Sistema de névoa de água de alta pressão
Introdução
Princípio da névoa de água
Water Mist é definido na NFPA 750 como um spray de água para o qual o Dv0,99, para a distribuição volumétrica cumulativa ponderada pelo fluxo de gotas de água, é inferior a 1.000 mícrons na pressão operacional mínima de projeto do bocal de névoa de água. O sistema de névoa de água funciona em alta pressão para fornecer água como uma névoa fina atomizada. Essa névoa é rapidamente convertida em vapor que abafa o fogo e impede que mais oxigênio chegue até ele. Ao mesmo tempo, a evaporação cria um efeito de resfriamento significativo.
A água tem excelentes propriedades de absorção de calor, absorvendo 378 KJ/Kg. e 2.257 KJ/Kg. para converter em vapor, além de uma expansão de aproximadamente 1700:1 ao fazer isso. Para explorar estas propriedades, a área superficial das gotas de água deve ser otimizada e o seu tempo de trânsito (antes de atingir as superfícies) maximizado. Ao fazê-lo, a supressão de incêndios com chamas superficiais pode ser conseguida através de uma combinação de
1.Extração de calor do fogo e combustível
2.Redução de oxigênio por sufocamento de vapor na frente da chama
3.Bloqueio da transferência de calor radiante
4.Resfriamento de gases de combustão
Para que um incêndio sobreviva, depende da presença dos três elementos do “triângulo do fogo”: oxigénio, calor e material combustível. A remoção de qualquer um destes elementos extinguirá o incêndio. Um sistema de névoa de água de alta pressão vai além. Ataca dois elementos do triângulo do fogo: oxigênio e calor.
As gotículas muito pequenas em um sistema de névoa de água de alta pressão absorvem rapidamente tanta energia que as gotículas evaporam e se transformam de água em vapor, devido à grande área superficial em relação à pequena massa de água. Isto significa que cada gota irá expandir-se aproximadamente 1700 vezes, ao aproximar-se do material combustível, pelo que o oxigénio e os gases combustíveis serão deslocados do fogo, o que significa que o processo de combustão irá cada vez mais carecer de oxigénio.
Para combater um incêndio, um sistema tradicional de sprinklers espalha gotas de água sobre uma determinada área, que absorve o calor para resfriar o ambiente. Devido ao seu grande tamanho e superfície relativamente pequena, a maior parte das gotículas não absorve energia suficiente para evaporar e cai rapidamente no chão como água. O resultado é um efeito de resfriamento limitado.
Por outro lado, a névoa de água de alta pressão consiste em gotículas muito pequenas, que caem mais lentamente. As gotículas de névoa de água possuem uma grande área superficial em relação à sua massa e, durante sua descida lenta em direção ao solo, absorvem muito mais energia. Uma grande quantidade de água seguirá a linha de saturação e evaporará, o que significa que a névoa de água absorve muito mais energia do ambiente e, portanto, do fogo.
É por isso que a névoa de água de alta pressão esfria com mais eficiência por litro de água: até sete vezes melhor do que pode ser obtido com um litro de água usado em um sistema de sprinklers tradicional.
Introdução
Princípio da névoa de água
Water Mist é definido na NFPA 750 como um spray de água para o qual o Dv0,99, para a distribuição volumétrica cumulativa ponderada pelo fluxo de gotas de água, é inferior a 1.000 mícrons na pressão operacional mínima de projeto do bocal de névoa de água. O sistema de névoa de água funciona em alta pressão para fornecer água como uma névoa fina atomizada. Essa névoa é rapidamente convertida em vapor que abafa o fogo e impede que mais oxigênio chegue até ele. Ao mesmo tempo, a evaporação cria um efeito de resfriamento significativo.
A água tem excelentes propriedades de absorção de calor, absorvendo 378 KJ/Kg. e 2.257 KJ/Kg. para converter em vapor, além de uma expansão de aproximadamente 1700:1 ao fazer isso. Para explorar estas propriedades, a área superficial das gotas de água deve ser otimizada e o seu tempo de trânsito (antes de atingir as superfícies) maximizado. Ao fazê-lo, a supressão de incêndios com chamas superficiais pode ser conseguida através de uma combinação de
1.Extração de calor do fogo e combustível
2.Redução de oxigênio por sufocamento de vapor na frente da chama
3.Bloqueio da transferência de calor radiante
4.Resfriamento de gases de combustão
Para que um incêndio sobreviva, depende da presença dos três elementos do “triângulo do fogo”: oxigénio, calor e material combustível. A remoção de qualquer um destes elementos extinguirá o incêndio. Um sistema de névoa de água de alta pressão vai além. Ataca dois elementos do triângulo do fogo: oxigênio e calor.
