Calcul en ligne de la masse d'agent extincteur. Calcul en ligne du coût de l'extinction d'incendie au gaz. Tâches des autorités de contrôle

Lors de la conception de systèmes extincteur à gaz se pose le problème de déterminer le temps d'entrer dans la chambre quantité requise agent extincteur aux paramètres donnés système hydraulique. La possibilité d'effectuer un tel calcul vous permet de choisir les caractéristiques optimales du système d'extinction d'incendie à gaz, qui fournit le temps requis pour la libération de la quantité requise d'agent extincteur.

Conformément à la clause 8.7.3 du SP 5.13130.2009, au moins 95 % de la masse de l'agent extincteur à gaz nécessaire pour créer la concentration standard d'extinction d'incendie dans la pièce protégée doit être fournie sur un intervalle de temps ne dépassant pas 10 s pour installations modulaires et 15 s pour les installations centralisées d'extinction d'incendie à gaz dans lesquelles des gaz liquéfiés (à l'exception du dioxyde de carbone) sont utilisés comme agent extincteur d'un agent extincteur.

En connexion avec manque de méthodes domestiques approuvées, permettant de déterminer le moment de la libération de l'agent d'extinction d'incendie dans la pièce, cette méthode de calcul de l'extinction d'incendie au gaz a été développée. Cette technique permet d'utiliser la technologie informatique conduire calcul du temps de sortie de l'agent extincteur pour les systèmes d'extinction d'incendie à gaz à base de fréons, dans lesquels l'agent d'extinction d'incendie se trouve dans des bouteilles (modules) à l'état liquide sous la pression d'un gaz propulseur, ce qui fournit le taux de sortie de gaz nécessaire du système. Où le fait de la dissolution du gaz propulseur dans l'agent extincteur liquide est pris en compte. Cette méthode de calcul d'extinction d'incendie au gaz est la base Programme d'ordinateur TACT-Gaz, dans sa partie concernant le calcul des systèmes d'extinction d'incendie à gaz à base de fréons et nouvel agent extincteur Novec 1230(fréon FK-5-1-12).

Le calcul hydraulique est l'étape la plus difficile dans la création d'AUGPT. Il est nécessaire de sélectionner les diamètres des canalisations, le nombre de buses et la surface de la section de sortie, calculer temps réel quitter GOTV.

Comment compterons-nous ?

Vous devez d'abord décider où obtenir la méthodologie et les formules de calcul hydraulique. Nous ouvrons l'ensemble de règles SP 5.13130.2009, annexe G et n'y voyons que la méthode de calcul de l'extinction d'incendie au dioxyde de carbone basse pression, et où en est la méthodologie pour les autres agents extincteurs à gaz ? Nous regardons le paragraphe 8.4.2 et voyons: "Pour le reste des installations, il est recommandé que le calcul soit effectué selon les méthodes convenues de la manière prescrite."

Programmes de calcul

Tournons-nous vers les fabricants d'équipements d'extinction d'incendie à gaz pour obtenir de l'aide. En Russie, il existe deux méthodes de calcul hydraulique. L'un a été développé et copié à plusieurs reprises par les principaux fabricants d'équipements russes et approuvé par VNIIPO, sur sa base logiciel"ZALP", "Salut". L'autre a été développé par la société TACT et approuvé par le DND du ministère des Situations d'urgence, et le logiciel TACT-gas a été créé sur sa base.

Les techniques sont fermées à la plupart des ingénieurs de conception et servent à usage domestique fabricants installations automatiques extincteur à gaz. Si vous êtes d'accord, ils vous le montreront, mais sans connaissances ni expérience particulières pour effectuer calcul hydrauliqueça va être difficile.

1. La masse estimée de GOTV M_g, qui doit être stockée dans l'installation, est déterminée par la formule

M = K , (1)

où M est la masse de GOTV, destinée à être créée en volume

locaux de concentration d'extinction d'incendie en l'absence de

ventilation d'air, est déterminé par les formules:

pour GOTV - gaz liquéfiés, à l'exception du dioxyde de carbone

M \u003d V x ro x (1 + K) x ─────────── ; (2)

r r 1 2 100 - C

pour GOTV - gaz comprimés et dioxyde de carbone

M \u003d V x ro x (1 + K) x ln ───────────, (3)

r r 1 2 100 - C

où V est le volume estimé des locaux protégés, m3.

Le volume calculé de la pièce comprend son volume géométrique interne, y compris le volume de la ventilation, de la climatisation, chauffage à air(jusqu'à vannes ou registres étanches). Le volume des équipements situés dans le local n'en est pas déduit, à l'exception du volume des éléments de construction solides (imperméables) (colonnes, poutres, fondations des équipements, etc.) ; K_1 - coefficient tenant compte de la fuite d'agent extincteur à gaz des navires ; K_2 - coefficient tenant compte de la perte d'agent extincteur à gaz par les ouvertures de la pièce ; ro_1 - la densité de l'agent extincteur gazeux, en tenant compte de la hauteur de l'objet protégé par rapport au niveau de la mer pour la température minimale dans la pièce T_m, kg x m (-3), est déterminée par la formule

ro = ro x ──── x K, (4)

où рo_0 est la densité de vapeur de l'agent extincteur gazeux à une température T_0 = 293 K (20°С) et une pression atmosphérique de 101,3 kPa ; T_m - température minimale air dans la pièce protégée, K ; K_3 - facteur de correction qui tient compte de la hauteur de l'objet par rapport au niveau de la mer, dont les valeurs sont données dans tableau 11 candidatures 5 ; С_н - concentration volumique normative, % (vol.).

