Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО УКРАЇНИ З ПИТАНЬ НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЙ ТА У СПРАВАХ ЗАХИСТУ НАСЕЛЕННЯ ВІД НАСЛІДКІВ ЧОРНОБИЛЬСЬКОЇ КАТАСТРОФИ

ЛЬВІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

БЕЗПЕКИ ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ

КАФЕДРА ТЕХНОГЕННОЇ БЕЗПЕКИ

Курсова робота

з дисципліни

Спеціальне водопостачання

ТЕМА

Розрахунок протипожежного водопроводу текстильного комбінату

Виконав курсант взводу ПБ -3

Погуляєв

Львів-2009

ЧАСТИНА 1. ЗОВНІШНІЙ ПРОТИПОЖЕЖНИЙ ВОДОПРОВІД

1. Завдання

Виконати гідравлічний розрахунок об'єднаного зовнішнього водопроводу текстильного комбінату.

Вихідні дані: водопровід об'єднаний, високого тиску.

Джерело водопостачання - річка. Характеристика будівель комбінату подана в таблиці 1.

Таблиця 1

№ будівель	Найменування будівель	Ступінь вогнистій-кості будівлі	Розміри будівлі, м (довжина, ширина, висота )	Кількість поверхів	Висота розташування пожежного кран-комплекту, м
1.	Механічний цех	ІІІ	50?40?10	2	6
2.	Прядильний цех	ІІ	100?70?20	4	16
3.	Ткацький цех	ІІ	60?40?18	3	15
4.	Оздоблювальний цех	ІІІ	70?50?8	2	5
5.	Котельня	ІІ	40?20?12	1	1,5
Усі будівлі без ліхтарів

Площа комбінату складає: 160 га

Таблиця 2

№ будівель	Найменування будівель	Кількість робітників за зміну	Кількість робітників, які приймають душ	Витрата води на виробничі потреби
1	Механічний цех	125	65	4,3
2	Прядильний цех	280	218	6,0
3	Ткацький цех	300	185	3,9
4	Оздоблювальний цех	150	130	6,0
5	Котельня	50	30	8,2

2. Визначення розрахункових витрат води

Головна мета розрахунку зовнішнього водопроводу - забезпечення подачі води до кожної будівлі та споруди в необхідній кількості та під відповідним напором.

Розрахунок водопровідної мережі полягає у визначенні діаметрів труб, достатніх для пропуску необхідної витрати води в нормальних умовах та при пожежогасінні, а також у визначенні втрат напору, значення яких необхідні для розрахунку потрібного напору у водопровідній мережі і вибору насосів.

Розрахунок починаємо з визначення розрахункових витрат води для кожної будівлі зокрема та для текстильного комбінату в цілому.

2.1 Визначення витрат води на господарсько-питні потреби

Максимальногодинна господарсько-питна витрата визначається за формулою:

де - норма витрати води на одного працівника за зміну, приймаємо згідно п. 30 додатку 3[1];

= 45 л/зм для "гарячих" цехів та =25 л/зм для "холодних";

- коефіцієнт годинної нерівномірності водоспоживання, приймається згідно п 2.4 [2];

= 2,5 для "гарячих" цехів та = 3,0 для "холодних" цехів.

Визначимо значення для одного з варіантів.

= 0,32

= 0,72

= 0,78

= 0,39

= 0,17

Середньогодинна господарсько-питна витрата визначається за формулою:

= 0,10

= 0,24

= 0,26

= 0,13

= 0,07

2.2 Визначення витрат води на душові потреби

Витрата води на душові потреби визначається за формулою:

,

- годинна витрата води на одну душову сітку, визначається згідно п. 29 додатку 3[1] =500 л/год;

- кількість робітників, які приймають душ (із завдання);

- розрахункова кількість працівників на одну душову сітку (залежить від групи виробничого процесу, яка характеризує забруднення, що виділяються під час виробництва [4]).

Приймемо: для механічного цеху = 4 чол. для прядильного цеху = 8 чол., для ткацького цеху = 9 чол. для оздоблювального цеху = 7 чол і для котельні = 4 чол.