As gotículas muito pequenas em um sistema de névoa de água de alta pressão absorvem rapidamente tanta energia que as gotículas evaporam e se transformam de água em vapor, devido à grande área superficial em relação à pequena massa de água. Isto significa que cada gota irá expandir-se aproximadamente 1700 vezes, ao aproximar-se do material combustível, pelo que o oxigénio e os gases combustíveis serão deslocados do fogo, o que significa que o processo de combustão irá cada vez mais carecer de oxigénio.
Para combater um incêndio, um sistema tradicional de sprinklers espalha gotas de água sobre uma determinada área, que absorve o calor para resfriar o ambiente. Devido ao seu grande tamanho e superfície relativamente pequena, a maior parte das gotículas não absorve energia suficiente para evaporar e cai rapidamente no chão como água. O resultado é um efeito de resfriamento limitado.
Por outro lado, a névoa de água de alta pressão consiste em gotículas muito pequenas, que caem mais lentamente. As gotículas de névoa de água possuem uma grande área superficial em relação à sua massa e, durante sua descida lenta em direção ao solo, absorvem muito mais energia. Uma grande quantidade de água seguirá a linha de saturação e evaporará, o que significa que a névoa de água absorve muito mais energia do ambiente e, portanto, do fogo.
É por isso que a névoa de água de alta pressão esfria com mais eficiência por litro de água: até sete vezes melhor do que pode ser obtido com um litro de água usado em um sistema de sprinklers tradicional.
1.3 Introdução ao sistema de névoa de água de alta pressão
O sistema de névoa de água de alta pressão é um sistema exclusivo de combate a incêndios. A água é forçada através de micro bocais a uma pressão muito alta para criar uma névoa de água com a distribuição de tamanho de gota mais eficaz no combate a incêndios. Os efeitos extintores proporcionam ótima proteção por resfriamento, devido à absorção de calor, e inertização devido à expansão da água em aproximadamente 1.700 vezes quando ela evapora.
1.3.1 O componente principal
Bicos de névoa de água especialmente projetados
Os bicos de névoa de água de alta pressão são baseados na técnica dos exclusivos Micro bicos. Devido à sua forma especial, a água ganha forte movimento rotativo na câmara de turbulência e é rapidamente transformada em uma névoa de água que é lançada no fogo em grande velocidade. O grande ângulo de pulverização e o padrão de pulverização dos micro bicos permitem um espaçamento elevado.
As gotas formadas nas cabeças dos bicos são criadas usando entre 100-120 bar de pressão.
Após uma série de testes intensivos de incêndio, bem como testes mecânicos e de materiais, os bicos são feitos especialmente para névoa de água de alta pressão. Todos os testes são realizados por laboratórios independentes para que até mesmo as exigências mais rigorosas do offshore sejam atendidas.
Projeto da bomba
A pesquisa intensiva levou à criação da bomba de alta pressão mais leve e compacta do mundo. As bombas são bombas de pistão multiaxial fabricadas em aço inoxidável resistente à corrosão. O design exclusivo utiliza água como lubrificante, o que significa que não são necessárias manutenções de rotina e substituição de lubrificantes. A bomba é protegida por patentes internacionais e é amplamente utilizada nos mais diversos segmentos. As bombas oferecem até 95% de eficiência energética e baixíssima pulsação, reduzindo assim o ruído.
Válvulas altamente à prova de corrosão
As válvulas de alta pressão são feitas de aço inoxidável e são altamente resistentes à corrosão e à sujeira. O design do bloco coletor torna as válvulas muito compactas, o que as torna muito fáceis de instalar e operar.
