в результате анализа статистических данных об эксплуатации противоиожарпых водопроводов выявлены причины нарушения работоспособности коитрольно-нус-кового узла с пневмогидравлической побудительной системой автоматики:

просачивание грунтовых и поверхностных вод, а также аккумулирование воды от утечек через неплотности соединения труб и арматуры;

ошибочные действия обслуживающего персонала, вызванные стесненными условиями размещения узла, повышенной влажностью и плохой освещенностью внутреннего пространства подземноп камеры, а также загазованностью пространства камеры паровоздушной смесью углеводородов;

пониженные температуры окружающей среды, приводящие к замерзанию грунтовых вод, расположенных выше глубины промерзания грунта;

длительность (большая трудоемкость) процесса обнаружения неисправности контрольно-пускового узла, продолжительное время и высокая трудоемкость технического обслуживания для приведения помещения камеры в безопасные для работы оператора условия.

Для включения и выключения подачи воды наряду с гидравлически управляемыми клапанами применяют задвижки с электрифицированным приводом. Анализ работы контрольно-пусковых узлов с электрифицированными задвижками показывает на частые случаи отказа электрифицированной задвижки. Причиной отказов является заклинивание системы электропривода. Некоторые проектные организации проектируют контрольно-пусковой узел с двумя электрифицированными задвижками, рабочей и резервной. Кроме того, предусмотрены дополнительно три задвижки с ручным приводом на случай отказа в работе резервной задвижки с электрифицированным приводом. Успех решения задачи совершенствования конструкции контрольно-пускового узла и ее практическая ценность зависят в значительной степени от правильности и глубины обоснования принципов построения системы, отвечающей устойчивостью к воздействию указанных выше факторов и основных технологических ситуаций, приводящих к иредаварийным или аварийным состояниям элементов устройства. В результате научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, проведенных под руководством автора, была пред-

тожена новая высокоэффективная структура противопожарного водоснабжения товарно-сырьевой базы и аналогичных ей объектов народного хозяйства.

Новая система противопожарного водоснабжения товарно-сырьевой базы

Система иротивоножарного водоснабжения предназначена для подачи воды в передвижную пожарную технику, устройства водоорошения поверхности резервуаров с нефтью (продуктами переработки нефти) и стационарные установки пенотушителя в резервуарах. В состав системы входят следующие сооружения и оборудование (рис. 100):

сооружения для хранения расчетного запаса воды (резервуары чистой воды);

водопитатель л,ля подачи расчетного расхода воды под требуемым напором (насосная станция с аптоматн-знрованным запуско.м насосно-силовых агрегатов - основной водопитатель; гидропнепматнческий аккумулятор - автоматический водонитател1>; гидроэлектроавтоматика запуска насосных агрегатов и включения резервных агрегатов при авариях);

водопроводная сеть для транспортирования и подачи требуемого расхода воды к потребителям с расположенными на ней водопроводными колодцами (с задвижками для выключения аварийных и ремонтных участков сети), пожарных подземных гидрантов (для отбора воды из водопровода передвижной пожарной техникой) и пунктов управления (с контрольно-пусковыми узлами для включения и выключения подачи поды в устройства водоорошения и стационарные установки пенотушения), а также устройства.ми для дозирования требуемой концентрации пенообразователя в поток воды;

пневмогидроавтоматика для включения системы в работу при возникновении пожара или при профилактических осмотрах и испытаниях работоспособности элементов и системы в целом.

Работа системы противопожарного водоснабжения характеризуется своеобразными случайными процессами, связанными с переходами этой системы из одного состояния в другие: подача заданного расхода воды потребителю (передвижной пожарной технике, устройству водоорошения, стационарной установке пенотушения при

/

Рис. 100. Новая система противопожарного водоснабжения товарно-сырьевой базы нефтеперерабатывающего завода

- резервуар с водом; 2 - насосно-силовое оборудование для подачи воды; 3 - противопожарный водопровод; 4 - пожарный гидрант; 5водонроиод-иая сеть; 6-наземное помси;епие; 7 - емкость для хранения пенообразователя; s - насос-дозатор пенообразователя; 9 - контрольно-пусковой узел для иодачи воды в установку ненотунЕСНия; /О - пеиосмсснтоль; -контрольно-пусковой узел для подачи воды в устройство водоорошения; /2 - су-хотрубопровод для подачи воды; /,? - стацнонарнын пепогенератор; /•/ - резервуар с нефтью (нефтепродуктом); /5 - устройство подооропеиня; У6 - сухо-трубоировод дли подачи водного раствора ненообразонателя

