетных стволов должно предусматриваться на отметках обслуживания по ряду А и Б, а количество пожарных стволов должно определяться из условия обеспечения орошения каждой точки фермы покрытия двумя струями, при этом расчетная длина сплошной струи лафетных стволов составляет 60 м.

Приложение 2

     
Схема установки пожарного лафетного ствола осциллирующего типа

Приложение 3

     
Пример выполнения проверочного расчета для установки пожарных лафетных стволов нового поколения

При замене устаревших лафетных стволов ПЛС-П20 в условиях действующего (реконструируемого) объекта возникает необходимость проверки возможностей применяемых лафетных стволов нового поколения с учетом сложившейся системы противопожарного водоснабжения энергетического объекта.

Исходные данные:

- Информационное письмо УПБ ВОХР и ГО Минэнерго СССР N ПБ 3/83 от 26.05.83 г.;

- Типовые решения "Расстановка лафетных стволов для охлаждения ферм машинного зала с турбинами 150, 200, 300, 500 и 800 МВт" (разработчик институт "Теплоэлектропроект"). Вариант размещения лафетных стволов ПЛС-П20 в машзале турбогенератора 200 МВт;

- ствол пожарный лафетный стационарный осциллирующий типа MONITOR-INOX GP 3000 (фирма R. Pons, Франция).

В соответствии с требованиями информационного письма УПБ ВОХР и ГО Минэнерго СССР N ПБ 3/83 от 26.05.83 для охлаждения ферм машзала при пожаре маслосистем турбогенераторов на внутреннем противопожарном водопроводе главного корпуса следует предусматривать установку пожарных кранов или лафетных стволов, с учетом орошения каждой точки двумя струями.

Исходя из геометрической высоты существующих машзалов ручные стволы не могут обеспечить орошение ферм сплошной водяной струей, т.к. напор у пожарных кранов не должен превышать 40 м (примечание 2 к п.6.7 СНиП 2.04.01-85*). Поэтому должны применяться лафетные стволы.

Далее приведен пример применения ствола лафетного стационарного осциллирующего типа MONITOR-INOX GP 3000. Технические характеристики стволов этого типа приведены в приложении 4.

Характеристики ствола

В соответствии с номограммой N 1 для ствола лафетного стационарного осциллирующего типа MONIТOR-INOX GP 3000, оборудованного водяным насадком для получения сплошной струи, номинальное давление для подачи воды составляет 8 бар (0,8 МПа =80 м). На практике напор в сетях противопожарного водопровода главных корпусов электростанций ниже. В типовых решениях института "Теплоэлектропроект" рассматривается напор 40-60 м. Повышение напора в сети противопожарного водопровода против существующего потребовало бы установки дроссельных шайб для снижения давления перед каждой единицей противопожарного оборудования, что в условиях действующего энергообъекта нецелесообразно.

В номограмме N 1 предусматриваются также характеристики лафетного ствола при давлении 4 и 6 бар (0,4 МПа =40 м и 0,6 МПа =60 м). Однако давление 4 бар является начальной точкой характеристики расхода ствола и не может рассматриваться как устойчивое значение. Таким образом, условиям расчета соответствуют расходы при давлении 6 бар.

Производим пересчет значений расходов воды по номограмме 1 для насадков: с диаметрами:

- 25 мм - 1020 л/мин - 17 л/с;

- 30 мм - 1500 л/мин - 25 л/с;

- 35 мм - 2000 л/мин - 33,33 л/с.

Сравнительные характеристики существующих и предлагаемых лафетных стволов приведены в таблице 1.

Таблица 1

На основании данных таблицы 1 можно сделать вывод, что лафетные стволы с насадками, имеющими диаметр выходного отверстия 30 и 35 мм, не могут быть применены из-за увеличения расхода огнетушащего состава (в 1,3 и 1,75 раза соответственно).

Таким образом следует использовать лафетный ствол MONITOR-INOX GP 3000 с диаметром выходного отверстия насадка 25 мм, позволяющим сократить на 2 л/с подачу воды по сравнению со стволом ПЛС-П20.

Проверим возможность охлаждения каждой точки ферм машзала выбранным типом лафетного ствола. Считаем, что расстановка лафетных стволов в машинном зале выполнена в соответствии с типовыми решениями.