1.3.2 Benefícios do sistema de névoa de água de alta pressão
Os benefícios do sistema de névoa de água de alta pressão são imensos. Controlando/apagando o incêndio em segundos, sem utilização de quaisquer aditivos químicos e com um consumo mínimo de água e quase nenhum dano causado pela água, é um dos sistemas de combate a incêndios mais ecológicos e eficientes disponíveis, sendo totalmente seguro para o ser humano.
Uso mínimo de água
• Danos limitados causados pela água
• Danos mínimos no caso improvável de ativação acidental
• Menos necessidade de um sistema de pré-ação
• Uma vantagem onde existe a obrigação de captar água
• Um reservatório raramente é necessário
• Proteção local proporcionando combate a incêndio mais rápido
• Menos tempo de inatividade devido a poucos danos causados por fogo e água
• Risco reduzido de perda de participação de mercado, já que a produção volta a funcionar rapidamente
• Eficiente – também para combater incêndios petrolíferos
• Contas ou impostos mais baixos sobre abastecimento de água
Pequenos tubos de aço inoxidável
• Fácil de instalar
• Fácil de manusear
• Livre de manutenção
• Design atraente para fácil incorporação
• Alta qualidade
• Alta durabilidade
• Econômico em trabalho por peça
• Encaixe de pressão para instalação rápida
• Fácil de encontrar espaço para tubos
• Fácil de reformar
• Fácil de dobrar
• Poucos acessórios necessários
Bicos
• A capacidade de resfriamento permite a instalação de uma janela de vidro na porta corta-fogo
• Alto espaçamento
• Poucos bicos – arquitetonicamente atraentes
• Resfriamento eficiente
• Resfriamento de janelas – permite a compra de vidro mais barato
• Tempo de instalação curto
• Design estético
1.3.3 Padrões
1. NFPA 750 – edição 2010
2 Descrição e componentes do SISTEMA
2.1 Introdução
O sistema HPWM consistirá de vários bicos conectados por tubulação de aço inoxidável a uma fonte de água de alta pressão (unidades de bombeamento).
2.2 Bicos
Os bicos HPWM são dispositivos de engenharia de precisão, projetados dependendo da aplicação do sistema para fornecer uma descarga de névoa de água de uma forma que garanta a supressão, controle ou extinção de incêndio.
2.3 Válvulas de seção – Sistema de bico aberto
As válvulas de seção são fornecidas ao sistema de combate a incêndio com névoa de água para separar as seções de incêndio individuais.
As válvulas de seção fabricadas em aço inoxidável para cada uma das seções a serem protegidas são fornecidas para instalação no sistema de tubulação. A válvula de seção normalmente é fechada e aberta quando o sistema de extinção de incêndio opera.
Um arranjo de válvula de seção pode ser agrupado em um coletor comum e, em seguida, a tubulação individual para os respectivos bicos é instalada. As válvulas de seção também podem ser fornecidas soltas para instalação no sistema de tubulação em locais adequados.
As válvulas de seção devem estar localizadas fora das salas protegidas, a menos que tal seja ditado por normas, regras ou autoridades nacionais.
O dimensionamento das válvulas de seção é baseado na capacidade projetada de cada seção individual.
As válvulas de seção do sistema são fornecidas como uma válvula motorizada operada eletricamente. As válvulas de seção operadas motorizadas normalmente requerem um sinal de 230 VCA para operação.
A válvula é pré-montada junto com um pressostato e válvulas de isolamento. A opção de monitorar as válvulas de isolamento também está disponível junto com outras variantes.
2.4Bombearunidade
A unidade de bomba operará normalmente entre 100 bar e 140 bar com vazões de bomba única variando de 100l/min. Os sistemas de bomba podem utilizar uma ou mais unidades de bomba conectadas através de um coletor ao sistema de névoa de água para atender aos requisitos de projeto do sistema.
2.4.1 Bombas elétricas
Quando o sistema estiver ativado, apenas uma bomba será iniciada. Para sistemas que incorporam mais de uma bomba, as bombas serão iniciadas sequencialmente. Caso a vazão aumente devido à abertura de mais bicos; as bombas adicionais serão iniciadas automaticamente. Somente funcionarão quantas bombas forem necessárias para manter o fluxo e a pressão operacional constantes com o projeto do sistema. O sistema de névoa de água de alta pressão permanece ativado até que pessoal qualificado ou os bombeiros desliguem manualmente o sistema.
