Современная запорная и запорно-регулирующая арматура в системах пожаротушения

Д. С. Никонов, главный специалист ТО ТУ АО «Атомэнергопроект»

О. А. Дюжаков, исполнительный директор ООО «ИПК Промо-Консалтинг»

Е. Кац, региональный директор СНГ, отдел международных продаж BERMAD CS LTD

Действующие в настоящее время нормативные правовые документы в области пожарной безопасности, и в частности применения установок пожаротушения, с момента выхода Федерального закона № 123-ФЗ не в полной мере учитывают отраслевую специфику объектов защиты. Данные документы разрабатывались для общего случая (общепромышленные объекты, образовательные, лечебные учреждения, предприятия торговли, культурно-зрелищные, спортивные объекты и т. д.) и в основном базируются на технологиях 70–80-х годов прошлого века.

Тема данной статьи – применение современного оборудования для автоматических установок водяного и пенного пожаротушения. Определение ГОСТ и СП 5.13130 гласит: «Автоматическая установка пожаротушения (АУП): Установка пожаротушения, автоматически срабатывающая при превышении контролируемым фактором (факторами) пожара установленных пороговых значений в защищаемой зоне».

Или в соответствии с разъяснениями ВНИИПО МЧС России (на 2019 г.): «Автоматическая установка пожаротушения: Комплекс технических средств, обеспечивающий подачу (выпуск) огнетушащего вещества при поступлении управляющего сигнала от системы пожарной сигнализации либо собственных технических средств обнаружения возгорания без участия человека, а также передачу сигнала о пожаре во внешние цепи».

Определение инерционности (времени срабатывания установки), приводимое в СП 5.13130 и нормативное требование к значению инерционности: «Инерционность установки пожаротушения: Время с момента достижения контролируемым фактором пожара порога срабатывания чувствительного элемента пожарного извещателя, спринклерного оросителя либо побудительного устройства до начала подачи огнетушащего вещества в защищаемую зону». 6.3.1.4: «Оборудование, длину и диаметр трубопроводов необходимо выбирать из условия, что инерционность установки не превышает 180 с».

Составляющие (в отдельных технических изданиях – «слагаемые») времени инерционности в отдельных нормативных документах и технической литературе по данному вопросу предлагается определять по формуле¹

Т = Т_от+ Т_м + Т_пи, с,

где Т_от – время открытия запорно-пускового устройства;

Т_м – время заполнения сухотрубов (питательных и распределительных трубопроводов) водой;

Т_пи – время срабатывания (обнаружения загорания) пожарными извещателями;

Т – собственно суммарное время срабатывания установки (180 с или 3 мин).

При подробном рассмотрении слагаемых инерционности стоит перечислить, что входит в состав классической автоматической установки пожаротушения: оросители, распределительные трубопроводы, питательные трубопроводы, запорная и регулирующая (при необходимости) арматура, контрольные и исполнительные приборы, водопитатели, система обнаружения пожара (пожарная сигнализация).

В общем случае в качестве водопитателя для установки автоматического пожаротушения, как правило, служит противопожарный водопровод объекта (в соответствии с положениями п. 5.9.1 СП5.13130). Исходя из этого и определено количество «слагаемых» инерционности. При реализации данного уравнения на практике у проектировщика неизбежно возникает дилемма выбора.

Если время срабатывания пожарного извещателя определено производителем, а время заполнения системы трубопроводов водой нетрудно рассчитать, зная необходимый расход для тушения объекта защиты, то над временем срабатывания (открытия) запорного устройства следует хорошо подумать исходя из имеющейся на рынке арматуры и нормативных требований.

Исходя из нормативных требований, в качестве запорных устройств в установках автоматического пожаротушения следует применять: задвижки (клиновые, шиберные), затворы (дисковые), клапаны.  Применение задвижек и затворов отработано нормативно, и они массово используются в автоматических установках пожаротушения еще с 60-х прошлого века. С тех же годов принцип действия и конструктивные особенности не претерпели существенных изменений у производителей.