Расчет радиуса действия сплошной струи ведется по формуле:

,

где - коэффициент, зависящий от угла наклона к горизонту;

- высота вертикальной струи в метрах, определяемой по формуле Фридмана:

,

где - диаметр насадка, м;

- напор у лафетного ствола, м.

Таким образом .

Значения коэффициента в зависимости от угла наклона к горизонту определены опытным путем и приведены в таблице 2.

Таблица 2  

Рассматриваем три случая:

1. 1. Орошение фермы машзала постоянного торца машзала у оси 1.

2. 2. Орошение фермы в середине здания лафетными стволами, расположенными у рядов "А" и "Б" машзала.

3. 3. Орошение ферм машзала над лафетным стволом, т.к. по своей конструкции лафетные стволы не орошают "мертвую зону" над собой.

СЛУЧАЙ 1.

Лафетный ствол ЛС-4 (А)

Точка С

CC=26,00-9,20=16,80 м,     АС=36,00-2,80=33,20 м,     АА=22,7 м

     
м

     
м     

     
16,8:40,22=0,4177     22°40'     1,250

Радиус действия сплошной струи при напоре 60 м:

1,250х60 (1-0,000113х60:0,0250)=54,66 м

     
54,66>43,59     

Вывод: точка С орошается стволом ЛС-4 (А).

Точка Е

ЕЕ=28,25-9,20=19,05 м     AE=36,0-2,80=33,2 м,

     
м     

19,05:33,02=0,587     30°32'     1,010

Радиус действия сплошной струи при напоре 60 м:

1,010х60 (1-0,000113х60:0,025)=44,16 м

44,16>38,28     .

Вывод: точка Е орошается стволом ЛС-4(А).

Точка D

DD=26,00-9,20=16,8 м      АD=36,0-2,80=33,2 м      АА=22,7 м

м*

м*       

_______________

* Формулы соответствуют оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

16,8:40,22=0,4177     22°40'      1,250

Радиус действия сплошной струи при напоре 60 м:

1,250х60 (1-0,000113х60:0,025)=75х0,7288=54,66 м

54,66>43,59     

Вывод: точка D орошается стволом ЛС-4 (А).

Лафетный ствол ЛС-4 (А) орошает все точки фермы, расположенной у постоянного торца машзала (ось 1).

Лафетный ствол ЛС-5 (Б)

Точка С

СС=26,0-9,20=16,80 м      БС=24,0-0,61=23,39 м      ББ=22,7х2-6,661=38,79 м

м

м     

16,8:45,30=0,3709     20°21'     1,265

Радиус сплошной струи при напоре 60 м:

1,265х60 (1-0,000113х60:0,025)=75,9х0,7288=55,31 м

     
55,31>48,32     

Вывод: точка С орошается стволом ЛС-5(Б).

Точка Е

EE=28,25-9,20=19,05 м      БЕ=24,0-0,61=23,39 м      ББ=22,7-6,61=16,09 м

м

м       

19,05:28,39=0,6710      33°51'      1,010

Радиус действия сплошной струи 60 м:

1,010х60 (1-0,000113х60:0,025)=44,16 м

44,16>34,19     

Вывод: точка Е орошается стволом ЛС-5 (Б).

Точка D

DD=26,00-9,20=16,80 м     БD=24,00-0,61=23,39 м     ББ=6,61 м

м

м     

16,8:23,39=0,7813     38°00'     0,733

Радиус действия сплошной струи при напоре 60 м:

0,733х60 (1-0,000113х60:0,025)=46,4х0,7288=33,82 м

33,82>29,55     

Вывод: точка D орошается стволом ЛС-5(Б).

Лафетный ствол ЛС-5(Б) орошает все точки фермы, расположенной у постоянного торца машзала (ось 1).

Лафетный ствол ЛС-9 (В)

Точка С

CC=26,00-9,20=16,80 м     BC=36,00-2,39=33,61 м     ВВ=9,7 м

м

м      

16,8:34,98=0,4803      25°37'      1,264

Радиус действия сплошной струи 60 м:

1,264х60 (1-0,000113х60:0,025)=55,27 м

55,27>38,81     

Вывод: точка С орошается стволом ЛС-9(В).