Unidade de bomba padrão
A unidade da bomba é um pacote único combinado montado em skid composto pelos seguintes conjuntos:
| Unidade de filtro | Tanque tampão (depende da pressão de entrada e do tipo de bomba) |
| Transbordamento de tanque e medição de nível | Entrada do tanque |
| Tubo de retorno (pode com vantagem ser conduzido à saída) | Coletor de entrada |
| Coletor de linha de sucção | Unidade(s) de bomba HP |
| Motor(es) elétrico(s) | Coletor de pressão |
| Bomba piloto | Painel de controle |
2.4.2Painel da unidade de bomba
O painel de controle da partida do motor é montado como padrão na unidade da bomba.
Fonte de alimentação comum como padrão: 3x400V, 50 Hz.
A(s) bomba(s) são ligadas diretamente em linha como padrão. A partida partida-triângulo, a partida suave e a partida do conversor de frequência podem ser fornecidas como opções se for necessária uma corrente de partida reduzida.
Se a unidade de bombeamento for composta por mais de uma bomba, foi introduzido um controle de tempo para acoplamento gradual das bombas para obter uma carga mínima de partida.
O painel de controle possui acabamento padrão RAL 7032 com classificação de proteção de entrada IP54.
O arranque das bombas é conseguido da seguinte forma:
Sistemas secos – A partir de um contato de sinal sem tensão fornecido no painel de controle do sistema de detecção de incêndio.
Sistemas úmidos – A partir de uma queda de pressão no sistema, monitorada pelo painel de controle do motor da unidade de bombeamento.
Sistema de pré-ação – Precisa de indicações de queda na pressão do ar no sistema e de um contato de sinal sem tensão fornecido no painel de controle do sistema de detecção de incêndio.
2.5Informações, tabelas e desenhos
2.5.1 Bocal
Deve-se tomar cuidado especial para evitar obstruções ao projetar sistemas de névoa de água, especialmente ao usar bicos de baixo fluxo e gotículas pequenas, pois seu desempenho será afetado adversamente por obstruções. Isto ocorre principalmente porque a densidade do fluxo é alcançada (com esses bicos) pela turbulência do ar dentro da sala, permitindo que a névoa se espalhe uniformemente dentro do espaço - se houver uma obstrução, a névoa não será capaz de atingir sua densidade de fluxo dentro da sala. pois se transformará em gotas maiores quando se condensar na obstrução e pingar, em vez de se espalhar uniformemente no espaço.
O tamanho e a distância até as obstruções dependem do tipo de bico. As informações podem ser encontradas nas fichas técnicas do bico específico.
Fig 2.1 Bocal
2.5.2 Unidade de bomba
| Tipo | Saída l/min | Poder KW | Unidade de bomba padrão com painel de controle C x L x A mm | Oulet milímetros | Peso da unidade da bomba kg aprox. |
| XSWB 100/12 | 100 | 30 | 1960×430×1600 | Ø42 | 1200 |
| XSWB 200/12 | 200 | 60 | 2360×830×1600 | Ø42 | 1380 |
| XSWB 300/12 | 300 | 90 | 2360×830×1800 | Ø42 | 1560 |
| XSWB 400/12 | 400 | 120 | 2760×1120×1950 | Ø60 | 1800 |
| XSWB 500/12 | 500 | 150 | 2760×1120×1950 | Ø60 | 1980 |
| XSWB 600/12 | 600 | 180 | 3160×1230×1950 | Ø60 | 2160 |
| XSWB 700/12 | 700 | 210 | 3160×1230×1950 | Ø60 | 2340 |
Potência: 3 x 400 VCA 50 Hz 1480 rpm.
Fig 2.2 Unidade de Bomba
2.5.3 Conjuntos de válvulas padrão
Os conjuntos de válvula padrão são indicados abaixo da Figura 3.3.
Este conjunto de válvula é recomendado para sistemas multiseção alimentados pelo mesmo abastecimento de água. Esta configuração permitirá que outras seções permaneçam operacionais enquanto a manutenção é realizada em uma seção.
Fig 2.3 – Conjunto de válvula de seção padrão – Sistema de tubulação seca com bicos abertos
