Instalatia de stins incendiu cu apa a navei

1. Generalitati

2. Descrierea tehnica a instalatiei

3. Elemente constructive componente

4. Elemente de calcul

1. Generalitati

Incendiul, ca proces de ardere, este o reactie de oxidare, insotita de degajare de caldura si lumina. El este posibil doar in prezenta materialelor carburante si a oxigenului, peste temperatura de aprindere. Un incendiu poate fi lichidat sau prin indepartarea materialelor carburante din zona de ardere, sau prin reducerea cantitatii de caldura sau oxigen pana sub limitele la care reactia de oxidare inceteaza. Reducerea in zona de ardere a cantitatii de caldura sau oxigen este actiunea principala a instalatiilor de stingere. Pe principiul racirii focarului de incendiu se bazeaza functionarea instalatiilor de stingere cu apa, in timp ce instalatiile volumice se bazeaza pe umplerea volumului liber al unei incaperi inchise, cu agenti care nu intretin arderea si asigura stingerea incendiului datorita reducerii concentratiei de oxigen din aer, pana sub limitele la care inceteaza arderea.

Dupa modurile de stingere a incendiilor, instalatiile pot fi: de suprafata si volumice. Primele trimit la suprafata focarului de incendiu substanta stingatoare, care raceste sau opreste alimentarea cu oxigenul din aer a zonei de ardere, impiedicand iesirea aburului. Ca exemple de instalatii de suprafata sunt instalatia de stingere cu apa si instalatia de stingere cu spuma. In grupa instalatiilor de stingere volumica intra cele care umplu volumul liber al incaperii cu substante care nu intretin arderea, ca: abur, gaze inerte sau spume foarte usoare. Aici nu sunt incluse instalatiile care umplu incaperile cu apa si anume instalatiile de inundare si stropire a incaperilor. Orice substanta stingatoare, actionand asupra unui focar de incendiu, raceste, izoleaza de oxigenul din aer, distruge mecanic flacara si ingreuneaza iesirea din zona de ardere a aburului format.

Instalatiile de antiincendiu trebuie sa corespunda urmatoarelor cerinte principale:

n  sa fie oricand gata de functionare, indiferent daca nava se afla in stationare sau in mars;

n  sa nu intensifice prin functionarea lor arderea;

n  sa fie sigure in functionare si sa aiba vitalitate ridicata;

n  sa actioneze asupra focarului de incendiu astfel incat sa excluda posibilitatea reaprinderii;

n  sa aiba mijloace de actionare locala si de la distanta, precum si posibilitati de control;

n  sa nu fie periculoase pentru om;

n  substantele stingatoare sa nu provoace corodarea instalatiilor si constructiilor afectate, sa nu fie deficitare si sa-si mentina proprietatile stingatoare dupa o depozitare indelungata.

Instalatii de stingere cu apa

Instalatiile din aceasta grupa sting incendiile cu apa sarata sau dulce, racind substantele arzande pana sub temperatura de aprindere si dupa modul in care actioneaza asupra focarului de incendiu, pot fi impartite in:

n  instalatii cu jet cinetic de apa, indreptat asupra focarului de incendiu;

n  instalatii cu apa pulverizata (sprinkler, pulverizare bruta, stropire, pulverizare fina);

n  instalatii care inunda complet intregul volum liber al incaperilor (inundare).

Cu jeturi cinetice de apa indreptate asupra focarului de incendiu se pot stinge incendiile din interiorul incaperilor, de pe zonele deschise ale puntilor si platformelor, dar nu se reuseste stingerea incendiilor cu produse petroliere, a echipamentului electric in functiune, a lacurilor si vopselelor.

Cu apa nu se pot stinge incendiile substantelor cum sunt: carbura de calciu, varul nestins, kaliul sau natriul, cu care apa poate intra in reactie chimica, exotermica, urmata de formarea cu aerul a unor amestecuri explozive ce amplifica incendiul.

