Автоматизация систем противопожарного водоснабжения

Системы водоснабжения, включающие ряд сооружений, должны иметь централизованное (диспетчерское) управление и контроль.
Для этого водопроводные сооружения необходимо оборудовать средствами автоматики, а диспетчерскую службу — средствами связи, управления и контроля.
Для нормальной работы водопроводных сооружений необходим автоматический контроль основных технологических параметров: уровня воды в резервуарах и баках, давления и расхода воды в водопроводных сетях.

Средствами автоматики следует оснащать все основные сооружения: водозаборы, насосные станции, очистные сооружения,
резервуары, водонапорные башни, водоводы и сети.
На полностью автоматизированных станциях процессы, связанные с пуском, остановкой и контролем за состоянием насосно-силового оборудования,
осуществляют автоматы в строго установленной последовательности. Роль обслуживающего персонала сводится к налаживанию системы, ее пуску,
периодическому осмотру автоматической аппаратуры и оборудования. На автоматических насосных станциях предусматривают также ручное местное управление,
а также дистанционный пуск агрегатов.
При полуавтоматическом пуске первоначальный импульс на включение и остановку агрегатов подается человеком, а затем процесс осуществляется автоматически той же аппаратурой,
что и при автоматическом управлении.
Автоматические устройства осуществляют контроль за давлением во всасывающей и напорных линиях, температурой подшипников и сальников,
наличием напряжения на вводных шинах насосной станции и шинах автоматических приборов, а также обеспечивают защиту агрегатов от короткого замыкания, перегрузки и т.п.

Автоматизация противопожарных водопроводов включает:
1) автоматический пуск пожарных насосов при помощи устройств, срабатывающих при понижении уровня воды в записных резервуарах или водонапорных баках
либо при понижении давления в пневматических установках. В последних срабатывает регулятор давления, дающий импульс магнитному пускателю,
который включает в работу электродвигатель пожарного насоса.
Для подачи воды на тушение пожара может быть предусмотрен также дистанционный пуск насосов, например, от кнопок, установленных у внутренних пожарных кранов,
или из помещений пожарной части. Дистанционный пуск насосов может осуществляться от кнопки пожарного извещателя
(одновременно подается сигнал о пожаре и автоматически включаются пожарные насосы).
Кроме автоматического и дистанционного включения насосы должны также включаться вручную из помещения насосной станции.
Одновременно с автоматическим или дистанционным пуском насосов должны также автоматически открываться электрозадвижки на трубопроводах, подающих воду к пожарным насосам.
Пуск насосных агрегатов может производиться как при открытых, так и при закрытых задвижках на напорных трубопроводах.
Пуск насоса при открытой задвижке упрощает и удешевляет систему автоматики насоса.
При проектировании насосных станций необходимо предусмотреть пуск и остановку насосов при открытых задвижках,
учитывая возможность перегрузки двигателей и возникновения гидравлических ударов. Если пуск или остановка насосов невозможны при открытых задвижках,
рекомендуется эти процессы автоматизировать при закрытых задвижках.
Если пуск насоса осуществляется при закрытой задвижке на напорной линии, моменты подачи импульсов на включение двигателей насосов и задвижки выбирают с таким расчетом,
чтобы исключить возможность заклинивания задвижки от одностороннего давления, а для насосов с синхронными двигателями обеспечить синхронную работу.
При заклинивании задвижки автоматически должны включаться резервный насос и электрозадвижка на его всасывающей линии.
При объединении всасывающих линий и выходе из строя задвижки питание насоса происходит через другую электрозадвижку.
На насосных станциях устанавливают автоматическое устройство для отключения агрегатов при перегрузке двигателя, перегреве подшипников, прекращении подачи воды насосом,
а также включении резервного насоса при аварийном отключении рабочего насоса;
2) сохранение воды на пожарные нужды в запасных резервуарах и водонапорных баках с помощью различных автоматических устройств.
Пополнение запасных резервуаров и водонапорных баков должно производиться одновременно с автоматическим или дистанционным пуском насосов.
Одновременно с подачей команды на включение противопожарного насоса автоматически снимается блокировка, предупреждающая расходование противопожарного запаса воды, и выключаются промывные насосы. При системе пожаротушения высокого давления одновременно с подачей команды на включение противопожарных насосов автоматически выключаются насосы другого назначения и закрываются задвижки на подающем трубопроводе в водонапорную башню, напорные резервуары или баки гидропневматической установки;
3) автоматическое отключение промышленных насосов, а также водонапорного бака при включении в работу пожарных насосов высокого давления. Водонапорный бак отключают автоматическим закрытием задвижки или дистанционным управлением задвижкой из насосной станции или помещений пожарной части. Кроме того, водонапорный бак автоматически выключается при работе обратного клапана.

