某服装厂消防课程设计.doc

湖南工学院 课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书 安全与环境工程 系 安全技术管理 专业 1 设计题目 某服装生产车间自动喷淋水灭火系统设计 2 设计期限 自 2011 年 12 月 12 日开始至 2011 年 12 月 25 日完成 3 设计原始资料 1 某服装生产车间基本生产资料与平面布局图 2 服 装生产车间的概况 3 根据消防工程的理论知识 设计符合 自动灭火 系统设计规范 GB50084 2005 版要求 4 防火防爆技术 4设计完成的主要内容 1 灭火系统的分类选择 2 系统的组成 3 消防自动喷淋系统设计 4 车间平面图和管网轴测图 5提交设计 设计说明书与图纸等 及要求 提交一份某企业消防方面的设计 报告 或论文 以及相关的设计图纸若干张 根据图内容的繁简可以选用适 当的版面 A1 A2 或者 A3 要求语句通顺 层次清楚 推理逻辑性强 设 计改进明确 可实施性强 报告要求用小四号宋体 A4 纸型打印 图纸部 分要求严格按照作图规范绘制 可出 Auto CAD 图 也可出手工图 采用国 际统一标准符号和单位制 并打印 6 发题日期 2011 年 12 月 10 日 指导老师 签名 学 生 签名 目目 录录 1 1 前言前言 1 1 2 2 车间简介车间简介 1 1 3 3 灭火系统的分类选择 工作原理及其组成灭火系统的分类选择 工作原理及其组成 2 2 3 13 1 灭火系统的分类及选择灭火系统的分类及选择 2 2 3 23 2 湿式自动喷水灭火系统工作原理湿式自动喷水灭火系统工作原理 2 2 3 33 3 系统的组成系统的组成 3 3 3 3 1 闭式喷头 3 3 3 2 报警阀 4 3 3 3 水流指示器 4 3 3 4 末端试水装置 4 3 3 5 压力开关 5 3 3 6 其他组件 5 4 4 自动喷水灭火系统的设计自动喷水灭火系统的设计 5 5 4 14 1 车间的火灾危险性等级车间的火灾危险性等级 5 5 4 24 2 基本技术参数的确定基本技术参数的确定 6 6 4 34 3 选择与布置喷头选择与布置喷头 6 6 4 44 4 管网的布置管网的布置 7 7 4 54 5 水力计算水力计算 8 8 4 64 6 校核设计作用面积内的平均喷水强度校核设计作用面积内的平均喷水强度 1313 4 74 7 选择消防水泵选择消防水泵 1313 5 5 喷水灭火系统的维护喷水灭火系统的维护 1515 6 6 结论结论 1616 7 7 致谢致谢 1616 参考文献参考文献 1717 附录附录 1818 1 1 1 前言前言 随着现代经济的发展 各种行业都在迅速发展 人们的生活也越来越多样 化 而火灾的发生也越来越频繁 损失随之惨重 自动喷淋灭火系统 就是在火灾发生的情况下 能自动开启喷头喷水灭火 以保障人身和财产安全的一种灭火系统 其特征是 通过加压设备将水送入管 网至带有热敏元件的喷头处 喷头在火灾的热环境中自动开启喷水灭火 对于 装有闭式喷头的系统 只有那些受火灾影响的喷头才开启喷水扑灭下方的火灾 自动喷水灭火系统发展迄今为止已有 100 多年的历史 最早是以 钻孔管 式喷水灭火系统 1812 年安装在英国皇家剧院 Theatre Royal Drury Lane 的形式出现 从 20 世纪 80 年代初开始 随着我国经济突飞猛进地发展 自动 灭火系统进行系统研究 相继推出了一批玻璃球喷头 报警阀门和相关组件 可组成湿式 预作用式和雨淋 干式等自动喷水灭火系统 逐渐改变了以往自 动喷水灭火系统依靠进口的局面 自动喷水灭火系统是目前国际上应用范围最 广 用量最大 灭火成功率最高 且造价最为低廉的固定灭火设施 并被公认 是最为有效的建筑火灾自救设施 