Les valeurs des concentrations standards d'extinction d'incendie C_n sont données en annexe 5.

La masse du résidu de GFEA dans les canalisations M_tr, kg, est déterminée par la formule

M \u003d V x ro, (5)

tr tr GOTV

où V est le volume de toute la tuyauterie de l'installation, m3 ;

ro est la densité du résidu GOTV à la pression disponible dans

pipeline après la fin de l'expiration de la masse de gaz d'extinction d'incendie

substances M dans la pièce protégée ; M x n - produit du reste de GOTV dans

module (M), qui est accepté selon le DT par module, kg, par nombre

modules en installation n.

Note. Pour les substances combustibles liquides ne figurant pas dans Annexe 5, la concentration volumétrique normative d'extinction d'incendie de GFEA, dont tous les composants sont en phase gazeuse dans des conditions normales, peut être déterminée comme le produit de la concentration volumétrique minimale d'extinction d'incendie et d'un facteur de sécurité égal à 1,2 pour tous les GFFS, à l'exception de dioxyde de carbone. Pour le CO2, le facteur de sécurité est de 1,7.

Pour les GFFS qui sont en phase liquide dans des conditions normales, ainsi que pour les mélanges de GFFS dont au moins un des composants est en phase liquide dans des conditions normales, la concentration standard d'extinction d'incendie est déterminée en multipliant la concentration volumétrique d'extinction d'incendie par un facteur de sécurité de 1,2.

Les méthodes de détermination de la concentration extinctrice volumétrique minimale et de la concentration extinctrice sont énoncées dans la NPB 51-96*.

1.1. Coefficients de l'équation (1) sont définis comme suit.

1.1.1. Coefficient tenant compte des fuites d'agent extincteur gazeux des récipients :

1.1.2. Coefficient prenant en compte la perte de gaz extincteur par les ouvertures du local :

K \u003d P x delta x tau x racine carrée (H), (6)

où P est un paramètre qui prend en compte l'emplacement des ouvertures sur la hauteur du local protégé, m (0,5) x s (-1).

Les valeurs numériques du paramètre П sont choisies comme suit :

P \u003d 0,65 - lorsque les ouvertures sont situées simultanément dans la zone inférieure (0-0,2) H et supérieure de la pièce (0,8-1,0) H ou simultanément au plafond et au sol de la pièce, et les zones des ouvertures en bas et en haut, les parties sont approximativement égales et représentent la moitié de la surface totale des ouvertures; P \u003d 0,1 - lorsque les ouvertures sont situées uniquement dans la zone supérieure (0,8-1,0) N de la pièce protégée (ou au plafond); P \u003d 0,25 - lorsque les ouvertures sont situées uniquement dans la zone inférieure (0-0,2) H de la pièce protégée (ou au sol); P \u003d 0,4 - avec une répartition approximativement uniforme de la zone d'ouverture sur toute la hauteur des locaux protégés et dans tous les autres cas;

delta \u003d ────────── - paramètre de fuite de pièce, m (-1),

où la somme F_H est la surface totale des ouvertures, m2, H est la hauteur de la pièce, m; tau_pod - temps normatif de fourniture GOTV aux locaux protégés, s.

1.1.3. Extinction des incendies de la sous-classe A_1 (à l'exception des matériaux incandescents spécifiés dans article 7.1) doit être effectuée dans des locaux dont le paramètre de fuite ne dépasse pas 0,001 m (-1).

La valeur de la masse M_r pour éteindre les incendies de la sous-classe A_i est déterminée par la formule

p 4 p-hept

où M est la valeur de la masse M pour la concentration volumétrique standard C

p-hept p n

lors de l'extinction du n-heptane, est calculé à partir de formules (2) ou (3) ;

K - coefficient tenant compte du type de matériau combustible.

Les valeurs du coefficient K_4 sont prises égales à : 1,3 - pour le papier d'extinction, le papier ondulé, le carton, les tissus, etc. en balles, rouleaux ou plieuses ; 2,25 - pour les locaux avec les mêmes matériaux, dans lesquels l'accès des pompiers après la fin des travaux de l'AUGP est exclu, tandis que le stock de réserve est calculé à une valeur de K_4 égale à 1,3.

Le temps d'approvisionnement du stock principal de GOTV avec une valeur de K_4 égale à 2,25 peut être augmenté d'un facteur 2,25. Pour les autres feux de la sous-classe A_1, la valeur de K_4 est supposée égale à 1,2.

Il n'est pas nécessaire d'ouvrir la pièce protégée à laquelle l'accès est autorisé, ou de violer son étanchéité de toute autre manière dans les 20 minutes après l'opération de l'AUGP (ou avant l'arrivée des pompiers).

Lutte contre l'incendie

SÉLECTION ET CALCUL DU SYSTÈME D'EXTINCTION AU GAZ

A. V. Merkulov, V. A. Merkulov

CJSC "Artsok"

Les principaux facteurs influençant la choix optimal installations d'extinction d'incendie à gaz (UGP) : type de charge combustible dans le local protégé (archives, locaux de stockage, équipements radio-électroniques, équipement technologique etc.); la valeur du volume protégé et sa fuite ; type d'agent extincteur à gaz (GOTV); le type d'équipement dans lequel l'ECS doit être stockée, et le type d'unité d'alimentation en gaz : centralisée ou modulaire.

