GIẢI PHÁP ĐẦU PHUN SPRINKLER BẢO VỆ KẾT CẤU THÉP ( ANH EM KỸ SƯ NGHIÊN CỨU).
TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG:
· FM Datasheet 07-79 Fire Protection For Gas Turbines And Electric Generators
· FM Datasheet 07-101 Fire Protection For Steam Turbines And Electric Generators
· NFPA 850-2020 Recommended Practice for Fire Protection for Electric Generating Plants and High Voltage Direct Current Converter Station
· NFPA 13, Standard for the Installation of Sprinkler Systems, 2019 Edition
· NFPA 15, Standard for Water Spray Fixed Systems for Fire Protection, 2017 Edition
· FM Datasheet 07-79 Hệ thống PCCC cho Tua bin khí và Nhà Máy phát điện
· FM Datasheet 07-101 Hệ thống PCCC cho Tua bin hơi và Nhà Máy phát điện
· NFPA 850-2020 Khuyến nghị thực tiễn cho hệ thống chữa cháy của Nhà máy phát điện và Trạm chuyển đổi dòng cao thế
· NFPA 13 -2019, Tiêu chuẩn lắp đặt cho hệ thống đầu phun tự động
· NFPA 15-2017, Tiêu chuẩn hệ thống chữa cháy đầu phun hở cố định
CƠ SỞ THIẾT KẾ:
Tiêu chuẩn FM
Trích dẫn điểm 2.2.3 của tài liệu FM Datasheet – Hệ thống PCCC cho Tua bin khí và Nhà Máy phát điện có đề cập việc bảo vệ các cột thép của công trình như sau:
2.2.3 Protection of Structural Steel
Protect critical steel elements that can potentially be immersed in a liquid pool fire and/or three-dimensional spill fire, such as structural building columns and supports for equipment mezzanines, using one of the methods below. Determine the need for structural steel protection based on an Oil Fire Hazards Assessment (Section 2.6.4), including consideration of containment, drainage, and oil-release scenarios:
a. Provide fireproofing rated for two hours. Provide fireproofing that is rated for a hydrocarbon fire exposure for the full height of the column. (See Data Sheet 1-21, Fire Resistance of Building Assemblies)
b. Provide automatic (fusible link) sidewall sprinklers or water spray protection for the full height of the column, as shown in Figure 1.
Provide a minimum 0.3 gpm/ft2 (12 mm/min) over the wetted area of the column (“wetted area” is the surface area on the three sides of the reentrant space formed by the column web and flanges). The wetted area protected by a sprinkler extends from the sprinkler down to the next sprinkler on the same side of the column.
Include flow from all nozzles on columns subject to simultaneous flame impingement in the design flow rate when determining total water demand. Use information from an Oil Fire Hazards Assessment to determine which columns could be subject to simultaneous flame impingement. Consider simultaneous operation of structural steel protection and turbine lube-oil fire protection to determine total water demand (refer to Section 2.4.4.1.1).
2.2.3 Bảo vệ kết cấu thépViệc bảo vệ các kết cấu thép quan trong có nguy cơ tiếp xúc lửa trong trường hợp cháy lan theo 3 hướng, như các cột kết cấu của nhà, kết cấu đỡ của sàn mezzanine có thể sử dung một trong những phương pháp sau. Việc xác định áp dụng giải pháp bảo vệ kết cấu sẽ dựa trên đánh giá nguy cơ cháy của dầu (Mục 2.6.4), bao gồm cả việc xem xét các vấn đề như lượng chứa dầu, rò rỉ dầu, tràn dầu:a. Sử dụng giải pháp chống cháy 2h cho kết cấu. Giải pháp chống cháycho kết cấu trong trường hợp có tiếp xúc đám cháy hydrocarbon sẽ áp dụng cho toàn bộ chiều cao của cột (Xem Data Sheet 1-21, Giới hạn chịu lửa của cấu kiện công trình)b. Sử dụng đầu sprinkler hướng ngang (loại có bầu nổ) hoặc hệ thống đầu phun tràn ngập bảo vệ toàn bộ chiều cao của cột như hình 1Cung cấp tối thiểu mật độ nước 0,3 gpm / ft2 (12 mm / phút) trên diện tích làm mát của cột (“vùng được làm mát” là diện tích không gian được tạo thành bởi các mặt của cột). Khu vực tưới mát được bảo vệ bởi hệ thống đầu phun trải dài bao gồm 1 đầu phun ở dưới đến đầu phun liền kề trên một phía bề mặt của cột.Lưu lượng nước tính toán cho các đầu phun bảo vệ cột phải tính đồng thời với với lưu lượng nước chữa cháy của khu vực nhằm xác định lượng nước chữa cháy tổng cần thiết. Sử dụng thông tin từ Đánh giá Nguy cơ Cháy do Cháy dầu để xác định cột nào có thể chịu tác động đồng thời trong trường hợp có cháy của khu vực đó. Xem xét hoạt động đồng thời của hệ thống bảo vệ kết cấu thép và hệ thống bảo vê khu dầu bôi trơn tuabin để xác địnhtổng nhu cầu nước chữa cháy (tham khảo Mục 2.4.4.1.1).
