Universitatea Dunarea de Jos Galati Facultatea de Arhitectura Navala

PROIECT

Instalatia de stins incendiu cu spumaStudent: PLINGU CIPRIANAnul III Grupa 2133 S.E.NIndrumator: Prof.Ing. Ungureanu CostelAnul universitar 2013 2014Capitolul 1.pag. 3Descrierea navei

Capitolul 2.pag. 4Descrierea general a instalaiei de stins incendiu cu spumCapitolul 3.pag. 7Prescripii de registruCapitolul 4.pag. 9Elemente de calcul a instalaieiBibliografiepag. 13Capitolul 1

Descrierea navei

Nava are urmatoarele caracteristici:

Lungimea totala:149.6 m

Lungime intre perpendiculare: 139.25 m

Latime: 22 m

Inaltime: 12.95 m

Pescaj 8.50 m

Deadweight:Viteza de serviciu: 14 kn

Capitolul 2

Descrierea general a instalaiei de stins incendiu cu spum

Incendiul pe nav constituie una din cele mai mari calamitai, care provoac pierderi importante de bunuri materiale, iar uneori chiar de vieiomeneti. Acesta se produce de cele mai multe ori datorit nerespectrii regimurilor de exploatare a echipamentului termic, a normelor P.C.I., etc.

Faptul c pe nav exist condiii specifice ca: limitarea suprafeei ncaperilor, existena diferitelor materiale inflamabile, imposibilitatea de a primi ajutor imediat din afar, dificultatea evacuarii oamenilor i materialelor, ct i alte particulariti constructive, complic lupta mpotriva incendiilor pe nave.

Astfel, la navele care transport produse petroliere, toate ncperile de locuit i de serviciu trebuie s fie mprite n spaii nchise prin construcii de clasa A i B i n fiecare ncpere n care exist pericolul apariiei incendiului se monteaz sisteme automate de semnalizare a incendiului. Foarte periclitate din punctul de vedere al incendiului sint navele petroliere. Faptul ca se pot forma amestecuri explosive de vapori de combustibil cu aer, poate duce la aparitia incendiului care determina distrugerea puntilor si bordurilor si chiar al intregului corp. O parte din incendii nu pot fi stinse cu apa,fie din cauza naturii materialului incendiat fie din cauza reactiilor chimice ce se produc in prezenta apei.In aceste situatii se apeleaza la instalatiile de stingere a incendiilor cu spuma. Spumele folosite la stingerea incendiilor pot fi:

-spume aeromecanice

-spume chimice

Spuma aeromecanic este un amestec ntre o substan generatoare de spum, apa i aer.Spuma aeromecanica folosita pentru stingerea incendiilor la nave consta in 90% aer,9.6% apa si 0.4% in volum substanta spumogena.

Spuma chimica, utilizat n special n instalaii portative, este un produs al reaciei dintre o soluie alcalin i o soluie acid, n prezena unui stabilizator.

Folosirea spumei chimice prezinta unele neajunsuri generate de faptul ca spuma dupa un anumit timp isi pierde calitatile, degradandu-se. De asemenea, tubulatura instalatiei de spuma chimica trebuie sa aiba lungimi cuprinse intre 30-60 m. Daca lungimile sunt mai mici de 30 m amestecul nu este coresunzator iar daca sunt mai mari de 60m, efectul spumei va trece. Din aceste considerente, mai des folosite sunt instalatiile cu spuma aerodinamica.

Pe suprafetele incendiate spuma actioneaza prin patura izolatoare care se formeaza intre materia incendiata si mediul carburant,precum si prin efectul de racire ce se produce datorita apei pe care o contine.Spuma reprezinta agentul principal de stingere a lichidelor combustibile mai usoare decat apa . Densitatea spumei aeromecanice de exemplu este de 0.1 kg/dm ceea ce o face larg utilizabila pentru stingerea incendiilor petroliera de toate tipurile. Spuma ca agent de stingere actioneaza asupra incendiului prin efecte de izolare, racire si inabusire. Efectul de izolare este generat de faptul ca spuma are o conductibilitate termica redusa impiedicand astfel reaprinderea materialeleor combustibile precum si reincalzirea substantelor combustibile sub influenta corpurilor incandescente din apropiere. Efectul de racire se datoreaza preluarii unei cantitati de caldura din focar, in vederea evaporarii apei care se produce prin absorbtie de caldura. Efectul de inabusire generat de vaporii de apa ce apar in urma contactului picaturilor de apa cu flacara.

