ПРИЛОЖЕНИЕ 4
ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ИСХОДНЫХ ПАРАМЕТРОВ АУГП
ПРИ ЗАМЕНЕ НА ОЗОНОБЕЗОПАСНЫЕ ГОС
Как показали обследования АУГП(х), используемых на особо важных объектах, они представляют собой установки централизованного (агрегатного) типа на основе достаточно большого количества баллонных батарей, сложной запорно-пусковой арматуры, протяженных и громоздких распределительных трубопроводов.
Демонтаж таких систем связан со значительными капитальными затратами. Поэтому возникает вопрос: «Можно ли использовать существующие системы, заменив в них только огнетушащее вещество?»
Для ответа на этот вопрос были проведены сравнительные расчеты исходных параметров АУГП при замене хладонов на озонобезопасные ГОС.
При расчетах использовались нормы пожарной безопасности НПБ 22-96 (Раздел 4.1.2. Методика расчета параметров АУГП). Методика расчета с некоторыми уточнениями представлена в приложении 2 настоящих рекомендаций.
Пример 1. Проведем расчет необходимого количества огнетушащего вещества, для того чтобы заменить состав "3,5" в установке, защищающей помещение объемом 1062 м3, высотой Н=5,8 м и с площадью открытых проемов 50 м2 (негерметичность 0,047 м-1). Кратность вентиляции равна 2. В этом случае в наличии имеется 552 кг состава "3,5" (12 баллонов по 46 кг).
Горючее вещество - керосин.
а) Для двуокиси углерода СО2 .
Исходные данные: r1 = r0 = 1,880 кг/м3 (считаем, что установка расположена на уровне моря), tпод = 60 с, Сн = 30 % (об.) (приложение 2, табл. 3 НПБ 22-96), Ф(Сн, Y) = 0,446 м0,5/с (приложение 5, табл. 5 НПБ 22-96).
С учетом формулы (7) приложения 2 настоящих рекомендаций получим:
K2 = 1,5 × 0,446 × 0,047 × 60 × (5,8)0,5 = 4,53.
С учетом формулы (3) приложения 2 настоящих рекомендаций получим:
Мр = 1,05 × 1062 × 1,880 × (1 + 4,53) × ln (100/( 100-30)) ~ 4135 кг.
Массой Мтр пренебрегаем (по нашим расчетам она составляет порядка килограмма).
В расчетах предполагается, что остаток ГОС в установке равен 5 % от массы ГОС, находившейся в установке до срабатывания, т. е.
Мб × п = 0,05 Mг.
Итак, Mг = 1,05 Мр = 1,05 × 4135 = 4342 кг.
Для СО2 в одном 40-литровом баллоне содержится Mг (1) = 25 кг, следовательно, потребуется n = Mг/Mг (1) 40-литровых баллонов.
n = 4342/25 ~ 174 баллона.
Масса газового огнетушащего состава, предназначенная для тушения пожара в помещении при работающей принудительной вентиляции определяется по соотношению (9),
где Q = 2 × Vp/3600 = 2 × 1062 / 3600 = 0,59 м3/с (двукратная вентиляция).
Итак, Мр = 1,05 × 1,88 × (0,59 × 60 + 1062) × (1+4,53) × ln (100/(100-30)) ~ 4269 кг.
В расчетах предполагается, что остаток ГОС в установке равен 5 % от массы ГОС, находившейся в установке до срабатывания, т. е.
Мб × п = 0,05 Mг.
Итак, Mг = 1,05 Мр = 1,05 × 4269 = 4483 кг.
Для СО2 в одном 40-литровом баллоне содержится Mг (1) = 25 кг, следовательно, потребуется п = Mг/Mг (1) 40-литровых баллонов.
n = 4483 / 25 ~ 179 баллонов.
б) Для хладона 125 (С2F5Н).
Исходные данные r1 = r0 = 5,208 кг/м3 (считаем, что установка расположена на уровне моря), tпод =15 с, Сн =10 % (об.) (приложение 2, табл. 3 НПБ 22-96), Ф(Сн, Y) = 0,446 м0,5/с (приложение 5, табл. 5 НПБ 22-96).