REFERAT: Infrastructura Rutiera - alcatuirea structurilor rutiere - clasificarea structurilor rutiere REFERAT: Subiecte proiect ASM

Apa care actioneaza asupra focarului de incendiu poate provoca formarea de stropi in cazul produselor petroliere, lacurilor bituminoase, grasimilor etc., care nu se amesteca cu apa, dar care pot contribui la extinderea incendiului. Actionand cu jet cinetic de apa asupra focarului de incendiu, substantele care se afla in stare pulverizata (praf de ebonita, pluta macinata, lana, zahar), pot fi antrenate cu jetul de apa, ceea ce face ca stingerea incendiilor cu jeturi cinetice de apa sa aiba o aplicare limitata.

In cazul trimiterii asupra focarului de incendiu a unui curent de apa pulverizata, domeniul de aplicare a instalatiilor de stingere cu apa se largeste mult, reusind sa stinga produse petroliere, echipament electric in functiune si o serie de substante explozive. O astfel de stingere se obtine datorita efectului de pulverizare a apei, care capata in acest mod o suprafata mare de vaporizare si exercita deci o puternica actiune de racire. Aburul format, in amestec cu aerul, reprezinta un mediu sarac in oxigen, care nu intretine procesul de ardere si prin aceasta provoaca stingerea focului. Cu cat pulverizarea apei este mai fina, cu atat este mai eficienta stingerea.

2. Descrierea tehnica a instalatiei

Instalatia de stins incendiul cu jet de apa actioneaza de la distanta asupra focarelor de incendiu, cu jeturi cinetice de apa, de debite de 2…6 [l/s]. Cu astfel de instalatii sunt prevazute toate navele in scopul stingerii in incaperile de locuit si serviciu, pe punti si platforme deschise.

De asemenea, aceste instalatii se folosesc pentru asigurarea cu apa a instalatiilor splinkler, cu apa pulverizata, generatoare de spuma, pentru racirea echipamentului, stropirea peretilor, constructiilor si instalatiilor.

Aceste instalatii nu au nevoie de pastrarea rezervelor de substanta stingatoare, ele primind apa de peste bord cu ajutorul pompelor de incendiu racordate la conducte, care deservesc hidrantii cu furtunuri flexibile si ajutaje manuale ce dirijeaza apa spre focarul de incendiu. Pentru stingerea incendiilor pe alte nave sau pe mal, apa este dirijata din tunuri de apa (hidromonitoare) care o arunca la distante de 60…80 [m], pe cand din ajutajele manuale apa este aruncata la 20…25 [m]. Distanta de actiune a jetului de apa determina sarcina necesara ajutajelor de incendiu, care reprezinta 25…32 [mCA]. Tinandu-se cont de pierderile de sarcina de pe tubulatura, se poate determina marimea sarcinii necesare la pompele de incendiu (intre 65…100 mCA). De obicei astfel de sarcini sunt asigurate de pompe centrifugale monoetajate. La fiecare nava maritima, numarul necesar de pompe stationare de incendiu se determina conform normelor registrelor de clasificare, care reglementeaza de asemenea si sarcinile ajutajelor de incendiu.

Aceste pompe trebuie sa aiba actionari mecanice independente, dar ca pompe de incendiu pot fi folosite si pompele sanitare, de balast, drenaj sau alte pompe care lucreaza cu apa sarata, fara reziduuri petroliere si care au debitul si sarcina suficiente.

La navele de pasageri si similare lor, de capacitati intre 300…1000 TRB, pe navele petrolier de capacitati peste 1000 TRB si pe alte nave de capacitati peste 2000 TRB, se monteaza o pompa stationara de avarie, daca la izbucnirea unui incendiu este posibila iesirea din functiune a tuturor pompelor stationare de incendiu, sau daca pe nava exista numai o pompa de incendiu, folosita si pentru alte instalatii de stingere a incendiilor in compartimentul masini. De asemenea, o astfel de pompa este necesara daca cele doua pompe de incendiu stationare existente nu pot fi amplasate in compartiment in borduri opuse. Pompa de incendiu stationara de avarie se racordeaza la magistrala de incendiu cu apa, are pentru actionare o sursa independenta de energie si valvula kingston de aspiratie, amplasate astfel incat ele sa nu poata fi scoase din functiune in cazul izbucnirii incendiului in incaperea pompelor de incendiu stationare principale.

La navele petrolier, pompa de incendiu de avarie se amplaseaza in extremitatea prova a corpului, in afara magaziilor de marfa.