Точка Е

ЕЕ=28,25-9,20=19,05 м     ВЕ=36,0-2,39=33,61 м     ВВ=22,7-9,7=13,0 м

м

м      

19,056:36,04=0,5286     27°52'     1,250

Радиус действия сплошной струи при напоре 60 м:

1,250х60 (1-0,000113х60:0,025)=75,0х0,7288=54,66 м

54,66>40,77     

Вывод: точка Е орошается стволом ЛС-9 (В).

Точка D

DD=26,0-9,20=16,80 м     BD=36,00-2,39=33,61 м     ВВ=22,7х2-9,7=35,7 м

м

м     

16,8:49,03=0,3427    18°57'    1,278

Радиус действия сплошной струи при напоре 60 м:

1,278х60 (1-0,000113х60:0,025)=76,56х0,7288=55,80 м

55,80>51,83      

Вывод: точка D орошается стволом ЛС-9(В).

Из приведенных выше расчетов следует, что любая точка фермы, расположенной у постоянного торца машинного зала (ось 1), может орошаться любым из трех стволов типа MONITOR-INOX GP 3000 с диаметром выходного отверстия насадка 25 мм, установленными согласно "Типовым решениям...", разработанным институтом "Теплоэлектропроект", при этом не требуется перекладка существующих сетей и замены насосного оборудования, а расход воды, используемой на эти нужды, снижается на 4 л/с.

СЛУЧАЙ 2.

Ствол ЛС-8 (А)

ОО=28,25-9,20=19,05 м     АО=24-0,6=23,4 м     АА=22,7-6,61=16,09 м

м

м      

19,05:28,4=0,6708     30°56'  1,12

Радиус действия сплошной струи при напоре 60 м:

1,12х60 (1-0,000113х60:0,025)=67,26х0,7288=48,89 м

48,89>34,20     

Вывод: точка О орошается стволом ЛС-8 (А).

Ствол ЛС-2 (Г)

ОО=28,25-9,20=19,05 м     ГО=24-1,6=22,4 м     ГГ=22,7-6,16=16,54 м

м

м     

19,05:27,85=0,6840     34°25'     1,1177

Радиус действия сплошной струи при напоре 60 м:

1,177х60 (1-0,000113х60:0,025)=70,62х0,7288=51,47 м

51,47>34,74

Вывод: точка О орошается стволом ЛС-2 (Г).

Ствол ЛС-1(В)

ОО=28,25-9,20=19,05 м     ВО=12 м     ВВ=22,7-6,16=16,54 м

Вывод: Полученные параметры практически совпадают с аналогичными для ствола ЛС-2 (Г), поэтому точка О орошается стволом ЛС-1 (В).

Из приведенных выше расчетов следует, что точка О, расположенная у конька кровли машинного зала (ось 10), может орошаться любым из четырех стволов типа "MONIТOR-INOX GP 3000" с диаметром выходного отверстия насадка 25 мм, установленными согласно "Типовым решениям...", разработанным институтом "Теплоэлектропроект", при этом не требуется перекладка существующих сетей и замены насосного оборудования, а расход воды, используемой на эти нужды, снижается на 4 л/с.

СЛУЧАЙ 3.

     
Проверка возможности орошения "мертвой зоны" над лафетным стволом ЛС-7(Б) стволами ЛС-1(В); ЛС-8(А); ЛС-2(Г); ЛС-10(Г).

Ствол ЛС-1 (В)

OO=28,25-26,00=2,25 м     AO=22,7 м     2,25:22,7=0,0991

5°45' АОО подобен АББ по углам и общей стороне, следовательно

, отсюда 6,61х0,0991=0,66 м

ББ=ББ+ББ=16,8+0,66=17,46 м     ВВ=22,7x2-6,16-6,61=32,63 м

ББ=26,0-9,2=16,8 м     БВ=24,0+0,6=24,6 м

м

м     

17,46:40,86=0,4273     23°08'     1,279

Радиус действия сплошной струи при напоре 60 м:

1,279x60 (1-0,000113х60:0,025)=76,74х0,7288=55,93 м

55,93>44,43     

Вывод: точка Б орошается стволом ЛС-1 (В).

Ствол ЛС-8 (А)

ББ=17,46 м АБ=36 м      м

17,46:36=0,4364     23°36'     1,244

Радиус действия сплошной струи при напоре 60 м:

1,244х60 (1-0,000113х60:0,025)=74,64х0,7288=54,40 м

54,40>40,01    

Вывод: точка Б орошается стволом ЛС-8(А).