Для вибраного варіанту душові витрати води складатимуть:

= 2,25

= 3,78

= 2,85

= 2,57

= 1,04

2.3 Визначення витрат води на зовнішнє пожежогасіння

Витрату води на зовнішнє пожежогасіння визначаємо згідно вимог п. 2.14; 2.22; таблиць 7 та 8 [2].

Попередньо за НАПБ Б.03-002-2007, табл. 1 визначаємо категорії приміщень за пожежною небезпекою для кожного із цехів (табл. 3.). Підраховуємо об'єм кожного цеху і заносимо до табл. 3.

пожежний вода труба резервуар

Таблиця 3

№ цехів	Найменування цехів	Ступінь вогнестійкості будинку	Категорії будинків за пожежною небезпекою	Об'єм будинку, тис. м3	Витрата води на зовнішнє пожежогасіння, л/с
1	Механічний	ІІІ	Д	20	15
2	Прядильний	ІІ	В	140	40
3	Ткацький	ІІ	В	43,2	20
4	Оздоблювальний	ІІІ	В	28	30
5	Котельня	ІІ	Г	9,6	10

За таблицею 7 та 8 [2] визначаємо витрату води на зовнішнє пожежогасіння для кожного цеху. При цьому враховуємо ширину будівель. Згідно п. 2.22 [2] визначаємо розрахункову кількість одночасних пожеж.

Для площі 160 га n= 2 пожежі.

2.4 Визначення витрат води на внутрішнє пожежогасіння

Вважаємо, що вода на внутрішнє пожежогасіння подається в ті цехи, де передбачається виникнення умовної зовнішньої пожежі, тобто в прядильному та оздоблювальному цехах. Отже, витрату води на внутрішнє пожежогасіння для інших цехів не визначаємо.

Згідно таблиці 2 [1] для прядильного та оздоблювального цехів визначаємо

2.5 Визначення розрахункової витрати води для нормальних умов роботи (до пожежі) (1-й період)

Розрахункова формула

0,32 + 4,3+ 2,25 = 6,87

0,72 + 6,0 + 3,78 = 10,05

0,78 + 3,9 + 2,85 = 7,53

0,39 + 6,0 + 2,57 = 8,96

0,17+8,2 + 1,04 = 9,41

2.6 Визначення розрахункової витрати води під час пожежі (2-й період)

Розрахункова формула

0,32 + 4,3 = 4,62

0,72 + 6,0 + 40 + 10 = 56,72

0,78 + 3,9 = 4,68

0,39 + 6,0 + 30 + 10 = 46,39

0,17 + 8,2 = 8,37

Усі дані по визначенню витрати води зводимо до підсумкової табл.

Таблиця 4

№ п/п	Найменування будівлі
1	Механічний	0,10	0,32	2,25	4,3			6,87	4,62
2	Прядильний	0,24	0,72	3,78	6,0	40	10	10,05	56,72
3	Ткацький	0,26	0,78	2,85	3,9			7,53	4,68
4	Оздоблювальний	0,13	0,39	2,57	6,0	30	10	8,96	46,39
5	Котельня	0,07	0,17	1,04	8,2			9,14	8,37
Всього	0,8	2,38	12,49	28,4	70	20	42,55	120,78

3. Гідравлічний розрахунок водопровідної мережі

Розрахунок виконується в такому порядку:

- визначають витрату води на всіх ділянках мережі для двох періодів - до пожежі і при пожежі.

– визначають втрати напору в мережі для кожного з періодів.

3.1 Визначення витрати води на ділянках мережі

Для розрахунку складаємо схему відбору води із зовнішньої мережі (рис.1). На схемі наносяться вузлові витрати води у відповідності із розташуванням виробничих будівель на генплані. Згідно схеми генплану комбінату визначаємо довжину ділянок трубопроводів:

Ділянка 1-2- 12,55+ 8,96=21,51 4-5- 10,05/2= 5,03

2-3- 5,02 + 7,53=12,55 5-6- 5,03+6,87=11,9

3-4- 10,05/2= 5,02 6-1- 11,9+9,14=21,04



Рис. 1. Схема відбору води по першому періоду

Аналогічно складаємо розрахункову схему для режиму "пожежа" (рис. 2), наносимо вузлові витрати води і розподіляємо витрати води по ділянках мережі.

