(Đồ án tốt nghiệp) thiết kế hệ thống phòng cháy chữa cháy cho nhà máy elitte long thành

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÒNG CHÁY - CHỮA CHÁY CHO NHÀ MÁY ELITTE - LONG THÀNH GVHD: QUYỀN HUY ÁNH SVTH : ĐỖ CHÂU VIÊN MSSV: 13142234 SVTG: TRẦN NAM PHÁT MSSV: 13142413 SKL005375 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2017 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÁO CHÁY, CHỮA CHÁY CHO PHÂN XƯỞNG GVHD: PGS-TS QUYỀN HUYÁNH SVTH : ĐỖ CHÂU VIÊN MSSV : 13142234 SVTH : TRẦN NAM PHÁT MSSV : 13142413 TP.HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2017 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng 07 năm 2017 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Họ tên sinh viên: Ngành: Giảng viên hướng dẫn: Ngày nhận đề tài: MSSV: MSSV: Lớp: ĐT: Ngày nộp đề tài: Tên đề tài: Các số liệu, tài liệu ban đầu: Nội dung thực đề tài: Sản phẩm: TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên Sinh viên: MSSV: Họ tên Sinh viên: MSSV: Ngành: Tên đề tài: Họ tên Giáo viên hướng dẫn: NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng 07 năm 2017 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên Sinh viên: MSSV: Họ tên Sinh viên: MSSV: Ngành: Tên đề tài: Họ tên Giáo viên phản biện: NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm: ……………….(Bằng chữ: Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng 07 năm 2017 Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Được sự phân công khoa Đào tạo Chất lượng cao Trường Đại học Sư Phạm kỹ thuật Thành Phố Hồ Chí Minh sự đồng ý hướng dẫn thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Quyền Huy Ánh, sinh viên thực đề tài “Thiết kế hệ thống phòng cháy chữa cháy phân xưởng" Đồ án tốt nghiệp cơng trình nghiên cứu khoa học sinh viên, yêu cầu cần thiết cho sinh viên trước trường Nghiên cứu vấn đề sinh viên cơng việc khó khăn đầy bỡ ngỡ Chính nhờ có sự hướng dẫn, sự giúp đỡ các Thầy Cô mà sinh viên thực đề tài Qua chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy hướng dẫn PGS_TS Quyền Huy Ánh các anh chị công ty TNHH Thương mại Dịch vụ Tịnh Thành tận tình bảo, giúp đỡ mặt chuyên môn tạo điều kiện suốt quá trình học tập nghiên cứu đồ án Sinh viên thực Đỗ Châu Viên Trần Nam Phát MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT i DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU ii DANH SÁCH CÁC BẢN VẼ iii TÀI LIỆU THAM KHẢO iv CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .1 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 1.3 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỂN CỦA ĐỀ TÀI 1.4 NỘI DUNG ĐỀ TÀI CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG 2.1 KHÁI NIỆM, CHỨC NĂNG VÀ NHIỆM VỤ 2.2 PHÂN LOẠI HỆ THỐNG BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG 2.3 CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG 2.4 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 2.5 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CÁC THIẾT BỊ CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG CHỮA CHÁY TỰ ĐỘNG 18 3.1 PHÂN LOẠI CÁC HỆ THỐNG CHỮA CHÁY 18 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 28 4.1 GIỚI THIỆU DỰ ÁN 28 4.2.TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG 29 4.3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÁO CHÁY 29 KẾT LUẬN 39 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TCVN : Tiêu Chuẩn Việt Nam CPU : Central