Stingerea unui incendiu cu spuma trimisa la suprafata unui lichid arzand este eficienta pentru ca spuma,cu ajutorul peliculei sale lichide,raceste strtul superficial al lichidului arzand si il izoleaza fata de oxigenul din aerul inconjurator.De semenea avand un coeficient redus de termoconductibilitate,spuma ingreuneaza transmiterea caldurii de la nucleul flacarii la lichid si iesirea vaporilor de lichid in zona de ardere. Instalaiile cu spum aeromecanic pot fi realizate in doua variante

constructive:

1. instalaii cu formarea interioara a spumei

2. instalaii cu formarea spumei la evacuare

In continuare va fi adoptata o instalatie cu formarea spumei la evacuare.Acest tip de instalatie este utilizat la stingerea incendiilor de proporii mari. Se compune n principal din trei elemente mai importante:

1. rezervorul pentru pstrarea substanei spumogene

2. dispozitivul de dozare a amestecului substana spumogena+apa

3. dispozitivul de amestec pentru soluia spumogena cu aerul

Substana spumogena este pstrata n rezervorul 1. Prin intermediul dozatorului 2 se regleaz cantitatea de substan spumogen ce urmeaz a fi trimis n amestecatorul 3 unde se amestec cu apa. Emulsia ap i substan spumogen este dirijat ctre amestectorul 4 care prin efect de

ejecie antreneaz aerul necesar formrii apa + substan spumogen. Schema de amplasare a instalaiei cu formarea spumei la evacuare la o nava de tip petrolier arata ca mai jos:

1- rezervor substana spumanta

2- dozator substana spumogena

3- dispozitiv de amestec apa+subst.spumogena

4- dispozitiv de amestec apa+subst.spumogena+aer

5- armaturi acionate pneumatic

6- tubulatura de impratiere

7- tubulatura cu apa

Tubulatura de alimentare cu apa este chiar magistrala instalaiei de stins incendii cu jet de apa.Magistrala de stins incendiu cu apa se foloseste ca sursa de apa.n corespondena fiecrui compartiment protejat se monteaz amestectoare apa + substana spumogena + aer de la care pleac tubulatura de spum n interiorul compartimentului.

Capitolul 3Prescriptii de registru

Sistemul trebuie proiectat in asa fel incat suprafata cea mai mare peste care este imprastiata spuma trebuie sa fie acoperita in mai putin de cinci minute cu o grosime a stratului de spuma de 150 mm.

Rata incarcaturii de spuma se calculeaza:

Q= 0.6*L*B

Q=6*l*b

Q= 3*B*0.75* ll

Q= debitul de spuma [l/min]

L= lungimea suprafetei de incarcare [m]

B= latimea navei [m]

l= lungimea celui mai mare tanc [m]

b= latimea celui mai mare tanc[m]

ll=distanta maxima de aruncare a unui hidrantVolumul minim de spuma concentrat este bazat pe cea mai mare valoare intre cele trei mai sus calculate. Generatorul de spum, sursele sale de alimentare cu energie,sistemul de formare al spumei i mijloacele de control al sistemului trebuie s fie uor accesibile i simplu de acionat i vor fi grupate n cteva locuri, pe ct posibil n posturi care nu pot fi afectate de un incendiu in spatiu protejat.

Aranjamentul generatoarelor de spuma trebuie sa fie pozitionate in asa fel incat sa nu afecteze echipamentele de generare a spumei. Daca generatoarele de spuma vor fi amplasate in vecinatatea zonelor protejate, canalele de distributie a spumei vor fi instalate in asa fel incat sa existe cel putin 450 mm distanta intre generatoare si aceste spatii protejate.

Tubulatura de spuma vor fi construite din otel cu grosimea de minim 5mm.

Suplimentar amortizorul din otel cu grosime de minim 3mm va fi instalat la limita peretelui despartitor sau punte, intre generatorul de spuma si spatiile de protejat. Amortizoarele vor fi automat declansate de o telecomanda pentru generatoarele de spuma. Iesirile tuburilor vor fi amplasate in asa fel incat sa se asigure distributia uniforma a spumei. In interiorul spatiului de producere a spumei trebuie montat un dispozitiv de inchidere intre generatorul de spuma si sistemul de distribuire.

Solutia de spuma trebuie transmisa prin tubulatura fixa si distribuitoarele de spuma catre punctele unde incendiul poate aparea. Distribuitorii de spuma vor fi amplasati in pozitii potrivite in asa fel incat sa nu fie intrerupti, scosi din uz, de un incendiu din interiorul spumei protejate.