Le bon choix d'une installation d'extinction d'incendie à gaz (UGP) dépend de nombreux facteurs. Par conséquent, le but de ce travail est d'identifier les principaux critères qui influent sur le choix optimal d'une installation d'extinction d'incendie à gaz et le principe de son calcul hydraulique.

Les principaux facteurs influençant le choix optimal de l'installation d'extinction d'incendie à gaz. Premièrement, le type de charge combustible dans la pièce protégée (archives, locaux de stockage, équipements électroniques, équipements technologiques, etc.). Deuxièmement, la valeur du volume protégé et sa fuite. Troisièmement, le type d'agent extincteur à gaz. Quatrièmement, le type d'équipement dans lequel l'agent extincteur à gaz doit être stocké. Cinquièmement, le type d'installation d'extinction d'incendie au gaz : centralisée ou modulaire. Le dernier facteur ne peut avoir lieu que s'il est nécessaire de fournir une protection contre l'incendie pour deux ou plusieurs pièces d'une installation. Par conséquent, nous ne considérerons l'influence mutuelle que des quatre facteurs ci-dessus, c'est-à-dire en supposant qu'une seule pièce nécessite une protection contre les incendies dans l'installation.

Certainement, bon choix les installations d'extinction d'incendie à gaz doivent être basées sur des indicateurs techniques et économiques optimaux.

Il convient de noter en particulier que l'un des agents extincteurs à gaz dont l'utilisation est autorisée élimine un incendie quel que soit le type de matériau combustible, mais uniquement lorsqu'une concentration standard d'extinction d'incendie est créée dans le volume protégé.

L'influence mutuelle des facteurs énumérés ci-dessus sur les paramètres techniques et économiques de l'installation d'extinction d'incendie à gaz sera estimée

être déduit de la condition que les agents extincteurs à gaz suivants sont autorisés pour une utilisation en Russie : fréon 125, fréon 318C, fréon 227ea, fréon 23, CO2, K2, Ag et un mélange (n° 2, Ag et CO2) ayant marque déposée Inergen.

Selon la méthode de stockage et les méthodes de contrôle des agents extincteurs à gaz dans les modules d'extinction à gaz (MGP), tous les agents extincteurs à gaz peuvent être divisés en trois groupes.

Le premier groupe comprend le fréon 125, 318C et 227ea. Ces fréons sont stockés dans le module d'extinction à gaz sous forme liquéfiée sous la pression d'un gaz propulseur, le plus souvent de l'azote. Les modules avec les fluides frigorigènes répertoriés, en règle générale, ont pression de service ne dépassant pas 6,4 MPa. Le contrôle de la quantité de fréon pendant le fonctionnement de l'unité est effectué par le manomètre installé sur le module d'extinction d'incendie à gaz.

Le fréon 23 et le CO2 constituent le deuxième groupe. Ils sont également stockés sous forme liquéfiée, mais sont expulsés du module d'extinction à gaz sous la pression de leurs propres vapeurs saturées. La pression de service des modules avec les agents extincteurs gazeux répertoriés doit avoir une pression de service d'au moins 14,7 MPa. Pendant le fonctionnement, les modules doivent être installés sur des appareils de pesage qui permettent un contrôle continu de la masse de fréon 23 ou de CO2.

Le troisième groupe comprend K2, Ag et Inergen. Ces agents extincteurs à gaz sont stockés dans les modules d'extinction à gaz à l'état gazeux. De plus, lorsque nous examinerons les avantages et les inconvénients des agents extincteurs à gaz de ce groupe, nous nous concentrerons uniquement sur l'azote.

Cela est dû au fait que le N2 est le plus efficace (concentration d'extinction la plus faible) et a le coût le plus bas. Le contrôle de la masse des agents extincteurs à gaz répertoriés est effectué par un manomètre. Lg ou Inergen sont stockés dans des modules à une pression de 14,7 MPa ou plus.

Les modules d'extinction d'incendie à gaz ont généralement une capacité de bouteille ne dépassant pas 100 litres. Dans le même temps, les modules d'une capacité de plus de 100 litres, conformément au PB 10-115, sont soumis à l'enregistrement auprès du Gosgortekhnadzor de Russie, ce qui implique suffisamment un grand nombre de restrictions quant à leur utilisation conformément aux règles spécifiées.

Une exception concerne les modules isothermes pour le dioxyde de carbone liquide (MIZhU) d'une capacité de 3,0 à 25,0 m3. Ces modules sont conçus et fabriqués pour le stockage dans des installations d'extinction d'incendie à gaz de dioxyde de carbone en quantités supérieures à 2500 kg. Les modules isothermes pour le dioxyde de carbone liquide sont équipés d'unités de réfrigération et d'éléments chauffants, ce qui permet de maintenir la pression dans le réservoir isotherme dans la plage de 2,0 à 2,1 MPa à une température environnement de moins 40 à plus 50 °С.

Examinons des exemples de la manière dont chacun des quatre facteurs affecte les indicateurs techniques et économiques d'une installation d'extinction d'incendie au gaz. La masse de l'agent extincteur à gaz a été calculée selon la méthode décrite dans la NPB 88-2001.

Exemple 1. Il est nécessaire de protéger les équipements électroniques dans une pièce d'un volume de 60 m3. La pièce est conditionnellement hermétique, c'est-à-dire K2 « 0. Les résultats du calcul sont résumés dans le tableau. 1.