3. Elemente constructive componente

Nava va fi dotata cu o instalatie de stins incendiul cu jet de apa, deservita de 3 (trei) electropompe principale:

n  una cu   Q₁ = 400 [m³/h] si H = 120 [mCA];

n  doua cu Q₂ = Q₃ = 235 [m³/h] si H = 120 [mCA].

Pompele principale de incendiu vor fi amplasate in CM.

Intr-un compartiment special amenajat din pupa navei, va fi amplasata motopompa de incendiu de avarie cu Q = 160 [m³/h] si H = 100 [mCA], conform regulilor SOLAS. Toti hidrantii de incendiu de pe nava vor fi de tip STORTZ. Hidrantii din suprastructura, CM si compartimentul pompe vor fi Dn50 iar cei de pe puntile deschise Dn65.

Hidrantii din interiorul suprastructurii vor fi montati in nise de incendiu.

Numarul hidrantilor va asigura in fiecare punct de pe nava doua jeturi de apa. Instalatia va fi executata din tevi din otel trase si zincate la cald, imbinate cu flanse, sudate cap la cap si prin insurubari.

Hidrantii de incendiu vor fi executati din bronz, armaturile pana la Dn100 vor fi executate din otel, iar cele peste Dn100 din fonta. Organele de inchidere ale armaturilor vor fi executate din materiale rezistente la coroziune.

Instalatia va fi conceputa pentru spalarea lanturilor de ancora si stropirea iesirii de avarie din CM.

Instalatia va mai alimenta cu apa:

n  instalatia de stins incendiul cu spuma si tunurile prevazute in aceasta instalatie;

n  instalatia de stropire;

n  ejectorul de santina din prova navei;

n  agregatul de tratare scurgeri sanitare;

n  tancul de scurgeri sanitare.

Instalatia va fi dotata cu piese de schimb si scule in conformitate cu RNR.

4. Elemente de calcul

Calculul debitului necesar

Debitul total al pompelor stationare de incendiu, in afara de cea de avarie, pentru alimentarea cu apa prin ajutaje manuale, trebuie sa fie cel putin

Q_n = K ^. m²               [m³/h] (63)

Unde,

K - coeficient ce tine seama de destinatia navei (vezi Tabel 13);

(64)

L [m] - lungimea navei intre perpendiculare

B [m] - latimea maxima a navei

H [m] - inaltimea bordajului pana la puntea peretilor etansi in sectiunea maestra

Tabel 11

Consideram L_PP = L. Se adopta K = 0,012.

In urma calculelor rezulta: m = 182,08 si Qn = 397,83 [m³/h]

Suma debitelor celor 3 electropompe alese este:

a Qi = 635 [m³/h] > Qn

Considerand Q debitul total al celor n pompe, iar Qi debitul individual al unei pompe (Q = a Qi), conform normelor R.N.R. trebuie sa se respecte conditia:

Qi 0,8 ^. (a Qi / n) (65)

S-a adoptat n = 4 (inclusiv pompa de avarie) => Qi 159 [m³/h]. Se respecta.

Determinarea diametrului interior al magistralelor

Se adopta viteza medie de curgere v = 2 [m/s].

Diametrul interior al tubulaturii se calculeaza cu relatia:

(66)

unde,

d   - diametrul interior calculat [m];

Q_i - debitul realizat de fiecare pompa [m³/h];

v   - viteza medie de curgere [m/s]; v = 2 [m/s].

=> d₁= 0,26 [m] = 260 [mm], ptr. Q₁   = 400 [m³/h];

=> d_2,3 = 0,20 [m] = 203 [mm], ptr. Q_2,3 = 235 [m³/h];

=> d₄  = 0,17 [m] = 170 [mm], ptr. Q₄= 160 [m³/h];

Orientativ, diametrul magistralei principale trebuie sa respecte relatia

d (L/1,2) + 25              [m] (67)

=> d₁ 205 [mm]. Se respecta.

Debitul de apa prin ajutajele tip cioc de barza

Debitul de apa q ce trece prin ajutajul ciocului de barza se poate determina din ecuatia de continuitate (Q = S ^. v)

[m³/h] (68)

unde,

m = coeficient de debit;

d  [m] = diametrul ajutajului ciocului de barza;

H [mCA] = sarcina gurii de incendiu.