Spuma din sistemul de spumare fix este descarcata prin aplicatoarele de spuma. Fiecare aplicator trebuie sa aiba cel putin 50% din volumul de spuma cerut. Rata de descarcare a fiecarui aplicator nu trebuie sa fie mai mica de 1250 l/min.

Capacitatea fiecarui aplicator in l/min trebuie sa fie cel putin tripla fata de suprafata puntii protejate de acesta, aceasta suprafata fiind situata in intregime in fata acestui aplicator.

Distanta dintre aplicator si extremitatea cea mai indepartata a zonei situata in fata acestuia nu trebuie sa fie mai mare decat 75% din capacitatea de aruncare a aplicatorului in conditii normale de mediu.

M= 3*B*0.75*l1 [l/min]

M = debitul aplicatorului [l/min] >= 0.5Q dar nu mai putin de 1250 [l/min]

Capacitatea fiecarui aplicator de spuma nu trebuie sa fie mai mica de 400 l/min, jetul fiecarui aplicator nu trebuie sa fie mai mic de 15 m in conditii normale de mediu.

In zona invecinata monitoarelor trebuie amplasate valve opritoare pentru a izola sectiunile afectate de incendiu si de spuma. Operatiunea sistemului de spumare la capacitatea ceruta trebuie sa permita simultant folosirea sistemului de stingere a incendiului cu apa peste intreaga lungime a puntii vasului, in spatiile de dormit, de control, in spatiile de serviciu si compartimentul de masini.

Rezervoarele de substante spumante si pompele vor fi situate in afara ariei protejate.Principala statie de control al sistemului de stingere a incendiului cu spuma trebuie amplasata in afara suprafetei de incarcare si a spatiilor de dormit .

Instalaia de stins incendiu cu spuma se compune din :

*pompe autoamorsabile;

*tubulatura ( magistrala si ramificatii );

*valvule;

*hidranti;

*evi de refulare .

Pompa instalaiei pentru stins incendiul cu spuma se amplaseaz in n compartimentul de masini.Este aleasa o electropompa centrifuga (pompa staionara).Presiunea minim la hidranti : 2.8 bari. Tubulaturile se confectioneaza din otel si se zincheaza.Diametrul tubulaturii magistralei de incendiu si a ramificatiilor sale trebuie sa fie suficient pentru distribuirea eficienta a spumei la debitul maxim cerut pentru cele doua pompe care lucreza simultan. Poziionarea conductelor de distribuie a generatorului de spum

trebuie s fie astfel nct un incendiu s nu afecteze echipamentul

de generare a spumei. Pompa de incendiu va avea, pe teava de aspiraie i de refulare valvule de nchidere. Pentru decuplarea de la magistrala a portiunii de tubulatura, dispus in incaperea mainilor in care se afla pompa de incendiu , trebuie prevazute valvule de izolare amplasate in locuri uor accesibile, in afara limitelor acestor incaperii.Capitolul 4Calculul hidraulic al instalatieiA.Stabilirea parametrilor initiali de calcul:Calculul debitului de spuma functie de suprafata celei mai mari incaperi protejate si de debitul specific :

Q1=0.6*L*B=0.6*139*22=1302.96 [l/min]Q2=6*l*b = 6*21*14.1=1776.6 [l/min]

Q3=3*B*0.75*ll=3*22*0.75*30=1201.5 [l/min]Q= debitul de spuma [l/min]

L= lungimea suprafetei de incarcare [m]

B= latimea navei [m]

l= lungimea celui mai mare tanc [m] -21 mb= latimea celui mai mare tanc[m] 14.1 mll=distanta maxima de aruncare a unui hidrant (30m)Se alege debitul de spuma:

Qmin= 1776.6 [l/min]

Qmin=106.596 [m3/h]

Volumul total de spuma :

Vmin=V*s*t=1776.6*0.03*30=1598.94 [l] =1.59894 [m3]

Vmin=volumul minim de spuma concentrata care asigura aplicarea de spuma timp de 30 minute;

Q= Qmin=debitul de spuma;

s= rata de dozaj (0.03);

t= timpul de acoperire al suprafetei(30min)

Debitul unui hidrant:

M=3*B*0.75* ll=3*22*0.75*30=1201.5 [l/min]

0.5*Q=0.5*1776.6=888.3 [l/min] M > 0.5Q

B. Dimensionarea tubulaturii

a)Diametru magistralei :

EMBED Equation.3 = 0,137 m => Dstandardizat =134.7 mm(diametru interior)

Dstandardizat = 139.7 mm (diametru exterior)

v = 2 m/s

Adoptam D=134.7 mm

b)Diametru ramificatieiSe determina debitul pe fiecare ramificatie a tubulaturii in functie de numarul suprafetelor protejate (in acest caz 4)

q= Q/4=106.596 /4=26.64 [m3/h]

=> dstandardizat = 71.1 mm (diametru interior)

dstandardizat = 76.1 mm (diametru exterior)

Adoptam d= 71.1 mm

C.Pierderile hidrauliceIn functie de configuratia si dimensiunile tubulaturii traseului celui mai dificil vom calcula pierderile hidraulice si cele geodezice pentru a putea determina sarcina pompei.