Justification économique languette. 1 en nombres spécifiques a une certaine difficulté. Cela est dû au fait que le coût de l'équipement et de l'agent extincteur à gaz varie selon les fabricants et les fournisseurs. Cependant, il existe une tendance générale selon laquelle avec une augmentation de la capacité de la bouteille, le coût du module d'extinction d'incendie à gaz augmente. 1 kg de CO2 et 1 m3 de N ont un prix proche et sont inférieurs de deux ordres de grandeur au coût des fréons. Analyse du tableau. 1 montre que le coût d'une installation d'extinction d'incendie au gaz avec fluide frigorigène 125 et CO2 est comparable en valeur. Malgré le coût nettement plus élevé du fréon 125 par rapport au dioxyde de carbone, le prix total du fréon 125 - un module d'extinction d'incendie à gaz avec une bouteille de 40 l sera comparable ou même légèrement inférieur à celui d'un ensemble de dioxyde de carbone - un module d'extinction d'incendie à gaz avec une bouteille de 80 l - un dispositif de pesée. On peut affirmer sans ambiguïté que le coût d'une installation d'extinction d'incendie au gaz avec de l'azote est nettement plus élevé par rapport aux deux options précédemment envisagées, car deux modules d'une capacité maximale sont nécessaires. Besoin de plus d'espace pour accueillir

TABLEAU 1

Fréon 125 36 kg 40 1

CO2 51 kg 80 1

deux modules dans une pièce et, bien sûr, le coût de deux modules d'un volume de 100 l sera toujours supérieur au coût d'un module de 80 l avec un dispositif de pesée, qui, en règle générale, est 4 à 5 fois moins cher que le module lui-même.

Exemple 2. Les paramètres de la salle sont similaires à l'exemple 1, mais il est nécessaire de protéger non pas l'équipement électronique, mais les archives. Les résultats du calcul, de manière similaire au premier exemple, sont résumés dans le tableau. 2.

Sur la base de l'analyse du tableau. 2, nous pouvons dire sans équivoque que dans ce cas, le coût d'une installation d'extinction d'incendie à gaz avec de l'azote est beaucoup plus élevé que le coût des installations d'extinction d'incendie à gaz avec du fréon 125 et du dioxyde de carbone. Mais contrairement au premier exemple, dans ce cas, on peut noter plus clairement que l'installation d'extinction d'incendie gazeuse au dioxyde de carbone a le coût le plus bas, car. avec une différence de coût relativement faible entre le module d'extinction d'incendie à gaz avec une bouteille d'une capacité de 80 et 100 litres, le prix de 56 kg de fréon 125 dépasse largement le coût d'un appareil de pesée.

Des dépendances similaires seront tracées si le volume de la pièce protégée augmente et/ou sa non-herméticité augmente, puisque tout cela provoque une augmentation générale de la quantité de tout type d'agent extincteur à gaz.

Ainsi, seulement sur la base de deux exemples, il est clair que choisir mise en place optimale l'extinction d'incendie au gaz pour la protection contre l'incendie des locaux n'est possible qu'après avoir envisagé au moins deux options avec divers types agents extincteurs à gaz.

Cependant, il existe des exceptions lorsqu'une installation d'extinction d'incendie à gaz avec des paramètres techniques et économiques optimaux ne peut pas être utilisée en raison de certaines restrictions imposées aux agents d'extinction d'incendie à gaz.

TABLEAU 2

Nom de GOTV Quantité de GOTV Capacité du réservoir MGP, l Quantité de MGP, pcs.

Fréon 125 56 kg 80 1

CO2 66 kg 100 1

Ces restrictions comprennent principalement la protection d'objets particulièrement importants dans une zone à risque sismique (par exemple, des objets Pouvoir nucléaire etc.) où il est nécessaire d'installer des modules dans des cadres parasismiques. Dans ce cas, l'utilisation de fréon 23 et de dioxyde de carbone est exclue, puisque les modules avec ces agents extincteurs gazeux doivent être installés sur des dispositifs de pesage qui excluent leur fixation rigide.

POUR protection contre le feu les locaux où du personnel est présent en permanence (salles de contrôle de la circulation aérienne, halls avec panneaux de contrôle des centrales nucléaires, etc.) sont soumis à des restrictions sur la toxicité des agents extincteurs gazeux. Dans ce cas, l'utilisation de dioxyde de carbone est exclue, car. La concentration volumétrique d'extinction d'incendie de dioxyde de carbone dans l'air est mortelle pour l'homme.

Lors de la protection de volumes supérieurs à 2000 m3, d'un point de vue économique, le plus acceptable est l'utilisation de dioxyde de carbone chargé dans un module isotherme pour le dioxyde de carbone liquide, en comparaison avec tous les autres agents extincteurs à gaz.

Après l'étude de faisabilité, la quantité d'agents d'extinction à gaz nécessaire pour éteindre l'incendie et le nombre préliminaire de modules d'extinction à gaz sont connus.

Les buses doivent être installées conformément aux modèles de pulvérisation spécifiés dans documentation technique fabricant de buses. Distance des buses au plafond (sols, faux plafond) ne doit pas dépasser 0,5 m lors de l'utilisation de tous les agents extincteurs à gaz, à l'exception du K2.

La tuyauterie, en règle générale, doit être symétrique, c'est-à-dire les buses doivent être également éloignées de la canalisation principale. Dans ce cas, le débit d'agents d'extinction d'incendie à gaz à travers toutes les buses sera le même, ce qui garantira la création d'une concentration d'extinction d'incendie uniforme dans le volume protégé. Des exemples typiques de tuyauterie symétrique sont illustrés à la fig. 1 et 2.