Область запорных клапанов за этот период сделала значительный рывок, претерпела настоящую революцию как конструктивно, так и функционально. По своим техническим характеристикам и набору решаемых задач данные клапаны можно рассматривать как самостоятельные узлы управления.

В соответствии с определением ГОСТ и СП5.13130: «Узел управления: Совокупность технических средств водяных и пенных АУП (трубопроводов, трубопроводной арматуры, запорных и сигнальных устройств, ускорителей либо замедлителей срабатывания, устройств, снижающих вероятность ложных срабатываний, измерительных приборов и прочих устройств), которые расположены между подводящим и питающим трубопроводами спринклерных и дренчерных установок водяного и пенного пожаротушения и предназначены для контроля состояния и проверки работоспособности указанных установок в процессе эксплуатации, а также для пуска огнетушащего вещества, выдачи сигнала для формирования командного импульса на управление элементами пожарной автоматики (пожарными насосами, системой оповещения, вентиляцией и технологическим оборудованием и др.)».

Запорные клапаны в установках пожаротушения делятся на спринклерные и дренчерные (по типу установок пожаротушения, в которых они применяются). Принципиальным отличием этих устройств является то, что для их срабатывания достаточно перепада давления «до» и «после» запорного элемента.

Представляем Вам самое современное решение в данной области – клапаны фирмы BERMAD (Израиль). Компания BERMAD появилась на отечественном рынке достаточно давно (примерно 15 лет назад). За это время решения BERMAD успели зарекомендовать себя с наилучшей стороны в проектных и эксплуатирующих организациях как в области водоснабжения, так и в пожаротушении. Продукция BERMAD успешно эксплуатируется в крупнейших водоканалах и на предприятиях нашей страны. Водоканалы Москвы, Санкт-Петербурга, гиганты промышленности «Сибур», ММК, «Роснефть» и многие другие крупные и требовательные потребители сделали свой выбор в пользу BERMAD.

В области пожарной безопасности достоинства оборудования оценили: ООО «Русвинил», ООО «Тобольск-Нефтехим», «Эксон нефтегаз лимитед» (морская буровая установка «Беркут»), Амурский ГПЗ, «Арктик СПГ», Грозненская ТЭС, ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез» и т. д. В чем уникальные конструктивные особенности клапанов BERMAD?

В общем виде узел управления состоит из двух частей:

базовый сигнальный клапан – мембранная трубопроводная арматура, которая непосредственно осуществляет пуск – останов и (или) дросселирование потока рабочей среды. Управляется встроенным гидроприводом;

функциональная обвязка – набор дополнительных устройств, определяющих функции и параметры узла управления и непосредственно управляющих гидроприводом базового (сигнального) клапана.

Для более простого восприятия данной темы ограничимся описанием дренчерного узла управления. Дренчерный узел управления состоит из базового (сигнального) клапана и обвязки управления. Базовый клапан является сердцем узла управления и осуществляет его главные функции – закрытие /открытие проходного сечения, а также дросселирование² потока (при необходимости), с помощью которого происходят редукция и поддержание необходимого уровня давления «после себя». Если мы говорим об узлах управления для систем пожаротушения, то их конструкция прежде всего должна обеспечивать абсолютную гарантию того, что механизм откроется в нужный момент даже после очень продолжительного простоя. Именно эта способность обусловливает неоспоримые преимущества мембранных клапанов, которые и используются в дренчерных узлах управления в качестве базовых перед клапанами других типов.

Рисунок 1. Общий вид узлов управления фирмы BERMAD

Обвязка управления узла управления – это совокупность дополнительных устройств, объединенных системой трубопроводов с базовым клапаном, определяющих функции и параметры узла управления и обеспечивающих его работу. В обвязку управления могут входить такие устройства, как гидравлический пилотный клапан, соленоидный клапан, фильтр, обратный клапан, манометры, шаровые краны и т. д. (рис. 1). Общий вид конструкции базового клапана приведен на рис. 2.

Рисунок 2. Общий вид конструкции базового клапана

Принцип работы базового клапана представлен на рис. 3, 4. Базовый клапан дренчерного узла управления имеет две камеры. Сверху, над мембраной, расположена камера управления, снизу, под мембраной, – рабочая камера. В дежурном режиме клапан закрыт.