其广泛应用在高层建筑等火灾危险性较大的 建筑物中 主要是由于它在保护人身和财产安全方面有着其他系统无可比拟的 优点 自动喷淋灭火系统在我国已经有 70 多年的应用历史 为我国公共场所的 火灾应急救援做出了很大的贡献 通过此次设计 使同学们亲自动手进行自动 喷水灭火系统的设计及计算 切实体会自动喷水灭火系统在各行各业中的重大 作用 理论联系实践 培养同学们的动手能力以及合作能力 2 2 车间简介车间简介 该厂是一家服装生产的专业工厂 位于工业区内 主要生产 销售及加工 各类全毛混纺纱 全棉织布 尼龙涂层布等 车间内生产过程中排除大量的纱 棉 落棉和下脚 并伴随产生大量纱棉飞花类物质 车间内产生固体物质粉碎 为极细小的粒子 并能长期悬浮于空气中的特殊状态成为粉尘 粉尘对劳动者 身体健康造成极大的影响 粉尘浓度达到一定值可能会造成爆炸 严重影响人 2 们的生产生活和社会的安定和谐 该车间为长方体结构 采用混砖构造 长 44m 宽 20m 高 6m 室内外高差为 0 00 冻土深度为 1 1m 当地环境最高温 度为 38 试对车间进行湿式自动喷淋灭火系统设计 一旦发生火灾事故 系 统自动喷水灭火 减小其带来的危害 3 3 灭火系统的分类选择 工作原理及其组成灭火系统的分类选择 工作原理及其组成 3 13 1 灭火系统的分类及选择灭火系统的分类及选择 根据被保护建筑物的性质和火灾发生 发展特性的不同 自动喷水灭火系 统可以有许多不同的形式 包括开式和闭式两种 开式自动喷水灭火系统可以 分为雨淋系统和水幕系统 闭式自动喷淋灭火系统还可以分为湿式自动喷水灭 火系统 干式自动喷水灭火系统 干湿式自动喷水灭火系统和循环自动喷水灭 火系统等 本文针对某服装厂进行自动喷淋灭火系统的设计 此车间是服装厂的车间 采用平房建筑 长为 44m 宽 20m 高为 6m 室内外高差为 0 00 冻土深度为 1 1m 当地环境最高温度为 38 试对其进行湿式自动喷淋灭火系统设计 3 23 2 湿式自动喷水灭火系统工作原理湿式自动喷水灭火系统工作原理 当火灾发生时 火源周围温度上升 导致火源上方的喷头开启 出水 管 网压力下降 报警阀阀后压力下降致使阀板开启 接通管网和水源 供水灭火 于是同时 部分水流由阀座上的凹形槽经报警阀的信号阀 带动水力警铃发出 报警信号 如果管网中设有水流指示器 水流指示器感应到水的流动 也可发 出电信号 如果管网中设有压力开关 当管网水压下降到一定值时 也可发出 电信号 启动水泵供水 消防控制室同时接到信号 启动水泵供水 消防控制 室同时接到信号 如图 1 所示为系统工作原理方框图 3 图 1 湿式自动喷水灭火系统工作原理图 3 33 3 系统的组成系统的组成 自动喷水灭火系统主要由喷头 报警阀组 水流指示器 压力开关 末端 试水装置 火灾探测器 管网等组成 3 3 1 闭式喷头 自动喷水灭火系统的主要部件是喷头 闭式喷头实际上带有一种感温阀门 它在火灾的热气流中能够自动启动 但不能恢复原状 这也就是常说的感温释 放器 它在预定的温度下使得喷头能自动开启 喷水 灭火 喷头的动作温度 以公称温度表示 玻璃球式喷头是我国目前常用的喷头 又称爆炸甁式喷头 用于支撑喷水口的阀盖 在不同的温度场所使用的喷头 对其公称温度也有不 同的要求 规范要求 选择喷头时 喷头的公称温度应比环境最高温度高 30 左右 水流指示器动作 湿式报警阀动作 启动水泵 压力开关动作 报告与传送指令 水力警铃报警 末端试验阀开启 值班室 服务台 喷头动作喷水 火灾发生 消防控制室 4 3 3 2 报警阀 湿式报警阀是湿式自动灭火系统的主要部件 安装在总水管上 连接供水 设备和配水管网 是一种只允许水流单向流入配水管网 并在规定流量下报警 的止回型阀门 在系统动作前 它将管网与水流隔开 避免水和可能的污染 当系统开启时 报警阀打开 接通水源和配水管 