Витрати води на ділянках півкола 4-3-2-1:

56,72/2=28,36 л/с;

28,36+4,68=33,04 л/с;

33,04+46,39=79,43 л/с;

Витрати води на ділянках півкола 4-5-6-1:

56,72 / 2 = 28,36 л/с;

28,26+4,62=32,98 л/с;

32,98+8,37=41,35 л/с;

Перевірка: 79,43+41,35=120,78 л/с.

 q34=28,36

Рис. 2. Схема відбору воду по другому періоду

3.2 Вибір діаметрів труб для ділянок мережі

При підборі діаметрів труб необхідно керуватись економічною швидкістю руху води в нормальному режимі, яка приймається та швидкістю руху води під час пожежі -- 2,5 м/с. Приймаємо сталеві труби.

За остаточний приймається більший з двох діаметрів, визначених для нормального режиму та режиму пожежогасіння.

Таблиця 5

Ділянка	До пожежі	При пожежі	Остаточнi діаметри, мм
	витрата, л/с	діаметр, мм	швидкість, м/с	витрата, л/с	діаметр, мм	швидкість, м/с
1-2	21,51	150	1,21	79,43	200	2,5	200
2-3	12,55	125	0,98	33,04	150	1,8	150
3-4	5,02	100	0,67	28,36	125	2,32	125
4-5	5,03	100	0,67	28,36	125	2,31	125
5-6	11,9	125	0,89	32,98	150	1,8	150
6-1	21,04	150	1,18	41,35	150	2,29	150

3.3 Визначення втрат напору в мережі

Результати розрахунків для визначення втрат напору в мережі для першого періоду наведені в табл. 7.

Ув'язка мережі до пожежі Таблиця 6

Ділянка	Довжина l, м	Діаметр d, мм	Витрата q, л/с	Швидкість ?, м/с	К	Опір ділянки S	Втрата напору h=KSqм	1 виправлення
								KSq	q, л/с	q л/с	h1= KSq
1-2	150	200	21,51	1,21	1,01	0,0012138	0,60	0,27	+0,77	22,28	0,64
2-3	400	150	12,55	0,98	1,035	0,014844	2,54	0,19	+0,77	13,32	2,85
3-4	650	125	5,02	0,67	1,1	0,062868	1,53	0,32	+0,77	5,79	2,07
			4,67				5,56
4-5	600	125	5,03	0,67	1,1	0,058032	1,42	0,30	-0,77	4,26	0,99
5-6	350	150	11,9	0,89	1,03	0,012989	1,57	0,14	-0,77	11,13	1,37
6-1	250	150	21,04	1,18	1,01	0,009278	3,87	0,19	-0,77	20,27	3,58
4,67-6,86= 2,19 м.	6,86	1,41	0,38	5,94

Пояснення до таблиці 6:

Довжина ділянок приймається згідно схеми генплану комбінату

Ділянка1-2-150 м 3-4 - 650 м 5-6 - 350 м

2-3 - 400 м 4-5 - 600 м 6-1 - 250 м

Визначаємо середні втрати напору

м.

Аналогічні розрахунки виконуємо для другого періоду і їх результати заносимо в табл.7.

Ув'язка мережі при пожежі Таблиця 7

Ділянка	Довжина l, м	Діаметр d, мм	Витрата q, л/с	Швидкість ?, м/с	К	Опір ділянки S	Втрата напору h=KSq,м	1 виправлення
								KSq	q, л/с	qл/с	h1= KSq
1-2	150	200	79,43	2,5	1	0,0012138	7,65	0,96	+0,19	79,62	7,69
2-3	400	150	33,04	1,8	1	0,014844	16,2	0,49	+0,19	33,23	16,39
3-4	650	125	28,32	2,32	1	0,062868	50,42	1,78	+0,19	28,51	51,10
			74,27				75,18
4-5	600	125	28,32	2,32	1	0,058032	46,54	1,64	-0,19	28,13	45,92
5-6	350	150	32,98	1,8	1	0,012989	14,12	0,42	-0,19	32,79	13,96
6-1	250	150	41,35	2,29	1	0,009278	15,86	0,38	-0,19	41,16	15,71
76,52-74,27= 2,25 м.	76,52	5,67	=0,41	75,59

Визначаємо середні втрати напору в режимі пожежогасіння:

м.