С учетом формулы (7) приложения 2 настоящих рекомендаций получим:
K2 =1,5 × 0,375 × 0,047 × 15 × (5,8)0,5 = 0,96.
С учетом формулы (2) приложения 2 настоящих рекомендаций получим:
Мр = 1,05 × 1062 × 5,208 × (1 + 0,96) × 10 / (100 - 10) ~ 1265 кг.
Массой Мтр пренебрегаем (по расчетам она - порядка нескольких килограмм).
В расчетах предполагается, что остаток ГОС в установке равен 5 % от массы ГОС, находившейся в установке до срабатывания, т. е.
Mб × п = 0,05 Mг.
Итак, Mг = 1,05 Мр = 1,05 × 1265 = 1328 кг.
Для C2F5H в одном 40-литровом баллоне содержится Mг (1) = 35 кг, следовательно, потребуется п = Mг/Mг (1) 40-литровых баллонов.
n = 1328/35 ~ 38 баллонов.
Масса газового огнетушащего состава, предназначенная для тушения пожара в помещении при работающей принудительной вентиляции, определяется по соотношению (9),
где Q = 2 × Vp/3600 = 2 × 1062/3600 = 0,59 м3/с (двукратная вентиляция).
Итак, Мр = 1,05 × 5,208 × (0,59 × 15 + 1062) × (1 + 0,96) × 10/(100 - 10) ~ 1275 кг.
В расчетах предполагается, что остаток ГОС в установке равен 5 % от массы ГОС, находившейся в установке до срабатывания, т. е.
Мб × п = 0,05 Mг.
Итак, Mг = 1,05 Mp = 1,05 × 1275 = 1339 кг.
Для C2F5H в одном 40-литровом баллоне содержится Mг (1) = 35 кг, следовательно, потребуется n = Mг/Mг (1) 40-литровых баллонов.
n =1339/35 ~ 38 баллонов.
в) Для хладона 318 (С4F8Ц).
Исходные данные r1 =r0 = 8,438 кг/м3 (считаем, что установка расположена на уровне моря), tпод = 15 с. Сн = 7,2 % (об.) (приложение табл. 3 НПБ 22-96), Ф(Сн,Y) = 0,446 м0,5/с (приложение 5, табл. 5 НПБ 22-96).
С учетом формулы (7) приложения 2 настоящих рекомендаций получим:
K2 =1,5 × 0,408 × 0,047 × 15 × (5,8)0,5 = 1,04.
С учетом формулы (2) приложения 2 настоящих рекомендаций получим:
Mp = 1,05 × 1062 × 5,208 × (1 + 1,04) × 7,2/(100 - 7,2) = 1489,3 кг.
Массой Мтр пренебрегаем (по расчетам она - порядка нескольких килограмм).
В расчетах предполагается, что остаток ГОС в установке равен 5 % от массы ГОС, находившейся в установке до срабатывания, т. е.
Мб × п = 0,05 Mг.
Итак, Mг = 1,05 Mp = 1,05 × 1489,3 = 1564 кг.
Для С4F8Ц в одном 40-литровом баллоне содержится Mг (1) = 47 кг, следовательно, потребуется п = Mг/Mг (1) 40-литровых баллонов.
n = 1564/47 ~ 33 баллона.
Расчет для случая с работающей вентиляцией дает то же самое значение необходимых баллонов.
n = 1576/47 ~ 33 баллона.
г) Для шестифтористой серы SF6.
Исходные данные r1 = r0 = 6,474 кг/м3 (считаем, что установка расположена на уровне моря), tпод = 15 с, Сн = 10 % (об.) (приложение табл. 3 НПБ 22-96), Ф (Сн, Y) = 0,446 м0,5/с ( приложение 5, табл. 5 НПБ 22-96).
С учетом формулы (7) приложения 2 настоящих рекомендаций получим:
K2 = 1,5 × 0,410 × 0,047 × 15 × (5,8)0,5 = 1,044.
С учетом формулы (2) приложения 2 настоящих рекомендаций получим:
Mp = 1,05 × 1062 × 5,208 × (1 + 1,04) × 10/(100 - 10) = 1639 кг.