在报警阀开启的同时 部分 水流通过阀座上的一环形槽 经信号管道送至水力警铃 发出音响警报信号 湿式报警阀组应包括控制阀 报警阀 水力警铃和系统实验装置 控制阀 应采用安全信号阀 明确显示阀门启闭情况 为常开阀 在报警阀前后和系统 实验装置上 设压力表 水力警铃适宜安装在报警阀附近 连接管道应采用镀 锌钢管 长度不超过 6m 时 管径应采用 15mm 长度不超过 20m 时 采用 20mm 管道 连接水力警铃的信号管总长度不超过 20m 3 3 3 水流指示器 水流指示器安装在管网中 当有大于预定流量的水流通过管道时 水流指 示器能发出电信号 显示水的流动情况 通常水流指示器设在喷水灭火系统的 分区配水管上 当喷头开启时 向消防控制室指示开启喷头所处的位置分区 有时也可以设在水箱的出水管上 一旦系统开启 水箱被动用 水流指示器可 以发出电信号 通过消防控制室启动水泵供水灭火 为了便于检修分区管网 水流指示器前宜安装安全信号阀 3 3 4 末端试水装置 自动喷水灭火系统管网的末端应该设置末端试水装置 应与水流指示器一 一对应 末端试水装置应由压力阀 闸阀或电磁阀和流量表组成 流量表直径与喷 头相同 连接管道直径不小于 20mm 末端试水装置是用在平时维护管理时 对 系统进行定期检查 以确认系统是否能正常工作 末端试验阀可以采用手动阀或者电磁阀 在设有消防控制室时 若采用电 磁阀可以直接从控制室启动试验阀 方便检查 5 3 3 5 压力开关 雨淋系统和防火分隔水幕系统 管道充水时容易被冲水流指示器坏 因此 推荐采用压力开关 NFPA 12 标准中规定 浆片式水流指示器只允许在湿式系 统中使用 压力开关为消防专用产品 须经授权机构检测 因此可靠性好 所以应采 用压力开关控制稳压泵 其选型应能调节稳压泵的启停压力 报警阀组必须配 置压力开关而不能采用电接点压力表的原因 就是出于保证可靠性的考虑 3 3 6 其他组件 安全信号阀 安全信号阀是利用电信号显示阀门启闭状态的阀门 管理人员从信号显示装 置可以得知每一个阀门的开关状态和开启程度 以防阀门误动作 提高了消防供 水的安全度 国内生产的安全信号阀分为无触点式输出和有点式输出两种 电源为 24V 直流电 显示灯可就地显示 也可远距离 消防中心控制室 显示 节流装置 有多层喷水管网时 低层喷头的流量大于高层喷头的流量 造层不必要的 浪费 应采用减压孔板或节流管等技术措施 宜均衡各层管段的流量 设置减压板时 应符合下列要求 应设置在直径为 50mm 及 50mm 以下的水平管道上 孔口直径不小于安装管段直径的 50 孔板应安装在节流转变处下游一侧的直观段上 其距离不应小于安装管 段管径的两倍 采用节流管时 节流管内流速不应超过 20m s 其长度不宜小于 1m 4 自动喷水灭火系统的设计自动喷水灭火系统的设计 4 14 1 车间的火灾危险性等级车间的火灾危险性等级 根据 消防工程学 书上表 17 10 设置场所火灾危险等级举例可知 工业 6 建筑中生产棉毛麻丝及化纤的纺织 织物及制品的 木材木器及胶合板 谷物 加工 烟草及制品的 其火灾危险等级为中危险级之 级 4 24 2 基本技术参数的确定基本技术参数的确定 在建筑物的火灾危险等级划分确定后 就要确定该类建筑物的喷淋灭火系 统的基本设计参数 包括喷水强度 作用面积 喷头动作数 每只喷头保护面 积 最不利点处喷头压力及理论供水量 表 1 民用建筑和工业厂房的系统设计基本参数 火灾危险等级喷水强度 21 min mL 作用面积 2 m喷头工作压力 MPa 轻危等级4 级6中危等级 级8 160 级12严重危险级 级16 260 0 10 根据表 1 可查得 中危险级 级建筑物的喷水强度为 作用面 2 min8mL 积为 160 喷头工作压力为 0 1MPa 4 34 3 选择与布置喷头选择与布置喷头 