4. Розрахунок водоводів і всмоктувальних ліній

4.1 Для режиму нормальної роботи водопроводу ( 1 період )

Згідно генплану визначаємо, що водовод прокладається в дві лінії, довжиною 400 м кожна. Кожна з ліній повинна забезпечити пропускання 50 % розрахункової витрати води. Витрата по водоводу при нормальній роботі (перший період)

0,5 х 42,55 =21,27 л/с.

По таблиці 1 додатків підбираємо для

q= 21,27 л/с; V=1,12 м/с, діаметр труб 150 мм.

4.2 Для режиму нормальної роботи водопроводу ( 2 період )

В режимі пожежогасіння (другий період) згідно вимог п. 8.6 [2] розрахункова витрата води по водоводу складає

0,7(2,38 + 28,4) + 90 = 111,54 л/с

Оскільки табл. 1 додатків закінчується витратою 50 л/с, то діаметр водоводу в режимі "пожежа" визначаємо з формули:

Приймаємо розрахунковий діаметр водоводу в режимі пожежогасіння 250 мм.

Остаточно приймаємо діаметр водоводів 250 мм.

При нормальному режимі втрати напору

= м,

в режимі пожежогасіння

=

Приймаємо довжину всмоктувальних ліній 10 м і діаметр 250 мм. Втрати напору в них при нормальному режимі

= м

при пожежі

= м

5. Розрахунок резервуарів чистої води

Під час розрахунку необхідно:

- визначити об'єм РЧВ;

- кількість РЧВ;

- підібрати типовий проект за табл. 3 додатків.

Згідно п. 9.1 [2] об'єм РЧВ визначається:

де - регулюючий об'єм.

- об'єм недоторканого протипожежного запасу;

- аварійний об'єм.

Об'єм змінного водоспоживання визначаємо за формулою:

де 0,8 - середньогодинна господарсько-питна витрата для підприємства в цілому (табл. 5);де 45 - час помивки однієї особи в душі (хв).

=

м3

Тоді 0,18 х 874= 157 м3

Згідно п. 9.4 [2] визначаємо недоторканий протипожежний запас

= м3

де = 103,11 витрата води для найбільш пожежонебезпечного цеху ;

"3" - тривалість гасіння пожежі (год), п. 2.24 [2];

Аварійний об'єм води передбачається при подачі води по одному водоводу (див. п. 9.6 [2]). Оскільки в даних умовах подача здійснюється по двох водоводах, то цього об'єму не враховуємо.

Об'єм РЧВ становитиме = 157 +1113 =1270 м3

Згідно п. 9.21 [2] загальна кількість резервуарів одного призначення в одному вузлі повинна бути не менше ніж два. За табл. 4 додатка підбираємо типові проекти резервуарів. Виберемо три залізобетонні прямокутні із збірних уніфікованих конструкцій резервуари за типовим проектом 4-18-842, об'ємом 500 м3 кожний, розміром 361212 (м).

6. Підбір насосів

Насоси для насосної станції другого підйому підбираємо за зведеними графіками полів насосів, які знаходяться у каталогах різних типів насосів залежно від витрати та потрібного напору водопроводу.

У водопроводах низького тиску під час пожежі напір на гідрантах повинен бути не менше 10 м. До гідранта під'єднують пожежний автонасос, який створює напір, що забезпечує подачу води через рукавну систему до осередку пожежі.

Потрібний напір водопроводу для першого і другого періодів визначаємо з формули:

НП = zв + + zпкк + hвс + hв + hмз + hмв + Нв,

де zв - геометрична висота всмоктування, що дорівнює глибині вибраного резервуару по типовому проекту, тобто 3,6 м;

- геодезична відмітка поверхні землі біля будівлі з умовною пожежею, приймаємо згідно схеми генплану - 20 м;

- геодезична відмітка поверхні землі біля насосної станції, приймаємо згідно схеми генплану 23 м.

zпкк = 16,35 м - висота розташування найвищого пожежного кран-комплекту (табл. 1);

hвс - втрати напору у всмоктувальній лінії, з розрахунку по п. 4 маємо 0,098 м для першого періоду і 0,27 м для другого періоду ;

hв - втрати напору у водоводі, з розрахунку по п. 4 маємо 0,39 м. в. ст. для першого періоду і 10,88 м для другого періоду ;

hмз - втрати напору в зовнішній мережі, з розрахунку по п. 3.3 маємо 5,75 м для першого періоду і 75,38 м для другого періоду ;

hмв - втрати напору у внутрішній мережі, приймаємо орієнтовно hмв = 0,1?zпкк = 0,1? 16,35 = 1,64 м;

Нв = 10 м - вільний напір в кінці внутрішньої мережі;

Тоді потрібний напір для першого періоду

НП1 = 3,6 + (20-23) +16,35 +0,098+0,39+5,75+1,64+10= 34,82 м.