Lors de la conception de la tuyauterie, il convient également de prendre en compte la connexion correcte des conduites de sortie (rangées, coudes) à partir de la conduite principale.

Un raccordement cruciforme n'est possible que si les débits d'agents extincteurs à gaz 01 et 02 sont de valeur égale (Fig. 3).

Si 01 Ф 02, les raccordements opposés des rangées et des branches avec la canalisation principale doivent être espacés dans le sens du mouvement des agents extincteurs à gaz à une distance b supérieure à 10 D, comme indiqué sur la fig. 4, où D est le diamètre intérieur du pipeline principal.

Aucune restriction n'est imposée sur la connexion spatiale des tuyaux lors de la conception de la tuyauterie d'une installation d'extinction d'incendie à gaz lors de l'utilisation d'agents d'extinction d'incendie à gaz appartenant aux deuxième et troisième groupes. Et pour la tuyauterie d'une installation d'extinction d'incendie à gaz avec des agents extincteurs à gaz du premier groupe, il existe un certain nombre de restrictions. Ceci est causé par ce qui suit.

Lorsque le fréon 125, 318Ts ou 227ea est pressurisé dans le module d'extinction d'incendie à gaz avec de l'azote à la pression requise, l'azote est partiellement dissous dans les fréons répertoriés et la quantité d'azote dissous dans les fréons est proportionnelle à la pression de suralimentation.

b>10D ^ N

Après l'ouverture du dispositif de verrouillage et de démarrage du module d'extinction d'incendie à gaz sous la pression du gaz propulseur, le fréon avec de l'azote partiellement dissous pénètre dans les buses par la tuyauterie et sort par elles dans le volume protégé. Dans le même temps, la pression dans le système "modules - tuyauterie" diminue en raison de l'expansion du volume occupé par l'azote lors du déplacement du fréon et de la résistance hydraulique de la tuyauterie. Il y a un dégagement partiel d'azote de la phase liquide du fréon et il se forme un milieu biphasique "un mélange de la phase liquide du fréon - azote gazeux". Par conséquent, un certain nombre de restrictions sont imposées sur la tuyauterie d'une installation d'extinction d'incendie à gaz utilisant le premier groupe d'agents d'extinction d'incendie à gaz. L'objectif principal de ces restrictions est d'empêcher la stratification du milieu diphasique à l'intérieur de la tuyauterie.

Lors de la conception et de l'installation, tous les raccordements de tuyauterie de l'installation d'extinction d'incendie à gaz doivent être effectués comme indiqué sur la fig. 5, et il est interdit de les exécuter sous la forme indiquée sur la fig. 6. Les flèches sur les figures indiquent le sens du flux d'agents extincteurs gazeux à travers les tuyaux.

Lors du processus de conception d'une installation d'extinction d'incendie à gaz dans une vue axonométrique, une disposition de la tuyauterie, la longueur du tuyau, le nombre de buses et leurs élévations sont déterminés. Pour déterminer le diamètre intérieur des tuyaux et la surface totale des sorties de chaque buse, il est nécessaire d'effectuer un calcul hydraulique de l'installation d'extinction d'incendie à gaz.

La méthode pour effectuer un calcul hydraulique d'une installation d'extinction d'incendie à gaz avec du dioxyde de carbone est donnée dans l'ouvrage. Le calcul d'une installation d'extinction d'incendie à gaz avec des gaz inertes n'est pas un problème, car dans ce cas, l'écoulement est inerte

ny gaz se présente sous la forme d'un milieu gazeux monophasique.

Le calcul hydraulique d'une installation d'extinction à gaz utilisant les fréons 125, 318C et 227ea comme agent extincteur à gaz est un processus complexe. L'application de la méthode de calcul hydraulique développée pour le fréon 114B2 est inacceptable du fait que dans cette méthode l'écoulement du fréon dans les conduites est considéré comme un liquide homogène.

Comme indiqué ci-dessus, le flux de fréons 125, 318C et 227ea à travers les tuyaux se produit sous la forme d'un milieu à deux phases (gaz - liquide), et avec une diminution de la pression dans le système, la densité du milieu gaz-liquide diminue . Par conséquent, afin de maintenir un débit massique constant d'agents d'extinction d'incendie à gaz, il est nécessaire d'augmenter la vitesse du milieu gaz-liquide ou le diamètre intérieur des canalisations.

La comparaison des résultats d'essais grandeur nature avec la libération de fréons 318C et 227ea de l'installation d'extinction d'incendie à gaz a montré que les données d'essai différaient de plus de 30% des valeurs calculées obtenues par une méthode qui ne prend pas en compte la solubilité de l'azote dans le fréon.

L'influence de la solubilité du gaz propulseur est prise en compte dans les méthodes de calcul hydraulique de l'installation d'extinction d'incendie à gaz, dans laquelle le fréon 13B1 est utilisé comme agent d'extinction d'incendie à gaz. Ces méthodes ne sont pas générales. Conçu pour le calcul hydraulique d'une installation d'extinction d'incendie à gaz uniquement avec du fréon 13V1 à deux valeurs de la pression de suralimentation MGP avec de l'azote - 4,2 et 2,5 MPa et ; à quatre valeurs en fonctionnement et six valeurs en fonctionnement du facteur de remplissage des modules avec réfrigérant.