Дополнительная информация

При полном или частичном использовании материалов сайта гиперссылка на первоисточник обязательна.

Пожарное водоснабжение, связь и сигнализация

Пожарная профилактика.

1). Повышение огнестойкости за счет обработки антипиренами, оштукатуривание и облицовка гипсовыми плитами металлических и деревянных конструкций. Огнестойкость – это время от начала испытания конструкции по стандартному температурному режиму до появления в ней одного из признаков повышения температуры на необогреваемой поверхности более чем на 140 0 С, образование трещин и щелей через которые проникают продукты горения (пламя, дым). Все конструкции делятся 5 степеней огнестойкости 1 – 2,5 ч –железобетонные здания,…, 5 – 0,5 ч – деревянные конструкции.

2). Зонирование территории, т.е. группирование в отдельные комплексы объектов, родственных по функциональному назначению и признакам пожароопасности. Сооружения с повышенной пожароопасностью располагаются с подветренной стороны.

3). Противопожарные разрывы между зданиями должны составлять от 9 до 18 м с учетом степени их огнестойкости.

4). Противопожарные преграды, т.е. перекрытия, двери, брандмауэры (противопожарные стены). Леккосбрасываемые конструкции для взрывоопасных помещений: стеновые и крышевые.

5). Безопасная эвакуация людей при пожаре из здания должно быть не менее 2-х выходов (рассредоточенных). Ширина коридоров, лестничных клеток не менее 1м, или определяется расчетом в зависимости от плотности людского потока, категории пожарной опасности, степени огнестойкости и количества этажей в здании. Время безопасной эвакуации от 0,5 до 3 мин – для категории от А до В. Для удаления дыма и продуктов горения предусматриваются дымовые люки в подвальных помещениях.

Система пожарной сигнализации состоит из: — пожарных извещателей, — линий связи, — приемной станции.Датчики пожарных извещателей бывают ручного действия или автоматические.Автоматические датчики подразделяются на: — максимальные, срабатывающих при определенной температуре; — дифференциальные, реагируют на скорость повышения температуры.

Автоматические датчики делятся на 3 класса:

1). Тепловые: Чувствительным элементом в максимальных является легкоплавкий сплав, исполнительный механизм коммутирующая группа с контактами на замыкание. В дифференциальных чувствительный элемент биметаллическая пластинка. Время срабатывания около 1 мин. Контактируемая площадь одного датчика около 30 м 2 .

2) Дымовые: — оптикоэлектронные, которые контролируют изменения оптических свойств среды, влияющих на величину фототока; — радиоизотопные, реагирующие на изменение электропроводности межэлектронной среды, ионизированной радиоактивным элементом датчика при появлении частиц дыма. Время срабатывания 5 сек. Контролируемая S одного датчика 100 м 2 .

3) Световые датчики основаны на обнаружении УФ излучения или УЗ. Время срабатывания 5 сек.

Пожарное водоснабжение бывает: 1) Водопроводное. 2) Безводопроводное. 3) Для наружного пожаротушения. 4) Для внутреннего пожаротушения.

Безводопроводное допускается для помещений категории В, Г и Д. В качестве источников используются естественные (пруд, болото) и искусственные (ёмкости). Без наружного водоснобжения допускаются здания I и II степени огнестойкости, объёмом менее 1000 м 3 и общественные здания с I по IV степень огнестойкости, объёмом меньше 250 м 3 .Необходимое количество воды для пожаротушения при безводопроводном водоснабжении: , где q – расход воды ( ). . Расход воды на наружное пожаротушение, определяется по СНИП с учетом степени огнестойкости, категории пожароопасности, высоты и объема помещения; t – расчётная продолжительность пожара (для зданий I и II степени огнестойкости t=2ч, если категория Г, Д; для всех других случаев t=3ч); Z – количество одновременных пожаров на территории предприятия. Z=1 при S , Z=2 при .

Какие бывают приборы управления насосными станциями пожаротушения.

Существует несколько подходов организации насосных станций пожаротушения.

Часто используют моноблочные станции пожаротушения, где все уже собрано и соединено.

Или можно строить распределенную адресную систему пожаротушения.

Есть промежуточный вариант — насосная станция из нескольких блоков.

Смысла в моноблочных станций особо нет, но есть соображения почему их часто внедряют.

Сертификаты соответствия на приборы управления насосными установками.

Насосные установки встречаются, сопровождающиеся двумя видами сертификатов.