Із підсумкової таблиці 5 витрат 42,55 л/с

Зі зведеного графіка полів насосів приймаємо два насоси марки К 100-65-200, які з'єднані паралельно. Кожен з них створює подачу 21,27л/c і напір 34,82 м.

Згідно вимог п. 7.1. примітка 1 [2] визначаємо, що насосна станція відноситься до 1 категорії надійності. Кількість робочих і резервних агрегатів визначаємо за таблицею 32 [2]. Приймаємо 2 робочих та 2 резервних агрегати.

Потрібний напір для другого періоду

НП2= 3,6+(20-23)+16,35+0,27+10,88+75,38+1,64+10=115,62 м.

Із підсумкової таблиці 5 витрат 120,78 л/с

Зі зведеного графіка полів насосів підбираємо пожежний насос марки 1Д 630-125 . Приймаємо один робочий та 2 резервних насоси.

Характеристики вибраних насосів заносимо до таблиці 8.

Таблиця 8

Вид насосу	Розрахункові	Вибрані насоси
	подача, л/с	напір, м	Марка	число	подача, л/с	напір, м
Господарський	42,55	34,82	К 100-65-200	2	21,27	34,82
Резервний	42,55	34,82	К 100-65-200	2	21,27	34,82
Пожежний	120,78	118,96	1Д 630-125	1	120,78	115,62
Резервний	120,78	118,96	1Д 250-125	2	120,78	115,62

7. Розрахунок пожежних гідрантів

Кількість ПГ розраховується згідно вимог п. 8.16 [2] в залежності від витрати води на зовнішнє пожежегасіння для кожної будівлі комбінату. При цьому, якщо витрата становить до 15 л/с, приймаємо , а при 15 л/с і більше- 2 ПГ.

Отже, для механічного цеху розрахункова кількість гідрантів становитиме 2 шт., для прядильного -3 шт., ткацького -2 шт., оздоблювального - 2 шт., котельні -1 пожежний гідрант. Із урахуванням вимог п. 9.30 [2] для мотопомпи МП-1600 приймаємо радіус обслуговування гідрантів 150 м. Знайдену розрахунком кількість ПГ та їх розташування наносим на схему генплану текстильного комбінату

ЧАСТИНА 2. РОЗРАХУНОК ВНУТРІШНЬОГО ПРОТИПОЖЕЖНОГО ВОДОПРОВОДУ

8. Завдання

Для заданого цеху текстильного комбінату запроектувати внутрішній протипожежний водопровід, цех - 3, довжина 60 м і ширина 40 м., кількість поверхів 3 , приймаємо довжину вводу 14 м. Заглиблення зовнішньої мережі - 1,2 м. Гарантований напір зовнішньої мережі - 20 м.

9. Визначення витрати води і розташування пожежних кран-комплектів

Визначаємо кількість струменів для прядильного цеху II с.в. на кожну точку приміщення -- n= 2 шт і витрату кожного струменя -- q= 5 л/с

Рис.1. План цеху

Дійсна витрата води на внутрішнє пожежогасіння визначається залежно від кількості струменів на кожну точку приміщення n, та дійсної витрати кожного струменю - qдійсне (дорівнює дійсній витраті води з кожного ПКК), тобто

де -- визначається за таблицею 3 [1], залежно від мінімальної витрати води на пожежегасіння, діаметру пожежного кран-комплекту та насадки ствола, а також радіуса компактної частини струменя (п. 6.8 [1]). При цьому значення повинне бути не менше q, яке визначалось за п. 6.1 [1], а радіус компактної частини струменя не повинен бути меншим за висоту приміщення та відповідати вимогам п. 6.8 [1]. Необхідний діаметр пожежного кран-комплекту (ПКК) приймається згідно примітки 2 до п. 6.8 [1].