Compte tenu de ce qui précède, la tâche a été définie et une méthode a été développée pour le calcul hydraulique d'une installation d'extinction d'incendie à gaz avec des fréons 125, 318C et 227ea, à savoir : pour une résistance hydraulique totale donnée du module d'extinction d'incendie à gaz (l'entrée du siphon tube, le tube siphon et le dispositif d'arrêt et de démarrage) et le tuyau connu dans le câblage de l'installation d'extinction d'incendie à gaz, trouver la distribution de la masse de réfrigérant qui a traversé les buses individuelles, et le temps d'expiration du masse calculée de fréon des buses dans le volume protégé après l'ouverture simultanée du dispositif d'arrêt de tous les modules. Lors de la création de la méthodologie, le flux non stationnaire d'un mélange gaz-liquide à deux phases "fréon - azote" dans un système composé de modules d'extinction d'incendie à gaz, de canalisations et de buses a été pris en compte, ce qui nécessitait la connaissance des paramètres du mélange gaz-liquide (champs de pression, de densité et de vitesse) en tout point du système de conduites à tout moment .

A cet égard, les canalisations ont été divisées en alvéoles élémentaires dans le sens des axes par des plans perpendiculaires aux axes. Pour chaque volume élémentaire, les équations de continuité, de quantité de mouvement et d'état ont été écrites.

Dans ce cas, la dépendance fonctionnelle entre pression et densité dans l'équation d'état du mélange gaz-liquide était associée à la relation utilisant la loi de Henry sous l'hypothèse d'uniformité (homogénéité) du mélange gaz-liquide. Le coefficient de solubilité de l'azote pour chacun des fréons considérés a été déterminé expérimentalement.

Pour effectuer les calculs hydrauliques de l'installation d'extinction d'incendie au gaz, un programme de calcul a été développé en langage Fortran, nommé "ZALP".

Le programme de calcul hydraulique permet, pour un schéma donné d'une installation d'extinction d'incendie à gaz, dans le cas général, notamment :

Modules d'extinction d'incendie à gaz remplis d'agents d'extinction à gaz avec pressurisation d'azote jusqu'à la pression Рн ;

Collecteur et canalisation principale ;

Dispositifs de distribution;

Canalisations de distribution ;

Buses sur sorties, à déterminer :

Inertie de l'installation ;

Heure de libération de la masse estimée d'agents extincteurs gazeux ;

Temps de libération de la masse réelle d'agents extincteurs gazeux ; - débit massique d'agents extincteurs à gaz à travers chaque buse. L'approbation de la méthode de calcul hydraulique "2ALP" a été réalisée par l'exploitation de trois installations d'extinction d'incendie à gaz en fonctionnement et sur un banc expérimental.

Il a été constaté que les résultats du calcul selon la méthode développée de manière satisfaisante (avec une précision de 15%) coïncident avec les données expérimentales.

Le calcul hydraulique est effectué dans l'ordre suivant.

Selon NPB 88-2001, les masses calculées et réelles de fréon sont déterminées. À partir de l'état du facteur de remplissage maximal autorisé du module (fréon 125 - 0,9 kg / l, fréons 318C et 227ea - 1,1 kg / l), le type et le nombre de modules d'extinction d'incendie à gaz sont déterminés.

La pression de suralimentation Рн des agents extincteurs gazeux est réglée. En règle générale, le pH est pris dans la plage de 3,0 à 4,5 MPa pour les installations modulaires et de 4,5 à 6,0 MPa pour les installations centralisées.

Un schéma de la tuyauterie de l'installation d'extinction d'incendie à gaz est établi, indiquant la longueur des tuyaux, les repères d'élévation des jonctions de la tuyauterie et des buses. Les diamètres internes de ces tuyaux et la surface totale des sorties de buse sont préalablement fixés à condition que cette surface ne dépasse pas 80% de la surface du diamètre interne de la canalisation principale.

Les paramètres répertoriés de l'installation d'extinction d'incendie au gaz sont entrés dans le programme "2ALP" et un calcul hydraulique est effectué. Les résultats du calcul peuvent avoir plusieurs options. Ci-dessous, nous considérons les plus typiques.

Le temps de libération de la masse estimée de l'agent extincteur à gaz est Tr = 8-10 s pour une installation modulaire et Tr = 13 -15 s pour une centralisée, et la différence de coûts entre les buses ne dépasse pas 20%. Dans ce cas, tous les paramètres de l'installation d'extinction d'incendie à gaz sont sélectionnés correctement.

Si le temps de libération de la masse calculée de l'agent extincteur à gaz moins de valeurs ci-dessus, le diamètre intérieur des canalisations et la surface totale des ouvertures des buses doivent être réduits.

Si le temps standard pour la libération de la masse calculée de l'agent extincteur à gaz est dépassé, la pression de suralimentation de l'agent extincteur à gaz dans le module doit être augmentée. Si cette mesure ne permet pas de répondre aux exigences réglementaires, alors il faut augmenter le volume d'ergol dans chaque module, c'est-à-dire réduire le facteur de remplissage du module d'agent extincteur à gaz, ce qui entraîne une augmentation du nombre total de modules dans l'installation d'extinction à gaz.

Le respect des exigences réglementaires en matière de différence de débit entre les buses est obtenu en réduisant la surface totale des sorties des buses.

LITTÉRATURE

1. CNLC 88-2001. Installations d'extinction et de signalisation d'incendie. Normes et règles de conception.

2. SNiP 2.04.09-84. Automatiques d'incendie bâtiments et structures.

3. Équipement de protection contre l'incendie - Systèmes d'extinction automatique d'incendie utilisant des hydrocarbures halogénés. Partie I. Systèmes d'inondation totale au halon 1301. ISO/TC 21/SC 5 N 55E, 1984.