喷头的选择 本设计选用标准玻璃球喷头 它的参数为 其动作温度为 68 公称直径 为 15 喷头流量特性系数 K 4 2 喷头的布置 该车间为长方形 所以喷头可以采取长方形布置 根据 消防工程学 书 上表 17 13 可知它的布置间距为 3 4m 标准中危险级的布置间距 喷头与边 墙的距离不超过设计范中要求的 1 7m 作用面积为 160 一只喷头的保护面 2 m 积为 11 5 系统应有库存备用喷头 2 m 确定最不利点喷头的位置为 1 号节点处的喷头 见图 3 2 在节点处平行 于配水支管划定矩形作用面积 其长边长度为 mAL 2 151602 12 1 7 每边支管上最多动作喷头数 个547 4 4 3 2 15 n 作用面积内共布置 3 排喷头 最大动作喷头数为 15 个 4 44 4 管网的布置管网的布置 根据 消防工程学 书上表 17 16 预选管径 管网布置如图 2 和图 3 所示 系统共布置了 72 个喷头 系统设湿式报警阀和水流指示器各 1 个 图 2 湿式喷水灭火系统平面图 图 3 自动喷水灭火系统管网平面布置图 8 4 54 5 水力计算水力计算 矩形面积的确定 确定最不利作用面积在管网中的位置 作用面积的形状为矩形 其长边平 行于配水支管 其长度不小于作用面积平方根的 1 2 倍 喷头数若有小数就进 位成整数 当配水支管的实际长度小于边长的计算值时 作用面积要扩展到该 配水管邻近支管上的喷头 逐点法水力计算 按逐点法进行水力计算 即矩形面积内每个喷头喷水量按该喷头处的水压计 算确定 支管 尽端的喷头 1 为整个管系的最不利点 在规定的工作水头 作用下 节点 1 的水流量为 MPaH1 0 1 sLHKq33 1 1 02 4 11 则管段 1 2 的流量为 SLqQ33 1 121 因为中度危险级控制的标准喷头数为 1 只 查表 2 可得公称直径 d 25 表 2 中危险级场所中配水支管 配水管控制的标准喷头数 管道 1 2 内水的流速为 sm m SL d Q V71 2 1025 4 33 1 4 2 2 32 21 21 21 每米管道的水头损失为 控制的标准喷头数 只 公称直径 mm 中危险级 251 323 404 508 6512 8032 10064 9 3 1 21 2 21 21 d V 0000107 0 i 3 1 3 2 10125 71 2 0000107 0 mMPa0095 0 该管径为 90 弯头 由表 2 可查 当管径为 25 时 当量长度为 0 6m 管道的水头损失为 L MPaLLih038 0 6 04 30095 0 21 表 3 当量长度表 节点 2 的水压为 MPahHH138 0 038 0 1 0 2112 其水流量为 SLHKQq89 2 138 0 2 433 1 2212 则管段 2 3 的流量为 SLQ89 2 32 因为中度危险级控制的标准喷头数为 2 只 查表 2 可得公称直径 d 32 管道 2 3 内水的流速为 管件直径 mm 253240507080100125150 45 弯头0 30 30 60 60 90 91 21 52 1 90 弯头0 60 91 21 51 82 13 13 74 3 三通或四通1 51 82 43 13 74 66 17 69 2 蝶阀1 82 13 13 72 73 1 闸阀0 30 30 30 60 60 9 止回阀1 52 12 73 44 34 96 78 39 8 32 25 40 32 50 40 70 50 80 70 100 80 125 100 150 125 200 150异径接头 0 20 30 30 50 60 81 11 31 6 10 sm m SL d Q V61 3 1032 4 89 2 4 2 2 32 32 32 32 