d крана= 65 мм, d рук= 66 мм, l рук=20 м

= л/с

Для забезпечення умов зрошення приміщення необхідною кількістю струменів, пожежні крани-комплекти (ПКК) повинні встановлюватися один від одного на відстані не більше:

==23,76 м

де при зрошенні кожної точки приміщення двома струменями; 2 при зрошенні кожної точки приміщення одним струменем; - довжина пожежного рукава (п. 6.14. [1]); В - ширина будівлі; - проекція радіуса компактної частини струменю, що визначається за формулою

==11,06 м

де - висота компактної частини струменю приймається відповідно до п. 6.8 [1]-12; z - висота приміщення; 1,35 - висота встановлення ПКК над підлогою (п. 6.13. [1]).

Кількість ПКК на одній лінії можна визначити за формулою:

Рис.2. Розміщення кран-комплектів пожежних

=3,47 шт приймаємо 4 шт

де - кількість ПКК; - довжина будівлі. Значення отриманої за формулою кількості ПКК завжди округлюється в більшу сторону.

Потрібний напір на ПКК -- НПКК складає 19,9 м.

Аксонометричну схему мережі, визначення розрахункових ділянок та витрат води наведено на рис 3

Рис. 3. Аксонометрична схема мережі ВППВ

Таким чином, для розрахунку є три ділянки. В розрахунку приймають участь не всі ПКК, а тільки ті, що встановлені в диктуючих точках, в кількості, що дорівнює кількості струменів для гасіння пожежі в кожній точці приміщення.

Об'єднана водопровідна мережа, що проектується, працює в двох режимах: до пожежі, та при пожежі. Розрахунок проведено для режиму роботи при пожежі, коли витрата води на господарсько-питні та виробничі потреби становить 2,39л/с.

Знаючи витрати води розрахункових ділянок, визначаються діаметри їх труб за формулою (4).

;

.

Діаметр труб ділянки 2-3 можна прийняти 50 мм, діаметр 2-4 70 мм, та 4-5 необхідно прийняти не менше 80 мм, оскільки діаметр ПКК повинен бути не менше 65 мм, діаметр трубопроводу, що подає воду до ПКК не може бути менше цього значення.

Потрібний напір на вводі в будівлю при роботі мережі під час пожежі визначається за формулою

,

при цьому: - k = 1,15 -- коефіцієнт урахування місцевих опорів (п. 7.7 [1]);

- -- втрати напору в мережі при її роботі під час пожежі, які для розрахункових ділянок визначаються за формулою . Питомий опір труб визначається за додатком 4:

- -- втрати напору на турбінному водомірі марки ВТ-100 під час роботи мережі при пожежі

,

- НПКК=19,9 м -- напір у ПКК, розташованого в диктуючій точці (таблиця 3) [1];

zПКК =1,2+1,35+12=14,55 м -- висота розміщення цього ПКК по відношенню до вводу в будівлю.

За вихідними даними напір міського водопроводу складає 26 м, а потрібний напір на вводі при пожежі -- 52,72 м, тому для цього складу необхідно запроектувати пожежні насоси-підвищувачі.

Напір насосів визначається .

Насосні установки з пожежними насосами проектуються згідно з п. 12.13...12.27 [1], з урахуванням розділу 13 [2], де регламентується кількість резервних насосів в залежності від категорії надійності насосної станції.

ЛІТЕРАТУРА

1. СНиП 2.04.01-85. Внутренний водопровод и канализация зданий.

2. СНиП 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения.

3. СНиП 3.05.04-85. Наружные сети и сооружения водоснабжения и канализации.

4. СНиП 2.09.04-87. Административные и бытовые здания.

5. ДСТУ 4401-2:2005 Кран-комплекти пожежні з плоскоскладаними рукавами. Загальні вимоги.

6. ДСТУ 2273 -93 ССБП Пожежна техніка. Терміни та визначення.

7. НАПБ Б.03-002-2007 "Норми визначення категорій приміщень, будинків та зовнішніх установок за вибухопожежною та пожежною небезпекою".

Размещено на Allbest.ur