Pierderile hidraulice se calculeaza cu relatia :

unde : - pierderile liniare de sarcina ;

- pierderile locale de sarcina.

Consideram situaia cea mai dezavantajoas de funcionare a pompei i anume situaia cnd pompa aspir din pupa prin magistrala i refuleaz in ultimul tanc de marfa din prova. CALCULUL PIERDERILOR LINIARE DE SARCINA

Expresia generala a pierderilor liniare este:

unde : - coeficientul de pierderi liniare;

l - lungimea portiunii de conducta,[m]

d - diametrul interior al conductei respective,[m]

= 1025 [kg/m3] densitatea apei v viteza fluidului; in cazul nostru este v = 2 [m/s].

Coeficientul pierderilor hidraulice pe portiuni drepte pentru regim laminar este:

unde : v - vascozitatea a fluidului [m2/s]v =

Pentru regimul turbulent, coeficientul pierderilor de sarcina este o functie de numarul Re si de starea suprafetei tubului adica rugozitate .

La tubulatura rugoasa se determina rugozitatea cu :

unde: k = 0.15..0.1 mm pentru teava din otel zincata

Se adopta : k = 0.15

Am adoptat = 0.0211Tronsonul 1-2

l = 21.21 m, d = 0.0711m

0.0211

Tronsonul 2-3

l = 48.49 m, d = 0.0711 m

Tronsonul 3-4 l = 72.45 m, d = 0.0711

0.025

CALCULUL PIERDERILOR LOCALE DE SARCIN

unde:= 1025 [kg/m3] - densitatea apei de mare

g = 9,81- acceleraia gravitaional

v = 2 m/s - viteza fluidului prin conducte;

- coeficientul pierderilor locale

Pe traseu avem:

16 valvule cu ventil, avand

9 teuri, avand

11 coturila 90o avand

Suma pierderilor locale de sarcin pe tot traseul este:

= 90999.5 N/m2= 0.909995 bari

(suma pierderilor locale + suma pierderilo liniare pe tot traseul)

D.Sarcina pompeiAceasta este data de relatia:

unde: gz sarcina geodezica,in care: - densitatea apei de mare;

= 1025 [kg/m3]g - acceleratia gravitationala;

g = 9,81 z - inaltimea pe care trebuie sa o invinga pompa (distanta pe verticala de la pompa pana la hidrantul cel mai de sus)-z=11.5 m

- presiunea a hidrant ; se adopta = 2.8

- pierderile hidraulice liniare si locale

Avand debitul la pompa si sarcina pompei se alege pompa:

Qmin=106.596 [m3/h]

Hpompa = 5.815 bariBibliografie:

Cerneag, Valeriu, Paraschivescu Constantin, Lungu Adrian,

Bidoaie Rzvan, INSTALAII NAVALE DE BORD, Galai, 1993,pag. 72-74

C. Ionita, J. Apostolache, Instalatii navale de bord. Constructie si exploatare,Editura Tehnica, Bucuresti, 1986 Lucrare Licenta semnata de Banica Maria-Cristina,prof.indrumator S.L.Dr.Ing

Teodor Florin,Galati,Facultatea de Arhitectura NavalaPAGE 7

_1463844360.unknown

_1463845180.unknown

_1463846557.unknown

_1463846962.unknown

_1463847037.unknown

_1463847191.unknown

_1463847530.unknown

_1463846971.unknown

_1463846927.unknown

_1463846945.unknown

_1463846717.unknown

_1463846274.unknown

_1463846482.unknown

_1463845323.unknown

_1463844996.unknown

_1463845135.unknown

_1463844639.unknown

_1177257386.unknown

_1177271598.unknown

_1211735913.unknown

_1370088025.unknown

_1431158503.unknown

_1177272217.unknown

_1177272232.unknown

_1177271683.unknown

_1177269442.unknown

_1177270301.unknown

_1177258766.unknown

_1177256726.unknown

_1177256850.unknown

_1051378103.unknown

_1177256714.unknown