Массой Mтр пренебрегаем (по расчетам она - порядка нескольких килограмм).
В расчетах предполагается, что остаток ГОС в установке равен 5 % от массы ГОС, находившейся в установке до срабатывания, т. е.
Мб × п = 0,05 Mг.
Итак, Mã = 1,05 Mp = 1,05 × 1639 = 1722 кг.
Для SF6 в одном 40-литровом баллоне содержится Mг (1) = 40 кг, следовательно, потребуется п = Mг/Mг (1) 40-литровых баллонов.
n = 1772/40 ~ 43 баллона.
Расчет для случая с работающей вентиляцией дает то же самое значение необходимых баллонов.
n = 1736/40 ~ 43 баллона.
Таким образом, в данном случае при замене состава "3,5" на СО2, хладон 125, хладом 318Ц и SF6 потребуется значительно увеличить количество баллонов в АУГП. Данные о количестве баллонов сведены в табл. П.4.1. Увеличение количества баллонов приведет к возрастанию времени подачи ГОС при сохранении существующей системы распределительных трубопроводов и насадок. Для сохранения времени выброса ГОС в соответствии с требованиями НПБ 22-96 потребуется использование новой или дополнительной трубопроводной распределительной сети, а также новых или дополнительного количества насадок.
Таблица П.4. 1
Результаты по расчету количества баллонов для АУГП
(пример 1)
|
ГОС |
Состав "3,5" |
СО2 |
Хладон 125 |
Хладон 318 |
SF6 |
|
Количество баллонов (с вентиляцией), шт. |
12 |
174 (179) |
38 (38) |
33 (33) |
43 (43) |
|
Отношение количества баллонов с ГОС к количеству баллонов с составом "3,5" |
1 |
14,5 (15) |
3,25 (3,25) |
2,75 (2,75) |
3,75 (3,75) |
Пример 2. Проведем расчет необходимого количества огнетушащего вещества, для того чтобы заменить хладон 13В1 в установке, защищающей помещение - зал ЭВМ объемом 1020 м3, высотой Н = 4,0 м и с площадью открытых проемов 11,9 м2 (негерметичность 0,012 м-1). В этом случае в наличии имеется 320 кг хладона 13В1 (8 баллонов по 40 кг). Принудительной вентиляции в этом помещении нет.
Расчеты, как и в примере 1, дают следующие результаты, которые представлены в табл. П.4.2.
Таблица П.4.2
Результаты по расчету количества баллонов для АУГП
(пример 2)
|
ГОС |
Хладон 13В1 |
СО2 |
Хладон 125 |
Хладон 318 |
SF6 |
|
Количество баллонов, шт. |
8 |
59 |
23 |
22 |
25 |
|
Отношение количества баллонов с ГОС к количеству баллонов с хладоном 13В1 |
1 |
7,4 |
2,9 |
2,75 |
3,1 |
Пример З. Проведем расчет необходимого количества огнетушащего вещества, для того чтобы заменить хладон 114В2 в установке, защищающей помещение - зал ЭВМ объемом 900 м3, высотой Н = 3,0 м и с площадью открытых проемов 58 м 2 (негерметичность 0,064 м-1). В этом случае в наличии имеется 350 кг хладона 114В2 (8 баллонов по 45 кг). Имеется однократная принудительная вентиляция.
Расчеты, как и в примере 1, дают следующие результаты, которые представлены в табл. П.4.3.
Таблица П.4.3
Результаты по расчету количества баллонов для АУГП
(пример 3)
|
ГОС |
Хладон 114В2 |
СО2 |
Хладон 125 |
Хладон 318 |
SF6 |
|
Количество баллонов (с вентиляцией), шт. |
8 |
146 (149) |
32 (32) |
33 (33) |
37 (37) |
|
Отношение количества баллонов с ГОС к количеству баллонов с хладоном 114В2 |
1 |
18,3 (18,6) |
4,0 (4,0) |
4,1 (4,1) |
4,6 (4,6) |
Аналогичным образом могут быть проведены расчеты для других АУГП, используемых на объектах особой важности.