Ствол ЛС 2(Г)

ББ=17,46 м     ГГ=22,7х2-6,61-6,16=32,63 м     БГ=12-1,6-0,6=9,8 м

м

м     

17,46:34,07=0,5125     27°06'     1,22

Радиус действия сплошной струи при напоре 60 м:

1,22х60 (1-0,000113х60:0,025)=53,35 м

53,35>38,28     

Вывод: точка Б орошается стволом ЛС-2 (Г).

Из приведенных выше расчетов следует, что точки, расположенные в "мертвом пространстве" над стволом ЛС-7(Б) у оси 10, могут орошаться любым из четырех стволов типа "MONITOR-INOX GP 3000" с диаметром выходного отверстия насадка 25 мм, установленным согласно "Типовым решениям...", разработанным институтом "Теплоэлектропроект". При этом не требуется перекладка существующих сетей и замены насосного оборудования, а расход воды, используемой на эти нужды, снижается на 4 л/с.

Общие выводы:

1. 1. Проведенные расчеты показали, что замена существующих лафетных стволов ПЛС-П20 на стволы типа "MONITOR-INOX GP 3000" с диаметром выходного отверстия насадка 25 мм возможна без изменения существующей схемы, предложенной в "Типовых решениях...", разработанных институтом "Теплоэлектропроект".

2. 2. Применение лафетных стволов типа "MONITOR-INOX GP 3000" с диаметром выходного отверстия насадка 25 мм не требует перекладки существующей сети противопожарного водопровода и замены насосного оборудования.

3. 3. Расход воды, подаваемый на охлаждение ферм машинного зала лафетными стволами типа "MONITOR-INOX GP 3000" с диаметром выходного отверстия насадка 25 мм, снижается на 4 л/с по сравнению со стволами ПЛС-П20 и ЛСД-С20У.

Приложение 4

     
Технические характеристики пожарных лафетных стволов

MONITOR-INOX-GP3000

- максимальное рабочее давление 1,6 МПа;

- поворот в вертикальной плоскости на угол от +85° до -50°, с возможностью фиксации каждые 12°;

- вращение в горизонтальной плоскости осуществляется при помощи автоматической настраиваемой системы;

- механизм поворота приводится в действие с помощью гидравлической силы воды;

- минимальный угол осциллирования 35°;

- максимальный угол осциллирования 340°;

- материал корпуса: нержавеющая сталь;

- фланцы: 80 мм, 100 мм.

MONITOR-INOX GP 3000 с водо-пенным насадком с регулируемой величиной расхода и вида струи "TURBOPONS"

- позволяет формировать сплошную и распыленную, с изменяемым углом факела, струи воды и воздушной механической пены;

- позволяет устанавливать расход от 500 л/мин до 3000 л/мин, с шагом 500 л/мин;

- максимальный угол распыла 110°;

- дальность сплошной струи воды не менее 70 м;

- дальность распыленной струи воды при угле распыла 30° не менее 35 м;

- дальность пенной струи не менее 55 м;

- кратность пены не менее 5;

- общий вес не более 37 кг.

MONITOR-INOX GP 3000 с пенным насадком

- два типоразмера насадка с расходом 2000 л/мин и 3000 л/мин;

- дальность струи не менее 55 м;

- кратность пены не менее 10;

- общий вес не более 35 кг.

MONITOR-INOX GP 3000 с водяным насадком

- три типоразмера насадка с расходом 1200 л/мин, 1700 л/мин и 2300 л/мин;

- дальность струи не менее 65 м;

- общий вес не более 36 кг.

Таблица радиуса действия струи и расхода воды для ствола MONITOR-INOX GP 3000 с водяным насадком

     
Номограмма 1

MONITOR-INOX GP 3000, ОБОРУДОВАННЫЙ ВОДЯНЫМ НАСАДКОМ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СПЛОШНОЙ СТРУИ. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Приведенный график позволяет определить границы использования мониторов MONITOR INOX GP 3000, оборудованных водяными насадками для получения сплошной струи.

Расход указан при рекомендуемом значении давления 0,8 МПа. Максимальное рабочее давление 1,6 МПа.