Например, SK-FFS имеет сертификат, где написано, что

Прибор управления для систем пожаротушения SK-FFS соответствует техническому регламенту о требованиях пожарной безопасности (Федеральный закон №123-ФЗ).

Установка пожаротушения Бустер ВатТ имеет сертификат, в котором написано такое:

Установки насосные многоступенчатые водоснабжающие Бустер ВатТ, выпускаемые по ТУ 3631-001-61565012-2011 соответствуют требованиям нормативных документов ТУ 3631-001-61565012-2011.

Разница есть и вероятно она означает, что вторые насосные установки могут использоваться в качестве повысительных для противопожарного водопровода, но не для пожаротушения.

Рассмотрев Ваше обращение, сообщаю следующее. Технические средства пожарной автоматики, предназначенные для управления системой внутреннего противопожарного водопровода, в соответствии с классификацией, приведенной в статье 46 Федерального закона от 22.07.2008 № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», относятся к приборам управления пожарным, и на основании положений статьи 146 указанного закона подлежат подтверждение соответствия требованиям Технического регламента в форме обязательной сертификации.

Исходя из этого письма следует, что ТУ 3631-001-61565012-2011 — это филькина грамота. Как знать.

Электрическая часть насосной станции пожаротушения.

Электрическую часть насосной станции можно разделить на две составляющих: сигнальную часть (слаботочную) и силовую часть.

Сигнальная часть служит для сбора, отображения информации и выдачи сигналов управления. Силовая часть — для коммутации силовых цепей, их контроля и защиты.

Обычно в составе системы за эти части отвечают разные устройства: ПУ и ШАК.

ПУ — прибор управления.
ШАК — шкаф аппаратуры коммутации.

Встречаются аббревиатуры ШУН (шкаф управления насосами), ШУК (шкаф управления и контроля), ШКП (шкаф контрольно-пусковой).

Вспомнился смешной случай про то, как искали ШКП. На объекте было два разных проекта на одну насосную: проект пожаротушения (насосы, трубы, шкафы) и проект автоматизации (провода и приборы). Собственно, так и должно быть.

Был приобретен и установлен ШАК из проекта автоматизации. И начали выяснять — куда подевался ШКП из проекта пожаротушения. Дело дошло до попытки приобретения ШКП. Благо ЛПР (лица, принимающие решения) не знали какие они эти ШКП — круглые, там, или квадратные.

Сложно было доказать людям, что это одно и тоже, особенно если они чиновники и видели ШКП только в прайсах.

Сигналы состояния и исполнительные устройства.

В насосной станции пожаротушения, да и вообще — в системе водяного пожаротушения, возможно ограниченное число сигналов и несколько типов исполнительных устройств.

Сигналы управления — состояния.

1. Давление в системе пожаротушения — необходим для принятие решения об автоматическом запуске.
2. Давление в коллекторе насоса пожаротушения — информирует о выходе насоса пожаротушения на режим.
3. Давление в обвязке жокей-насоса — для запуска/останова жокей насоса по нижнему/верхнему уровню.
4. Уровни воды в резервуаре — для открытия/закрытия задвижки наполнения резервуара.
5. Сигнализатор потока жидкости — для подтверждения запуска и сигнализации о запуске.
6. Состояние задвижки «Открыта/Закрыта» — для остановки хода задвижки.
7. Пуск/останов от кнопочного поста в помещении дежурного — для ручного дистанционного безусловного управления.
8. Пуск от кнопок в пожарных шкафах — для ручного дистанционного условного управления.
9. Сигнал состояния узла управления направлением для дренчерной и спринклерной системы.
10. Сигнал запуска узла управления направлением для дренчерной системы.
11. Аварийно высокое давление в системе — для сигнализации дежурному персоналу.
12. Режим автоматики «Включена/Отключена» — для непрерывного контроля готовности насосной станции к пуску.
13. Низкое давление на входе — для предотвращения сухого хода.
14. Положение арматуры (крана, дискового затвора . ) — чтобы направление пожаротушения случайно не оказалось перекрытым.
15. Авария ввода питания — для переключения на резервный ввод питания.
16. Авария цепей — для обеспечения требования контроля целостности цепей.

Блин, можно целую статью написать про то как нужно все эти сигналы получать и как использовать.

Для исполнительных устройств все проще.

Исполнительные устройства — силовые агрегаты.

1. Пожарные насосы — минимум два: основной и резервный.
2. Жокей насос если применяется автоматический запуск насосной станции по давлению.
3. Узел управления -в дренчерной системе для запуска необходимо применять специальный узел управления.
4. Задвижка — для открытия обводного участка вокруг счетчика или наполнения пожарного резервуара.
5. Дренажный насос — для опорожнения дренажного приямка (обычное бытовое устройство).

