5.2. Оборудование нижнего уровня автоматизации
Спринклеры
Спринклерные системы [5] производят тушение только в пределах очага пожара ближайшим к нему оросителем, так называемым спринклером, который автоматически вскрывается при возрастании температуры в зоне пожара.
В системе автоматического пожаротушения сушильного цеха применяется ороситель спринклерный типа «СВН-12»
Включение в работу спринклерной установки осуществляется автоматически при превышении определённого уровня температуры в защищаемом помещении. Контроль температуры осуществляет пожарный извещатель – тепловой замок в спринклерном оросителе (спринклера).
Технические характеристики спринклера показаны в таблице 5.11
Таблица 5.11- Технические характеристики спринклера
| Наименование параметра | Значение для оросителя |
| Диапазон рабочего давления, МПа | 0,05-1,0 |
| Защищаемая площадь, м2 | 12 |
| Габаритные размеры, мм: | 57×32 |
| Масса, не более, кг | 0,07 |
| Присоединительная резьба | R1/2 |
| Номинальная температура срабатывания спринклерного оросителя, о С | 57/68/79/93/141/182
|
| Номинальное время срабатывания спринклерного оросителя, с | 300/300/330/380/600/600
|
| Предельно допустимая рабочая температура спринклерного оросителя, °С | 38/50/58/70/100/140 |
| Маркировочный цвет жидкости в стеклянной колбе | оранжевый/красный/желтый/ зеленый/голубой/фиолетовый |
Пожарное запорное устройство
На рис. 5.12 показано пожарно-запорное устройство (ПЗУ-ЗД) с электроприводом [5], которое применяется для подачи воды на вход насосной станции пожаротушения сушильного цеха.. Данный спринклер разработан для установки и использования в составе различных систем водяного пожаротушения любой сложности. Интенсивность орошения «СВН-12» достаточна, чтобы на орошаемой площади размером до 12 квадратных метров локализовать и потушить пожар. Исходя из самых разнообразных условий эксплуатации оросители «СВН-12» могут быть никелированы или находиться под защитой полимерного напыления.
Конструкция пожарного запорного устройства – затвора дискового (ПЗУ-ЗД) учитывает специфику применения запорной арматуры в ручных и автоматических системах пожаротушения, а именно – длительное (месяцами, годами) нахождение в закрытом состоянии под давлением жидкости, которая может иметь повышенную жёсткость и абразивные включения. В применяемых в настоящее время в системах пожаротушения стандартных дисковых затворах и шаровых кранах после длительного пребывания в состоянии ЗАКРЫТО на поверхности запорного органа нарастёт слой отложений, который при переводе запорного органа в положение ОТКРЫТО может затруднить открытие (вплоть до невозможности открытия) и повредить уплотнения, соприкасающиеся с запорным органом, так как при повороте запорного органа происходит трение его поверхности о резиновое или фторопластовое уплотнение соответственно. Это означает, что в аварийной ситуации такая арматура может отказать, а повреждение уплотнения приведёт к нарушению герметичности и протечкам.
В ПЗУ-ЗД дисковый запорный орган выполнен с двойным эксцентриситетом, поэтому в положении ЗАКРЫТО диск плотно прижимается к резиновому кольцу, а при переводе ПЗУ-ЗД в положение ОТКРЫТО диск не трётся о резиновое кольцо, а отходит от него и только после этого поворачивается на 90 градусов; в результате, если даже на диске появились отложения, они не могут повредить резиновое уплотнение при повороте диска и не затруднят сам поворот.
ПЗУ-ЗД окрашен в красный цвет; имеет электросигнализатор и указатели положений ОТКРЫТО-ЗАКРЫТО; предусмотрена возможность опломбирования в рабочем положении; обеспечен удобный доступ для контроля состояния запорного органа и замены седла в случае его износа или повреждения.
ПЗУ-ЗД может поставляться с ручным управлением или с электрическим приводом.
Для управления ПЗУ-ЗД применяется электропривод с асинхронным электродвигателем АИР63В4 мощностью 0,37 кВт с трехфазным напряжением питания 380 В. Электродвигатель развивает момент на вал 100 Н/м. Время переключения занимает 2 с. Для определения открытого или закрытого положения запорного устройства применяются микропереключатели Д-713.