Processing Unit LCD : Liquid crystal display IT : Information Technology EPA : United States Environmental Protection Agency PCC : Phòng Cháy Chữa Cháy SVTH: Đỗ Châu Viên Trần Nam Phát DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU  Hình vẽ: Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống báo cháy thơng thường Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống báo cháy địa Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống Hình 2.4 Cấu trúc tủ điều khiển các kết nối Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý hoạt động đầu báo khói dạng Ion Hình 2.6 Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý hoạt động buồng Ion kép 10 Hình 2.7 Đầu báo khói quang khúc xạ điều kiện thường 11 Hình 2.8 Đầu báo khói quang khúc xạ có khói xâm nhập 11 Hình 2.9 Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý hoạt động đầu báo khói quang truyền thẳng 11 Hình 2.10 Đầu báo dạng Beam điều kiện thường 12 Hình 2.11 Đầu báo dạng Beam có khói xâm nhập 12 Hình 2.12 Biểu đồ sự gia tăng nhiệt độ đám cháy 13 Hình 2.13 Nút ấn báo cháy trực tiếp 13 Hình 2.14 Sơ đồ cấu tạo nút ấn báo cháy trực tiếp 14 Hình 2.15 Các thiết bị đầu 15 Hình 2.16 Sơ đồ kết nối tủ hiển thị phụ 16 Hình 3.1 Hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler 18 Hình 3.2 Hệ thống chữa cháy vách tường 22 Hình 3 Nguyên lý hoạt động hệ thống chữa cháy vách tường 23  Bảng biểu: Bảng 3.1 Bảng tóm tắt tính chất vật lý 25 Bảng 4.1 Diện tích các khu vực nhà máy 28 Bảng 4.2 Chọn đầu báo cháy tự động theo tính chất các sở trang bị .29 Bảng 4.3 Số lượng đầu báo dạng Beam thu phát 31 Bảng 4.4 Quy định độ cao lắp đặt diện tích bảo vệ đầu báo cháy 31 Bảng 4.5 Bảng số lượng đầu báo khói cho toàn nhà máy 32 SVTH: Đỗ Châu Viên Trần Nam Phát DANH SÁCH CÁC BẢN VẼ Bản vẽ số Mặt bằng báo cháy tầng xưởng Bản vẽ số Mặt bằng báo cháy tầng xưởng Bản vẽ số Mặt bằng báo cháy tầng xưởng Bản vẽ số Mặt bằng báo cháy tầng xưởng Bản vẽ số Mặt bằng báo cháy tự động nhà kho Bản vẽ số Mặt bằng báo cháy tự động nhà kho Bản vẽ số Mặt bằng báo cháy tự động nhà xe Bản vẽ số Sơ đồ lắp đặt hệ thống báo cháy tự động Bản vẽ số Mặt bằng hệ thống chữa cháy Sprinkler xưởng Bản vẽ số 10 Mặt bằng tầng hệ thống chữa cháy Sprinkler xưởng Bản vẽ số 11 Sơ đồ hệ thống lắp đặt Sprinkler Bản vẽ số 12 Mặt bằng hệ thống cấp nước, chữa cháy vách tường xưởng Bản vẽ số 13 Mặt bằng hệ thống chữa cháy Sprinkler xưởng Bản vẽ số 14 Mặt bằng tầng hệ thống chữa cháy Sprinkler xưởng Bản vẽ số 15 Mặt bằng hệ thống chữa cháy Sprinkler nhà kho Bản vẽ số 16 Mặt bằng hệ thống chữa cháy vách tường nhà xe Bản vẽ số 17 Mặt bằng hệ thống cấp nước, chữa cháy vách tường cho nhà máy Bản vẽ số 18 Sơ đồ lắp đặt hệ thống chữa cháy vách tường Bản vẽ số 19 Sơ đồ trạm bơm, cấp nước chữa cháy SVTH: Đỗ Châu Viên Trần Nam Phát quang điện lửa SVTH: Đỗ Châu Viên Trần Nam Phát GVHD: PGS.TS Quyền Huy Ánh Cơng trình có cao độ 8m phía khơng bị che chắn nên chọn đầu báo khói dạng Beam thu phát Cịn tầng văn phịng sử dụng đầu báo khói dạng thơng thường Một đầu báo khói dạng beam(GST C-9105R) có diện tích bảo vệ tối đa 1500 2 nên xưởng ta chọn 17 đầu beam thu phát ứng với đầu beam có diện tích bảo vệ 1000 chia làm zone (Bản vẽ số vẽ số 2) Bảng 4.3 Số lượng đầu báo dạng Beam thu phát Số lượng đầu báo dạng Beam Diện tích bảo vệ đầu báo cháy khói, khoảng cách tối đa các đầu báo cháy khói với đầu báo cháy khói với tường nhà phải xác định theo