Le concepteur est toujours responsable de l'installation d'extinction d'incendie à gaz. Pour travail réussi Tout d'abord, il est nécessaire de faire des calculs corrects. Les calculs hydrauliques sont fournis gratuitement par les fabricants, sur demande. Quant aux autres opérations, le concepteur les exécute de manière indépendante. Pour un travail plus abouti, nous présentons les formules nécessaires aux calculs et révélons leur contenu.

Pour commencer, examinons les domaines d'application de l'extinction d'incendie au gaz.
Tout d'abord, l'extinction d'incendie au gaz est une extinction d'incendie par volume, c'est-à-dire que nous pouvons éteindre un volume fermé. L'extinction locale des incendies est également possible, mais uniquement sur le dioxyde de carbone.

Calcul de la masse de gaz

Tout d'abord, vous devez choisir un agent extincteur à gaz (comme nous le savons déjà, le choix de GOTV est l'apanage du concepteur). Étant donné que l'extinction d'incendie au gaz est volumétrique, les principales données initiales pour son calcul seront donc la longueur, la largeur et la hauteur de la pièce. Connaissant le volume exact du local, il est possible de calculer la masse d'agent extincteur à gaz nécessaire pour éteindre ce volume. Le calcul de la masse de gaz à stocker dans l'installation se fait selon la formule :

M g \u003d K 1 [ M p + M tr + M 6 n ] ,

Où M p- la masse de GFEA, destinée à créer une concentration extinctrice dans le volume du local en l'absence de ventilation artificielle de l'air. Il est déterminé par les formules :
pour GFFS - gaz liquéfiés, à l'exception du dioxyde de carbone :

Pour GOTV - gaz comprimés et dioxyde de carbone :

Où vice-président - le volume estimé des locaux protégés, m 3.
Le volume calculé de la pièce comprend son volume géométrique interne, y compris le volume de la ventilation, de la climatisation, du système de chauffage de l'air (jusqu'aux vannes ou registres hermétiques). Le volume des équipements situés dans le local n'en est pas déduit, à l'exception du volume des éléments de construction solides (imperméables) (colonnes, poutres, fondations des équipements, etc.) ;
K 1 - coefficient tenant compte de la fuite d'agent extincteur gazeux des navires ;
K 2 - coefficient tenant compte de la perte de gaz extincteur par les ouvertures du local ;
p t - la densité de l'agent extincteur à gaz, en tenant compte de la hauteur de l'objet protégé par rapport au niveau de la mer pour la température minimale dans la pièce T m, kg / m 3, est déterminée par la formule :

p 0 - densité de vapeur de l'agent extincteur gazeux à une température de T 0 = 293 K (20°C) et une pression atmosphérique de 101,3 kPa ;
T 0 - température minimale de l'air dans la pièce protégée,
POUR; K 3 - facteur de correction, tenant compte de la hauteur de l'objet par rapport au niveau de la mer, dont les valeurs sont données en annexe D (SP 5.13130.2009) ;
Cn — concentration volumique normative, % (vol.).
Les valeurs des concentrations standard d'extinction d'incendie C n sont données à l'annexe D (SP 5.13130.2009);

La masse du résidu GOTV dans les pipelines M tr / kg est déterminée par la formule:

Où V tp - le volume de toute la distribution par canalisation de l'installation, m 3;
r gotv - la masse volumique du résidu GFFS à la pression régnant dans la conduite après la fin de l'écoulement de la masse du gaz extincteur M p dans le local protégé ;
Mbp - le produit du reste de l'ECS dans le module M b, qui est accepté selon le TD par module, kg, par le nombre de modules dans l'installation n.

Résultat

À première vue, il peut sembler qu'il y ait trop de formules, de liens, etc., mais en réalité, tout n'est pas si compliqué. Il faut calculer et additionner trois grandeurs : la masse d'AGW nécessaire pour créer une concentration extinctrice dans le volume, la masse de résidus d'AGV dans la canalisation et la masse de résidus d'AGFU dans le cylindre. Nous multiplions la quantité résultante par le coefficient de fuite ECS des cylindres (généralement 1,05) et obtenons le poids exact d'ECS nécessaire pour protéger un volume spécifique. N'oubliez pas que pour les fumées en phase liquide dans les conditions normales, ainsi que les mélanges de fumées dont au moins un des composants est en phase liquide dans les conditions normales, la concentration standard d'extinction d'incendie est déterminée en multipliant la concentration volumétrique concentration d'extinction d'incendie par un facteur de sécurité de 1,2.