5.3. Оборудование среднего уровня автоматизации
Шкаф управления насосов
Принцип работы Шкафы предназначены для работы в двух системах: спринклерная и дренчерная система пожаротушения. Шкаф управления имеет два режима управления – Ручной и Автоматический. Выбор режима управления осуществляется пользователем с лицевой панели шкафа и отображается индикацией состояния. В ручном режиме управление насосами осуществляется с лицевой панели шкафа кнопками «Пуск» / «Стоп» соответствующего насоса, с отображением индикации состояния. В основном данный режим служит для пробного пуска, с целью определить правильность подключения и направления вращения электродвигателей, а так же для кратковременных тестовых пусков системы. В автоматическом режиме – работа осуществляется по внешним сигналам от приборов и датчиков. Насосы работают по схеме рабочий/резервный, т.е. в случае неисправности рабочего насоса шкаф автоматически включит в работу резервный, а на лицевой панели шкафа загорится лампа «Авария» соответствующего насоса и происходит перекидывание контактов диспетчеризации. В шкафах на три насоса и более существует возможность выбора количества рабочих/резервных насосов.[12]
Автоматический режим в спринклерной системе организован следующим образом: пуск рабочего насоса происходит по сигналу от реле давления. Во время пожара колба спринклера лопается при определённой температуре и происходит резкое падение давления в системе, загорается индикация «пожар» на лицевой панели шкафа управления и запускается основной насос. Если в процессе работы давление в системе восстанавливается, с задержкой времени происходит останов основного насоса, при дальнейшем падении давления с задержкой времени происходит повторный пуск насоса. То есть шкаф управления пожарными насосами начинает работать как система повышения давления с заданными временными задержками. Останов режима пожаротушения осуществляется переводом переключателя в положение Стоп на передней панели.
Глава 6. Программное обеспечение системы автоматизации пожаротушения
Рассмотрим программное обеспечение системы автоматизации пожаротушения, которое работает на среднем уровне автоматизации. Данное программное обеспечение разрабатывается для ПЛК CPU-31A. Разработка программного обеспечения выполняется в специализированном программном обеспечении CONT-Designer.
Основная программа должна контролировать все четыре секции сплинкерной системы и наполнение пожарного резервуара (рис. 6.1).
Контроль секций и резервуара выполняется в виде отдельных программных блоков (подпрограмм).
Рассмотрим алгоритм работы подпрограммы для контроля одной секции сплинкерного пожаротушения (рис. 6.2). Если на входе секции снижается давление, которое контролируется соответствующим датчиком, то это означает, что в данной секции один из сплинкеров включился на тушение пожара. В этом случае в системе появляется сигнал ПОЖАР В СЕКЦИИ. При этом, необходимо проверить состояние противопожарного вентиля на входе насосной станции. Если данный вентиль открыт, то необходимо контролировать работу насосов (при необходимости запустить основной насос), контролировать движение жидкости и давление жидкости в секции. Если противопожарный вентиль закрыт, то его необходимо открыть, и запустить один основной насос. Если давление воды на входе секции не снижается, то это свидетельствует о том, что пожара нет. В этом случае необходимо контролировать состояние противопожарного вентиля, он должен быть закрыт.
Рассмотрим алгоритм работы подпрограммы для контроля пожарного резервуара (рис. 6.2). Данная подпрограмма следит за уровнем воды в пожарном резервуаре и управляет наполняющим насосом.
Если уровень воды превышает ВЕРХНИЙ АВАРИЙНЫЙ УРОВЕНЬ, то необходимо отключить наполняющий насос, закрыть входной вентиль, контролировать состояние входного вентиля, т.е. убедиться с помощью сигналов его концевых выключателей о закрытии, и проинформировать персонал о превышении в пожарном резервуаре верхнего аварийного уровня.
Если уровень воды опустился ниже НИЖНЕГО АВАРИЙНОГО УРОВНЯ, то необходимо открыть входной вентиль, проконтролировать открытие входного вентиля с помощью сигналов от его концевых выключателей, запустить наполняющий насос, убедиться с помощью датчика давления на выходе насоса, что он запустился и работает, и проинформировать персонал о снижении уровня ниже аварийного.
В обычном (штатном) режиме эксплуатации пожарного резервуара, когда его наполнение происходит в автоматическом режиме, без вмешательства обслуживающего персонала, считаем, что наполнение резервуара должно начинаться при снижении уровня воды ниже 0,4 м, а прекращение наполнения резервуара происходит при превышении уровня воды более 3 м.
Глава 7. Перспективы модернизации системы автоматизации пожаротушения
К возможным перспективам модернизации существующей системы автоматизации можно отнести следующие:
- оснащение пожароопасных участков дублирующими пожарными извещателями;
- оснащение пожарных насосов датчиками перепада давления;
- расширение возможностей оповещения ответственных лиц с помощью SMS информирования или автодозвона;
- автоматическое и оперативное информирование пожарной охраны о пожаре;
- интеграция системы автоматизации пожаротушения с системой видеонаблюдения.