Bảng 4.2, không lớn các trị số ghi yêu cầu kỹ thuật lý lịch kỹ thuật đầu báo cháy khói Bảng 4.4 Quy định độ cao lắp đặt diện tích bảo vệ đầu báo cháy Độ cao lắp đặt đầu báo cháy m Dưới 3,5 Từ 3,5 đến Lớn 6,0 đến 10 Lớn 10 đến 12 Tính toán số lượng đầu báo khói cho xưởng 1: Dựa vào yêu cầu kỹ thuật TCVN 5738-2001, số lượng đầu báo tính theo cơng thức: = Trong đó: Sbv: diện tích cần bảo vệ; Sdb: diện tích bảo vệ đầu báo; k: hệ số an toàn (K chọn bằng 1.2) SVTH: Đỗ Châu Viên Trần Nam Phát GVHD: PGS.TS Quyền Huy Ánh Theo kinh nghiệm thực tế số lượng đầu báo cháy zone không quá 25 đầu báo, chọn 18 đầu báo cho zone chia làm zone đầu báo lại zone Tương tự với cách lựa chọn ta có bảng tính toán số lượng đầu báo khói cho các xưởng: Bảng 4.5 Bảng số lượng đầu báo khói cho tồn nhà máy Số lượng đầu báo khói 4.3.2 Tính tốn hệ thống chữa cháy Tính tốn lưu lượng chữa cháy vách tường Diễn giải Hệ thống chữa cháy vách tường Số đám cháy Lưu lượng cc bên –Qo Số cột nước chữa cháy bên - m Lưu lượng cột nước cc bên - q Lưu lượng chữa cháy bên - Qi Lưu lượng chữa cháy bên bên Qiu Thời gian chữa cháy yêu cầu - t Hệ số an toàn Nhu cầu nước hệ chữa cháy vách tường - Wh Lưu lượng hệ chữa cháy vách tường - Qi SVTH: Đỗ Châu Viên Trần Nam Phát GVHD: PGS.TS Quyền Huy Ánh Tính tốn lưu lượng chữa cháy tự động Diễn giải Hệ thống chữa cháy tự động Nguy cháy - nhóm cháy Mật độ- D Diện tích tính toán - A Diện tích phụ trách đầu phun - S Số đầu phun tính toán - n Thời gian chữa cháy yêu cầu -t K/c lớn các đầu phun Hệ số an toàn - a Nhu cầu nước cho hệ cc tự động - Ws Lưu lượng hệ chữa cháy tự động - Qs Lưu lượng bơm Lưu lượng bơm chữa cháy vách tường tự động: Với n = Q = max (Qh + Qs) n = 288 m3/h  Chọn Q = 288 m /h Lưu lượng bơm chữa cháy Chữa cháy vách tường tự động Tính toán đường kính ống Đường kính ống xác định theo cơng thức giáo trình cấp thoát nước SVTH: Đỗ Châu Viên Trần Nam Phát GVHD: PGS.TS Quyền Huy Ánh GS.TS.NGND Trần Hiếu Nhuệ: D=√ Trong đó: D đường kính ống(mm); Q lưu lượng nước chữa cháy(l/s); V vận tốc kỹ thuật nước đường ống(m/s) Từ ta có bảng tính toán đường kính ống cho phân xưởng: Stt Diễn giải Chữa cháy vách tường tự động Chữa cháy vách tường Chữa cháy vách tường nhánh Chữa cháy vách tường nhánh Chữa cháy tự động Trong đó: Q lưu lượng (l/s); Vkt vận tốc nước ống (m/s); D đường kính ống tính toán(mm); Dchọn đường kính ống chọn(mm); Vt vận tốc nước ống chọn(m/s) Tính tốn cột áp bơm chữa cháy vách tường Trong phần thất thoát đường ống tính từ trạm bơm đến điểm chữa cháy bất lợi mà nhà Kho xem điểm chữa cháy bất lợi a Cột áp bơm : H = (H1 + H2 + H3 + H4) x n Trong đó: H1=8m cao độ hình học từ điểm cấp nước thấp đến điểm cao nhất; H độ áp chiều dài ống (m); H3 tốn thất áp lực cuộn vòi (m), H4 áp lực họng chữa cháy đầu lăng phun (m), n hệ số an tồn Tính toán: Tổn thất đường ống từ bơm đến điểm cao, xa cơng trình tính theo cơng thức Hazen Williams sau: SVTH: Đỗ Châu Viên Trần Nam Phát = 6.824 ( Trong đó: C hằng số loại ống (C = 140); Vt vận tốc nước đường ống; D đường kính ống (mm) STT Khi tính toán mạng lưới cấp nước bên cần tính thêm tổn thất áp lực cục bằng phần tăm tổn thất áp lực ma sát theo chiều dài ống Cho mạng lưới chữa cháy 10% (TCVN 4513) b Tính tốn chữa cháy vách tường STT D(mm) 150 125 65  H = tổng áp đường ống + 10%tổng áp đường ống H2 = 23.9 (m) Tổn thất áp lực cuộn vòi theo TCVN 4513 xác định công thức = l Trong đó:Kp hệ số sức cản ống vòi