Réinitialiser surpression

Un autre très point important- il s'agit d'un calcul de la surface de l'ouverture pour soulager la surpression. La surface d'ouverture F c, m 2, est déterminée par la formule :

Où R pr - la surpression maximale admissible, qui est déterminée à partir de l'état de conservation et de résistance structures de construction locaux ou équipements protégés qui s'y trouvent, MPa ;
R un — Pression atmosphérique, MPa;
r dans - densité de l'air dans les conditions de fonctionnement des locaux protégés, kg / m 3;
K 2 — coefficient de sécurité pris égal à 1,2 ;
K 3 - coefficient tenant compte de la variation de pression lors de son alimentation ;
τ sous est le temps d'alimentation du GFFS, déterminé à partir du calcul hydraulique, s ;
∑F - la surface des ouvertures ouvertes en permanence (à l'exception de l'ouverture de décharge) dans les structures d'enceinte de la pièce, m 2.
Les valeurs de M p, K 1 , p 1 sont déterminées sur la base du calcul de la masse de GOTV.
Pour GOTV - gaz liquéfiés, le coefficient K 3 \u003d 1.
Pour GOTV - gaz comprimés, le coefficient K 3 est pris égal à :

Si la valeur du côté droit de l'inégalité est inférieure ou égale à zéro, l'ouverture (dispositif) pour soulager la surpression n'est pas nécessaire.
Pour calculer la superficie des ouvertures, nous devons obtenir des données du client sur la superficie des ouvertures ouvertes en permanence dans la zone protégée. Bien sûr, il peut s'agir de petits trous dans les canaux de câbles, la ventilation, etc. Mais il faut bien comprendre que ces ouvertures pourront être obturées à l'avenir, et donc, pour un fonctionnement fiable de l'installation (s'il n'y a pas d'ouvertures ouvertes visibles), il vaut mieux prendre la valeur de l'indicateur ?F = 0. A une installation d'extinction d'incendie à gaz sans soupapes de surpression ne peut qu'endommager une extinction efficace et, dans certains cas, entraîner des pertes humaines, par exemple lors de l'ouverture de la porte d'une pièce.

Choix du module d'extinction d'incendie

Nous avons déterminé la masse et la surface de l'ouverture pour soulager la surpression, vous devez maintenant sélectionner un module d'extinction d'incendie à gaz. En fonction du fabricant du module, ainsi que des conditions physiques et propriétés chimiques du GOTV sélectionné, le facteur de charge du module est déterminé. Dans la plupart des cas, ses valeurs sont comprises entre 0,7 et 1,2 kg/l. Si vous obtenez plusieurs modules (une batterie de modules), n'oubliez pas la clause 8.8.5 de SP 5.13130 : « Lors de la connexion de deux modules ou plus à un collecteur (pipeline), des modules de même taille standard doivent être utilisés :

gaz liquéfié

Emplacement des modules

Après avoir décidé du nombre et des types de modules, il faut convenir avec le client de leur emplacement. Curieusement, une question aussi simple à première vue peut causer de nombreux problèmes de conception. Dans la plupart des cas, la construction de salles de serveurs, de standards et d'autres locaux similaires est réalisée en peu de temps, de sorte que certaines modifications de l'architecture du bâtiment sont possibles, ce qui affecte négativement la conception, en particulier à l'emplacement de l'extinction d'incendie au gaz. modules. Néanmoins, lors du choix de l'emplacement des modules, il est nécessaire d'être guidé par l'ensemble de règles (SP 5.13130.2009): «Les modules peuvent être situés à la fois dans la pièce protégée elle-même et à l'extérieur, à proximité immédiate de celle-ci. La distance entre les récipients et les sources de chaleur (appareils de chauffage, etc.) doit être d'au moins 1 m. Les modules doivent être placés le plus près possible des locaux protégés. Dans le même temps, ils ne doivent pas être situés dans des endroits où ils peuvent être exposés aux effets dangereux des facteurs d'incendie (explosion), aux dommages mécaniques, chimiques ou autres, à l'exposition directe au soleil.

Câblage de tuyauterie

Après avoir déterminé l'emplacement des modules d'extinction d'incendie à gaz, il est nécessaire de dessiner la tuyauterie. Elle doit être la plus symétrique possible : chaque piquage doit être équidistant de la canalisation principale. Les buses doivent être disposées en fonction de leur rayon d'action.
Chaque fabricant a certaines restrictions sur la disposition des buses: distance minimale du mur, hauteur d'installation, dimensions de la buse, etc., qui doivent également être pris en compte lors de la conception.

Calcul hydraulique

Ce n'est qu'après avoir calculé la masse de l'agent d'extinction à gaz, choisi l'emplacement des modules, dessiné un croquis de la tuyauterie et disposé les buses que nous pouvons procéder au calcul hydraulique de l'installation d'extinction à gaz. Le nom fort "calcul hydraulique" cache la définition des paramètres suivants :

Pour le calcul hydraulique, nous nous tournons à nouveau vers le fabricant d'installations d'extinction d'incendie à gaz. Il existe des méthodes de calcul hydraulique qui ont été développées sous un fabricant spécifique modules avec ravitaillement d'un certain gaz agent extincteur. Mais récemment, les logiciels se sont répandus, ce qui permet non seulement de calculer les paramètres ci-dessus, mais également de dessiner le câblage des tuyaux dans une interface graphique conviviale, de calculer la pression dans le pipeline et au niveau de la buse, et même d'indiquer le diamètre de la perceuse qui doit percer des trous dans les buses. Bien sûr, le programme effectue tous les calculs en fonction des données que vous avez saisies : des dimensions géométriques de la pièce à la hauteur de l'objet au-dessus du niveau de la mer. La plupart des fabricants proposent calculs hydrauliques gratuitement, sur demande. Il est également possible d'acheter un programme de calcul hydraulique, de suivre une formation et de ne plus dépendre d'un fabricant en particulier.

Finir

Voilà, toutes les étapes sont franchies. Il ne reste plus qu'à établir la documentation du projet conformément aux exigences des documents normatifs et coordonner le projet avec le client.

P. P. Kurbatov, chef du département de conception de Pozhtekhnika LLC
Magazine "Systèmes de sécurité", n° 4-2010