每米管道的水头损失为 3 1 32 2 32 32 d V 0000107 0 i 3 1 3 2 10132 61 3 0000107 0 mMPa012 0 该管径为三通 由表 3 可查 当管径为 32 时 当量长度为 1 8m 则 L 管道的水头损失为 MPaLLih062 0 8 14 3012 0 32323232 节点 3 的水压为 MPahHH2 0062 0 138 0 3223 其水流量为 SLHKQq77 4 2 02 489 2 3323 则管段 3 4 的流量为 SLqQ77 4 343 因为中度危险级控制的标准喷头数为 3 只 查表 2 可得公称直径 d 40 管道 3 4 内水的流速为 sm m SL d Q V8 3 1040 4 77 4 4 2 2 32 43 43 43 每米管道的水头损失为 31 43 2 43 43 00001070 d V i 3 1 3 2 101 40 8 3 0000107 0 mMPa011 0 11 该管径为四通 由表 3 可查 当管径为 40 时 当量长度为 2 4m 则 L 管道的水头损失为 MPaLLih043 0 4 27 1011 0 43434343 节点水压与节点 2 的节点水压相等 即 2 MPaH138 0 2 SLHKq57 1 138 0 2 4 22 节点的水压与节点 3 的节点水压相等 即 3 MPaHH2 0 33 sLqHKq45 3 57 1 2 02 4 233 节点 4 的水压为 MPahHH243 0 043 0 2 0 4334 其水流量为 sLqQq22 8 45 3 77 4 3434 则管段 4 5 的流量为 SLqQ22 8 454 因为中度危险级控制的标准喷头数为 6 只 查表 2 可得公称直径 d 50 管道 4 5 内水的流速为 sm m sL d Q V12 4 1050 4 22 8 4 2 2 32 54 54 54 每米管道的水头损失为 3 1 54 2 54 54 0000107 0 d V i mMPa0092 0 该管径为四通 由表 3 可查 当管径为 50 时 当量长度为 3 1m 则 L 管道的水头损失为 MPaLLih06 0 1 34 30092 0 54545454 12 由于各支管水力情况完全相同 喷头数量 构造 管段长度 管径 标高 等 因此 643541 ba QQQQ 节点 5 的水压为 MPahHH303 0 06 0 243 0 5445 节点流量 sL q Qa 11 4 2 22 8 2 4 5 sLQQ aa 78 2 33 1 11 4 33 1 55 则节点 5 的总流量为 sLqq44 162 45 则管段 5 6 的流量为 sLqQ44 16 565 因为中度危险级控制的标准喷头数为 12 只 查表 2 可选公称直径 65 的 管径 d 70 管道 5 6 内水的流速为 sm m sL d Q V27 4 1070 4 44 16 4 2 2 32 65 65 65 每米管道的水头损失为 31 65 2 65 65 00001070 d V i 3 1 3 2 10170 27 4 0000107 0 mMPa0063 0 该管径为四通 由表 3 可查 当管径为 70 时 当量长度为 3 7m 则 L 管道的水头损失为 MPaLLih0447 0 7 34 30063 0 65656565 同理可得节点的总水压 管道 6 7 的管段流量 流速和单位长度水头损 13 失 其结果见表 4 由表 3 可查 当管径为 100 时 当量长度为 6 1m L 又由图 3 可知管道 6 8 的长度为 mL 2 31484 3 86 管道 6 8 有 6 个四通 两个 90 弯头 一个止回阀 一个闸阀等组成 则 6 8 的当量长度为 