rồng (D=50mm) (Kp = 0.012); Q lưu lượng cột nước chữa cháy (Q = 2.5 l/s); L chiều dài ống vòi rồng (L = 20m) SVTH: Đỗ Châu Viên Trần Nam Phát GVHD: PGS.TS Quyền Huy Ánh  H = 1.5 (m) ( theo công thức 4.4) Ta chọn đường kính miệng lăng phun D = 16 mm (theo TCVN 4513)  H = 10 (m) Gán các giá trị H1, H2, H3, H4 vào công thức (4.2):  H = (H + H + H + H ) x n H = (8 + 23.9 + 1.5 + 10) x 1.1 H = 39.38 (m) Tính tốn cột áp bơm chữa cháy tự động a Côt áp bơm: H = (H1 + H2 +Hsprinkler) x n Trong đó: H1=8m cao độ hình học từ điểm cấp nước thấp đến điểm cao nhất; H độ áp chiều dài ống (m); Hsprinkler áp lực đầu Sprinkler bất lợi (m)  Tính toán: Theo cơng thức (4.3), ta có: STT Khi tính toán mạng lưới cấp nước bên cần tính thêm tổn thất áp lực cục bằng phần tăm tổn thất áp lực ma sát theo chiều dài ống Cho mạng lưới chữa cháy 10% (TCVN 4513) c Tính tuyến ống chữa cháy tự động STT D(mm) 150 125  H = tổng áp đường ống + 10%tổng áp đường ống H2 = 28.8(m) SVTH: Đỗ Châu Viên Trần Nam Phát GVHD: PGS.TS Quyền Huy Ánh Áp lực đầu Sprinkler bất lợi tính theo cơng thức Trong đó: Sbv = 8.5 m2 diện tích bảo vệ đầu Sprinkler; I =0 24/m2.s Cường độ phun tiêu chuẩn; K H số lưu lượng qua Sprinkler (K=0.448 với D=12mm) H sprinkler = 20.74(m) Gán các giá trị H1, H2, Hsprinkler vào công thức (4.2)  H = (H1 + H2 + Hsprinkler) x n H= (8 + 28.8 + 20.74) x 1.1 H= 63(m) Lựa chọn bơm Stt Loại bơm Bơm chữa cháy điện Bơm chữa cháy phụ Bơm bù áp Hiện bơm bù áp TCVN chưa có quy chuẩn loại bơm nên việc lựa chọn bơm ngồi thực tế thơng thường kinh nghiệm thi cơng chọn bơm có lưu lượng bằng 1% so với bơm tính lưu lượng thất thoát qua họng phun chữa cháy Bên cạnh cột áp bơm bù áp cao từ 5%-10% cột áp bơm Lựa chọn bể bơm Stt Bể nước chữa cháy Chữa cháy vách tường Chữa cháy tự động Tổng cộng SVTH: Đỗ Châu Viên Trần Nam Phát GVHD: PGS.TS Quyền Huy Ánh SVTH: Đỗ Châu Viên Trần Nam Phát GVHD: PGS.TS Quyền Huy Ánh KẾT LUẬN Sau 12 tuần thực đề tài, với sự hướng dẫn tận tình thầy PGS.TS.Quyền Huy Ánh các anh chị công ty TNHH Thương mại Dịch vụ Tịnh Thành, cộng với sự nỗ lực thân, nhóm sinh viên hồn thành đề tài tốt nghiệp với kết đạt được: Nắm vững sở lý thuyết đề tài: tổng quan hệ thống báo cháy chữa cháy cho phân xưởng Tính toán, thiết kế viết thuyết minh kĩ thuật cho hệ thống báo cháy tự động, hệ thống chữa cháy tự động phân xưởng Thực các vẽ thiết kế bao gồm: vẽ sơ đồ nguyên lí, vẽ mặt bằng phân bố các hệ thống báo cháy chữa cháy Kết nghiên cứu đề tài sử dụng làm tài liệu tham khảo cho các đơn vị, cá nhân quan tâm đến việc thiết kế hệ thống báo cháy chữa cháy tự động Đề tài mở rộng nghiên cứu theo hướng tính toán, thiết kế các hệ thống khác M&E như: hệ thống camera quan sát, hệ thống truyền hình cáp, hệ thống âm cơng cộng… SVTH: Đỗ Châu Viên Trần Nam Phát ... Quyền Huy Ánh CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG CHỮA CHÁY TỰ ĐỘNG 3.1 PHÂN LOẠI CÁC HỆ THỐNG CHỮA CHÁY 3.1.1 Hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler Sơ lược Hệ thống chữa cháy tự động Sprinkler - Hệ thống chữa cháy... thiện hệ thống 3.1.3 Hệ thông chữa cháy Drencher Hệ thống chữa cháy Drencher hay gọi Hệ thống chữa cháy hồng thủy, sử dụng khá phổ biến nay, bên cạnh các hệ thống chữa cháy khác hệ thống chữa. .. có bể chữa nước dự trữ chữa cháy có dự kiến thành mạng lưới vịng Hình 3.2 Hệ thống chữa cháy vách tường Hệ thống bơm chữa cháy bao gồm thành phần bản: Một bể chứa nước chữa cháy Hệ thống