ликвидировании пожара в течение определенного времени), а затем восстановление израсходованного запаса воды и прИ1зедеиие системы в состояние готов1К)Сти (ожидание перед очередным включением в работу). В состоянии ожидания система иодачи и распределения воды находится под дежурным напором воды, создаваемым автоматическим водопитателем. «Дежурный» напор воды в водопроводной сетн (иа входе в пожарные гидранты и контрольно-пусковые узлы стапионарных установок водопенного пожароту1пеиия) принят из условия качественной эксплуатации и надежной работы системы и составляет четвертую часть от рабочего напора в системе, создаваемого основным водопитателем в режиме подачи воды для тушения пожара. Основной водопнтатель включается системой пневмогндроавтоматнки по импульсу резкого падения давления, возникающего при включении пожарного гидранта или срабатывании контрольно-пускового узла. Импульс о срабатывании контрольно-пускового узла подается либо пожарным извешателем, либо оператором из диспетчерского пункта. Сигнал о включении основного водопитателя, характеризующего нача-

Таблица 32. Параметры показателя качества функционирования водопитателей

ЛО режима подачи воды при тушении пожара, поступает в пожарную часть и на заводской центральный диспетчерский пункт. Подача требуемой концентрации пенообразователя в поток воды производится дозаторами пенообразователя, которые подают пенообразователь в водопроводную сеть (в точке подключения контрольно-пускового узла установки пепотушепия). В результате исследований произведена оценка эффективности вариантов повой и базовой системы водоснабжения для каждого из основных элементов системы противопожарного водосиабжения. Для оценки показателя качества функционирования водопитателя приняты следующие параметры: подача Q, л-с-; напор Я, м; инерционность включения т, с; установочная мощность N, кВт; надежность Р; трудоемкость технического обслуживания, Э. Весомость (ранг) каждого из параметров, полученная в результате опроса мнений экспертов, приведена ниже.

Параметры i............Q Н N Р Э

Весомость \............ 0.3 0,2 0,1 0.1 0.2 0,1

Результаты оценки показателя качества функционирования водопитателей приведены в табл. 32.

Как видно из данных табл. 32, показатель качества функциопировапия нового варианта решения на 25 % выше показателя качества функционирования водопитателя базового варианта. Капитальные вложения для сооружения водопитателя по новому варианту решения удалось сократить на 21,8 % за счет снижения объема строительных работ на возведение здания. Таким обра-

10 Зак. 179 289

Рис. 101. Схема трассировки водопроводной сети иротивоножарного водоснабжения ре:!ервуарного парка товарио-сирьевой базы / - насосная станция; 2 - резервуары с водой; J - водопроводная сеть: - колодец с задвижками; 5 - пожарный гидрант; 6-наземные liyniir yFiiiaa-ления (для размещения узлов упранлсния и насосов-дозатооон [К-нообра-io-вателя); 7 - резервуар с нефтепродуктами; S-9 - cyxorpyConpoHcjAbi для нодачи воды и водного раствора пенообразователя

зом, эффективность нового варианта решения (1,25: : 0,782=1,58) повысилась на 58%- Проведенный анализ показывает, что эффективность работы водопитателя может быть достигнута в результате:

увеличения подачи водопитателя за счет исключения системы дозирования пенообразователя, для функционирования которой затрачивается 6 % расхода подаваемой насосами воды;

увеличения напора воды на 6 % при замене двух параллельно работающих насосных агрегатов одним;

снижения продолжительности запуска электродвигателей в 2 раза при замене двух рабочих агрегатов на один;

повышения вероятности безотказной работы насосного агрегата за счет сокращения числа рабочих агрегатов и увеличения кратности резервирования с 1 до 2;

снижения трудоемкости затрат на техническое обслуживание (число насосно-силовых агрегатов уменьшено в 3 раза);

уменьшения установочной мощности агрегатов (коэффициент полезного действия одного агрегата вын1е коэффициента полезного действия двух агрегатов, имеющих подачу одного агрегата).

Т"а[б л[и а 33. Параметры показателя качества функционирования водопроводной сети

Схема трассировки водопроводной сети нового варианта системы противопожарного завода приведена на рис. 101. Вариант трассировки водопроводной сети построен на основе учета влияния факторов, характеризующих качество функционирования водопроводной сети (табл. 33).

Пропускную способность водопроводных сртей определяет диаметр их труб. От того, насколько правильно определены диаметры, зависит эффективность технического решения, поскольку на долю водопроводных сетей приходится свыше 60 % капитальных вложений на систему противопожарной защиты.

В основу трассировки водопроводной сети положены функциональные зависимости пропускной способности F{Q), стоимости строительства ф(С) и удельного сопротивления {А) от диаметра трубопровода (рис. 102). Кривая D~F{Q) показывает, что при увеличении диаметра в 2 раза (d2/D=2) расход воды, подаваемой через водопровод (при прочих равных условиях Li = Li и Ai-Ai), увеличивается в 6 раз (QVQi =2=6). Из кривых D~F{Q) и /) = ф(С) видно, что трубы большого диаметра обладают большой пропускной способностью на каждый затрачиваемый рубль и единицу веса металла. Таким образом, замена двух ниток водопроводной сети диаметром 250 мм (в базовом варианте) одной линией водопровода диаметром 400 мм (в новом варианте) увеличивает пропускную способность водопроводной