mL 3 626 07 621 381 6 86 则管道的水头损失为 MPaLLih199 0 3 62 2 3100213 0 86868686 水流指示器的节点水压为 湿式报警阀的节点水压为 MPa 0200 MPa 0200 节点 8 的水压为 02 0 2 8668 hHH 04 0 199 0 3327 0 MPa5717 0 节点 8 的流量为 sLQq66 24 868 4 64 6 校核设计作用面积内的平均喷水强度校核设计作用面积内的平均喷水强度 设计作用面积内平均喷水强度满 22 min8min25 9 16066 24mLmL 足规范要求 4 74 7 选择消防水泵选择消防水泵 按照上述计算结果 选择型号 IS125 125 100 400 的消防水泵 扬程为 Pa 4 1050 14 表 4 自动喷水系统管道水力计算 节点管段 特性 系数 K 节点水 压 H MPa 节点 流量 Q L s 1 管段 流量 Q L s 1 管径 d mm 流 速 v m s 1 单位长度 水头损失 i 10 5MPa m 1 管段 长度 L m 当量 长度 L m 水头 损失 h MPa 10 11 33 1 24 21 33252 7 1 0 00953 40 60 038 20 1382 89 2 34 22 89323 6 1 0 0123 41 80 062 30 24 77 3 44 24 77403 80 0111 72 40 043 2 0 1381 57 3 0 23 5 40 2438 22 4 54 28 22504 1 2 0 00923 43 10 06 50 30316 44 a 54 11 a 52 78 5 64 216 44704 2 7 0 00633 43 70 0447 60 332724 66 6 74 224 66803 2 7 0 00313 44 60 025 b 64 75 b 63 42 6 84 224 661003 1 4 0 0021331 262 30 199 水流指示器0 020 湿式报警器0 020 80 571724 66 h P00 5717 15 5 5 喷水灭火系统的维护喷水灭火系统的维护 自动喷水灭火系统应具有管理 检测 维护规程 并应保证系统处于准 工作状态 维护管理人员应熟悉自动喷水灭火系统的原理 性能和操作维护规程 维护管理人员每天应对水源控制阀 报警阀组进行外观检查 并应保证 系统处于无障碍状态 每年应对水源的供水能力进行一次测定 消防水池 消防水箱及消防气压给水设备应每月检查一次 并应检查其 消防储备水位及消防气压给水设备的气体压力 同时 应采取措施保证消防用 水不作它用 并应每月对该措施进行检查 发现故障应及时进行处理 消防水池 消防水箱 消防气压给水设备内的水应根据当地环境 气候 条件不定期更换 更换前 负责自动喷水灭火系统的专职或兼职管理人员应向 领导报告 并报告当地消防监督部门 寒冷季节 消防储水设备的任何部位均不得结冰 每天应检查设置储水 设备的房间 保持室温不低于5 每两年应对消防储水设备进行检查 修补缺损和重新油漆 钢板消防水箱和消防气压给水设备的玻璃水位计 两端的角阀在不进行 水位观察时应关闭 消防水泵应每月启动运转一次 内燃机驱动的消防水泵应每周启动运转 一次 当消防水泵为自动控制启动时 应每月模拟自动控制的条件启动运转一 次 电磁阀应每月检查并应作启动试验 动作失常时应及时更换 每个季度应对报警阀旁的放水试验阀进行一次供水试验 验证系统的供 水能力 系统上所有的控制阀门均应采用铅封或锁链固定在开启或规定的状态 每月应对铅封 锁链进行一次检查 当有破坏或损坏时应及时修理更换 室外阀门井中 进水管上的控制阀门应每个季度检查一次 核实其处于 全开启状态 消防水泵接合器的接口及附件应每月检查