Рисунок 3. Общий вид узла управления BERMAD

В дежурном режиме (см. рис. 4) клапан сброса давления 3 из камеры управления 1 и базовый клапан 4 закрыты, подводящий трубопровод 2 заполнен средой и находится под давлением, а питающий трубопровод сухой. При этом давление в подводящем трубопроводе передается в камеру управления базового клапана, что обеспечивает плотное прижатие мембраны к седлу клапана и герметичное его запирание.

Рисунок 4. Положение элементов базового клапана в дежурном режиме

В случае возникновения пожара (см. рис. 5) достаточно любым способом стравить жидкость из камеры управления. Давление над диафрагмой упадет, а давление потока заставит мембрану подняться и открыть проходное сечение базового клапана. Активировать дренаж жидкости из камеры управления можно как автоматически, так и вручную, дистанционно или локально (по месту его размещения).

Рисунок 5. Положение элементов базового клапана в рабочем режиме (режим тушения пожара)

Для активации дренчерного узла управления (УУ) в обвязку клапана включаются такие устройства, как электромагнит [1] и кран аварийного ручного пуска [2] (рис. 6).

В автоматических установках пожаротушения электромагнит получает сигнал от прибора приемно-контрольного пожарного и открывает дренажную линию камеры управления (рис. 7).

Если по какой-либо причине невозможно осуществить пуск в автоматическом режиме, можно сделать это вручную (по месту размещения узла управления) при помощи открытия крана аварийного ручного пуска (рис. 8).

Такой алгоритм пуска автоматической установки пожаротушения полностью соответствует требованиям действующих российских нормативных и нормативных правовых документов в области пожарной безопасности. Дренчерные УУ могут устанавливаться в трубопровод как горизонтально, так и вертикально. Благодаря описанному принципу действия активация дренчерного УУ полное открытие занимает от доли секунды до 10 с в зависимости от диаметра клапана.

Номенклатурная линейка дренчерных клапанов имеет условный проход: 40, 50, 65, 80, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400 мм.

Отсутствие подвижных деталей, кроме единственной диафрагмы с металлической вставкой, исключает трение, заклинивание и коррозию, а значит, гарантию надежного срабатывания даже спустя долгий период простоя.

Наклонная форма обеспечивает самую высокую пропускную способность в каждом из типоразмеров и высочайшую устойчивость кавитации, а значит, делает клапан наиболее эффективным среди аналогов. Визуальный индикатор положения, возможность обслуживания без демонтажа из линии водовода и сохранения петли управления в собранном состоянии делает обслуживание быстрым и экономичным. При всех технических достоинствах дренчерный УУ остается регулирующим клапаном и может дополнительно выполнять функции регулятора давления «после себя».

Преимущества узлов управления BERMAD по сравнению с традиционно используемой запорной арматурой³ 

Вывод

В заключение следует сделать вывод: при выборе запорной арматуры для автоматических установок водяного и пенного пожаротушения дренчерные узлы управления являются наиболее передовым техническим решением.

Уважаемые читатели!
Если Вас заинтересовала данная тематика, и в частности оборудование фирмы BERMAD, предлагаем обращаться к официальному дистрибьютору противопожарного оборудования компании BERMAD CS – ООО ИПК «Промо-Консалтинг».
Тел.: + 7 (495) 748 72 52.
www.p-con.ru
Е-mail: info@p-con.ru

¹ В различных источниках возможны некоторые отличия в количестве и наименовании составляющих. Авторы считают данную формулу (по составу слагаемых) наиболее оптимальной.

² Данная операция производится при необходимости на специальном дополнительном оборудовании, входящем в состав узла управления, или на клапане специального исполнения. Аналогичная схема используется в автоматических установках пожаротушения тонкораспыленной водой (АУП ТРВ) агрегатного типа.

³ Сравнение производится на основании статистических данных, представленных производителем оборудования, которые могут отличаться от статистических данных, имеющихся у читателей данной статьи.