Tiêu chuẩn NFPA
Dựa theo trích dẫn điểm 9.4.11.3 của tài liệu NFPA 850 Recommended Practice for Fire Protection for Electric Generating Plants and High Voltage Direct Current Converter Station và điểm 7.4.3; 7.4.4 của tài liệu NFPA 15, Standard for Water Spray Fixed Systems for Fire Protection, 2017 Edition có đề cập việc bảo vệ các dầm, cột thép của công trình như sau:
NFPA 850-2020:
Giải thích: Mục 9.4.11.3 của NFPA 850-2020 có đề cập các kết cấu thép đỡ cho các bộ phận công nghệ cần phải được bọc chống cháy 2h hoặc sử dụng giải pháp đầu phun sương theo NFPA 15
NFPA 15-2017:
Giải thích: Mục 7.4.3 của NFPA 15-2017 có mô tả các kết cấu ngang, dọc chịu lực có thể dược bảo vệ bằng cách sử dụng hệ thống phun tự động để thay thế giải pháp tăng giới hạn chịu lửa của kết cấu
NFPA 13-2019:
Giải thích: Mục 20.14; 20.15 của NFPA 13 -2019 có đề cập khi không sử dụng vật liệu chống cháy cho cột, dầm thì hệ thống đầu phun tự động có thể được sử dụng thay thế giải pháp bọc chống cháy
Thực tiễn áp dụng trên thế giới:
Fire Protection Of Tall Steel Columns Using WaterSprinkler (Theo Báo Cáo Khoa Học Tháng 4/2013)
Chủ đề báo cáo: Hệ thống phun sương tự động có tác dụng làm giảm nhiệt độ đám cháy cũng như kết cấu
Thí nghiệm kiểm tra mức độ làm giảm nhiệt độ của kết cấu thép khi sử dụng hệ thống phun sương tự động dưới tác động của đám cháy. Kết quả nhiệt độ chỉ tăng cao giai đoạn ngắn ban đầu và không gây nguy hiểm cho kết cấu.
The studied ESFR wet sprinkler system can effectively cool down the columns in different cases. The temperatures rise higher only for a short period of time and this will not cause any structural risk.
Research on fire protection methods and a case study “Futurum” (Theo báo cáo nghiên cứu kết cấu thép 2012)
Chủ đề báo cáo: Kiểm tra hiệu quả làm mát của hệ thống phun sương tự động đối với việc bảo vệ kết cấu thép (không cần bảo vệ bởi vật liệu chống cháy)
Thí nghiệm sử dụng nguồn cháy dưới kết cấu thép và ghi nhận mức nhiệt độ trong suốt quá trình kiểm tra. Kết quả đối với kết cấu được bảo vệ bởi hệ thống phun sương tự động thì nhiệt độ kết cấu thép gia tăng đến 200 °C sau đó giảm nhanh. Giới hạn chịu lửa của hệ thống đạt được R90.
The aim was to study the possible fire resistance rating to the system and according to the research results; fire rating of R90 was accomplished.
KẾT LUẬN:
Dựa theo tài liệu FM Datasheet 07-79 Fire Protection For Gas Turbines And Electric Generators và các dẫn chứng tiêu chuẩn và một số thực tiễn áp dụng trên thế giới. Việc sử dụng giải pháp đầu phun sprinkler nhằm thay thế cho giải pháp bọc bảo vệ chống cháy kết cấu thép là có cơ sở và được thế giới áp dụng. Kính xin cục PCCC đồng ý cho việc áp dụng giải pháp bố trí sprinkler tự động để thay thế cho việc bọc bảo vệ chống cháy cho các kết cấu thép chịu lực của công trình.