Комплектность системы автоматизации насосной станции.

Существует три подхода к комплектации оборудования и построения системы.

1. Два отдельных изделия.
2. Блочно-модульный подход.
3. Одно готовое устройство.

Два отдельных изделия.

Система состоит из двух устройств: ПУ и ШАК.

Такой подход четко выражен, например, в оборудовании комплекта Спрут-2.

Имеется специализированный для управления пожарными насосными станциями прибор управления. Прибор управления выполнен, как отдельное изделие, заточенное на применение в системах водяного пожаротушения. В современных приборах управления есть все ништяки: интерфейс RS-485, устройства индикации и дистанционного управления, приборы расширения и т. п.

Вся силовая часть содержится в одном шкафу аппаратуры коммутации, который комплектуется по предварительному заказу и поставляется тоже как готовое изделие.

В зависимости от числа и мощности агрегатов и исполнительных устройств, а также других параметров конкретной насосной станции изготавливается один шкаф с оборудованием коммутации и поставляется, как готовое изделие.

Блочно-модульный подход.

Этот подход реализован в адресных системах пожарной сигнализации, например, в адресной системе Болид и адресной системе Рубеж.

Система управления насосной станцией пожаротушения распределяется по нескольким устройствам.

Специализированный выделенный прибор для реализации логики управления насосной станцией в составе системы есть. Все остальное распределено по нескольким приборам. Отсутствует единый шкаф со всем силовым оборудованием.

На каждый силовой агрегат устанавливается свой шкаф управления. Например, если в составе насосной станцией имеется жокей-насос, два пожарных насоса, обводная задвижка и задвижка наполнения пожарного резервуара, то нам необходимо 5 силовых шкафов управления.

Прибор управления может непосредственно управлять небольшим числом силовых агрегатов и исполнительных устройств. Сигналов о состоянии такой прибор управления тоже может принять небольшое количество.

Для организации сбора информации с достаточного количества датчиков и управления требуемым числом исполнительных устройств и силовых агрегатов необходимо расширение базового функционала.

Для передачи сигналов диспетчеризации и состояния а также диспетчеризации требуется также что-то еще.

Расширит функционал не проблема — это же адресная система.

Только для этого требуется применение сетевого контроллера, под управлением которого элементы распределенной системы взаимодействуют друг с другом.

Стоимость оборудования при таком подходе оказывается меньше ввиду применения более унифицированных приборов.

Но меньше надежность и простота эксплуатации. также придется потратить время чтобы все это настроить и запустить.

Одно устройство.

У зарубежных производителей и их локализаций в России приборы управления и шкафы управления не разделены по отдельным ящикам, а выполнены в виде одного красного ящика. Вероятно, там выгоднее купить готовое устройство, чем проектировать и платить инженерам, соберущим велосипед.

В ящике содержится и слаботочная и силовая часть. Слаботочная часть выполнена в виде платы ПЛК (программируемого логического контроллера) или ПЛК, встроенного в дверь шкафа.

Вся логика работы уже запрограммирована — пользователю необходимо только выбрать необходимые параметры работы.

Выходы контроллера подключены к цепям управления силовой частью, а входы выведены на клеммы шкафа, которые подписаны и однозначно понятно что к ним подключать.

Ящик заказывается нужной комплектации в зависимости от числа и мощности силовых агрегатов.

Но ящик не является штучным изделием: объем выпуска позволяет поддерживать достаточный ассортимент базовых конфигураций в виде готовых изделий.

Ящик управления станцией водяного пожаротушения является одним изделием, полностью готовым к эксплуатации.

Естественно, что если система пожаротушения сложная — такой подход не применим, виду ограниченности базовых конфигураций. Если у вас задвижка 3-х фазная, а ящик заказали с каналом управления 1-фазной задвижкой, то тоже беда беда.

Конечно, такой ящик дороже сборной из нескольких устройств системы.

Разница, как если бы вы купили MP3 плеер или его компоненты из набора шилдов Arduino. Но, в отличии от MP3 плеера, ящик эксплуатирует не покупатель ящика, а обслуживающий персонал или вообще никто.

Где же сам обзор приборов управления?

Планировал провести обзор приборов управления насосными станциями пожаротушения.

Уже и название статьи начал со слова «Обзор . «.

Начал со вступления и так увлекся, что дело так и не дошло до конкретных приборов.

Факты, где факты! Придется писать вторую часть.