Оснащение пожароопасных участков дублирующими пожарными извещателями позволит получать однозначно информацию о наличии пожара на том или ином участке цеха. Причем при использовании адресных устройств появляется возможность точного выявления места появления пожара. В настоящее время существует возможность определения пожара только в одной из четырех секций спринклерной системы. Что не информирует о конкретном месте появления пожара. В случае оснащения системы автоматизации дополнительными дублирующими адресными извещателями, в систему должны быть добавлены соответствующие адресные считывающие модули. К этим считывающим модулям будут подключаться извещатели. Считывающие адресные модули должны иметь интерфейс связи RS-485 для их интеграции на средний уровень системы автоматизации пожаротушения (см. рис. 3.3).
Оснащение пожарных насосов датчиками перепада давления позволит более точно, по сравнению с сигналом давления на выходе насоса, определять работает ли насос или нет.
Информирование ответственных лиц и соответствующих служб с помощью SMS-сообщений или автодозвона позволит повысить оперативность ликвидации возникшего пожара. Для выполнения данного условия необходимо на среднем уровне системы автоматизации пожаротушения (см. рис. 3.3) по интерфейсу RS-485 подключить GSM-модем. Также возможна реализация такого информирования с верхнего уровня системы автоматизации. Однако надежность информирования с верхнего уровня снижается при наличии каких-то проблем связи с верхним уровнем или нерабочим состоянием аппаратной части верхнего уровня. Поэтому будет наиболее оптимальным вариант GSM-модема, подключенного на среднем уровне автоматизации.
Интеграция с системой видеонаблюдения позволит выявлять причины пожаров, либо оперативно принимать решения при наличии визуальной информации.
Заключение
В данной работе выполнена разработка автоматизации системы пожаротушения на АНОФ-2 ФОСАГРО г. Апатиты.
Составлены структурные и функциональные схемы автоматизации системы пожаротушения.
Разработаны алгоритмы функционирования системы автоматизации пожаротушения.
Выполнен обзор перспектив модернизации системы автоматизации пожаротушения.
Полученные результаты могут использоваться при модернизации системы пожаротушения в условиях предприятия АО «Апатит».
Список используемых источников
- Суриков В.Н., Буйлов Г.П. Автоматизация технологических процессов и производств.: учебно-методическое пособие / ГОУВПО СПбГТУРП. –СПб., 2011. Часть 1. -77 с.
- Буйлов Г.П. Автоматизация оборудования целлюлозно-бумажного производства: учебное пособие по дипломному проектированию. -2-е изд., испр. — / СПбГТУРП. – СПб., 2013. – 167 с.
- Буйлов Г.П., Доронин В.А., Серебряков Н.П. Автоматика и автоматизация производственных процессов целлюлозно-бумажных производств: учебное пособие для вузов. – М.: Экология, 1995. –320 с.
- Буйлов Г.П. Математические модели пропитки и пропарки щепы в производстве ВПВВ и их использование для управления и оптимизации / СПбГТУРП. – СПб., 2013. – 70 с.: ил. 23
- Собурь С.В. Установки пожаротушения автоматические: Учебно-справочное пособие.–7-е изд., перераб. – М.: Пож.Книга, 2012. – 336 с.
- Сайт: Программно-технический комплекс для систем автоматического пожаротушения (ПТК САП) http://www.emicon.ru/FrontTopic/id139
- Сайт: Программируемые логические контроллеры серии DCS-2000 исполнение М2 http://www.emicon.ru/FrontTopic/id650
- Сайт: Модули ЦПУ серии DCS-2000 исполнение М2 http://www.emicon.ru/FrontTopic/id651
- Сайт: Модули ввода/вывода аналоговых сигналов серии DCS-2000 исполнения М2 http://www.emicon.ru/FrontTopic/id652
- Сайт: Модули ввода/вывода дискретных сигналов серии DCS-2000 исполнения М2 http://www.emicon.ru/FrontTopic/id653
- Сайт: Модули иного предназчения серии DCS-2000 исполнения М2 http://www.emicon.ru/FrontTopic/id802
- Сайт: Шкафы_управления_ГРАНТОР_Каталог http://www.artmatica.ru/wpcontent/uploads/2013/06/ОЭО_Шкафы_управления_ГРАНТОР