جزئیات پروژه

تصویب نشده فرم RFP رویداد صنعتیار
بازنگری: 15/04/1405
رویدادهای فناورانه
سرای نوآوری اتاق بازرگانی اصفهان و دانشگاه

1- عنوان پروژه / نیاز فناورانه
طراحی سیستم اطفا حریق برای انبار روباز علوفه (کاه و یونجه ) یک واحد گاوداری شیری

تلفن شرکت:
نام شرکت:
حوزه فعالیت و نوع محصولات: تعداد پرسنل:
:آدرس سایت

2- شرح مسئله :
موضوع این پروژه، ارائه یک راهکار مهندسی و طراحی سیستم اطفاء حریق برای یک سایت ذخیره‌سازی علوفه در فضای کاملاً باز (Open-Air Storage) به مساحت ۳۰,۰۰۰ مترمربع (۳ هکتار) است. محل ذخیره‌سازی شامل ۶ عدد پشته (نوار) علوفه (کاه و یونجه) با ابعاد ۱۰۰×۲۲ متر می‌باشد که در هر نوار ۱۰۰۰ تن علوفه با ارتفاع ۵ متر به صورت متراکم و فشرده ذخیره‌سازی شده است. جانمایی این پشته‌ها در نقشه به صورت شطرنجی و با مسیرهای دسترسی مشخص بین آن‌ها طراحی شده است.

توضیح: شرح مختصری از مسئله مورد نظر خود طبق سرفصل های زیر ارائه دهید.
شرح کلی مسئله (در این قسمت مسئله و نیاز خود را تشریح نمائید)

چالش اول (عدم وجود سقف و سازه نگهدارنده): زیرساخت موجود در این سایت فاقد هرگونه سازه سقفی یا خرپای فلزی جهت نصب سیستم‌های اطفاء حریق معمول (اسپرینکلرهای سقفی) می‌باشد. لذا طراح می‌بایست سیستمی را پیشنهاد دهد که در آن نازل‌ها و تجهیزات توزیع آب، مستقیماً بر روی زمین، در مسیرهای بین توده‌ها یا بر روی برجک‌ها/پایه‌های فولادی مستقر شوند.
· چالش دوم (موضوع لوله‌کشی محیطی در فضای باز): با توجه به اینکه ۶ پشته بزرگ در یک فضای ۳ هکتاری پراکنده هستند، انجام لوله‌کشی به صورت محیطی (Perimeter) در اطراف کل سایت، طول شبکه لوله‌کشی را تا چندین کیلومتر افزایش داده و موجب افت فشار شدید (Head Loss) در سیستم پمپاژ خواهد شد که تامین فشار عملیاتی نازل‌های انتهایی را غیرممکن می‌سازد.
· چالش سوم (نفوذ آب به عمق و ارتفاع ۵ متری پشته‌ها): موضوع کلیدی، ارتفاع ۵ متری توده‌های علوفه است. اگر صرفاً از خط مرکزی بین توده‌ها و انشعاب‌گیری با نازل‌های معمولی استفاده شود، به دلیل فاصله ۱۱ متری تا مرکز پشته و ارتفاع ۵ متری، بُرد پاشش نازل‌ها هرگز قادر نخواهد بود سطح توده را به طور کامل پوشش دهد و به مرکز آن نفوذ کند. هدف اصلی RFP، دستیابی به یک راهکار هوشمند در جانمایی شبکه لوله‌کشی (برای کاهش طول لوله) و استفاده از نازل‌های پرتابل با بُرد بالا یا برجک‌های فواره‌ای است تا بتوان با مهندسی دقیق جریان سیال، تمام نقاط توده‌ها را پوشش داد.

چرایی نیاز: (در این قسمت می بایست عللی که منجر به بروز این مسئله و نیز احساس نیاز متقاضی برای دریافت این فناوری خاص شده است بیان شود )

تحلیل ترمودینامیکی و نرخ آزادسازی حرارت (HRR) در علوفه:
علوفه خشک (کاه و یونجه) به شدت مستعد خودگرمایی (Self-Heating) و احتراق نفوذی(Smoldering) است. این نوع حریق در ابتدا در عمق توده (به دلیل فعالیت میکروبی و تخمیر) آغاز می‌شود و پس از رسیدن به سطح، با آزادسازی حرارت بسیار بالا (HRR بیش از ۱۰۰۰ کیلووات بر متر مربع در حالت شعله‌ور) به آتش سطحی عظیم تبدیل می‌شود. بر اساس استاندارد NFPA 13 و NFPA 230 (استاندارد نگهداری مواد کشاورزی)، انبارهای روباز با این چگالی بار آتش، نیازمند سیستم‌های اطفاء هستند که بتوانند چگالی تخلیه (Design Density) حداقل ۰.۳ تا ۰.۴ لیتر بر ثانیه در هر مترمربع از سطح پشته را فراهم کنند تا بتوانند لایه مرزی هوا را شکسته و آب را وارد بافت علوفه کنند.

پیشینه مسئله و مفاهیم علمی مرتبط با مسئله: ( در این قسمت در رابطه با مفاهیم و تئوری هایی که حول این نیاز وجود دارد، توضیحاتی داده شود.)
تغییر مکانیزم خیس‌کنندگی: در فضای باز، آب به دلیل عدم وجود سقف، تحت تأثیر باد قرار می‌گیرد. لذا طرح پیشنهادی باید بر اساس تحلیل دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) و شبیه‌سازی الگوی باد در سایت، نازل‌هایی با زاویه پاشش همه‌جانبه (۳۶۰ درجه) یا نازل‌های متمرکز (Jet Sprinklers) که روی برجک‌های فلزی بلند نصب می‌شوند را جانمایی کند.
· تزریق ماده ترکننده (Wetting Agent): استفاده از آب خالص برای خاموش کردن آتش در عمق علوفه بسیار ناکارآمد است (آب دارای کشش سطحی بالاست و نمی‌تواند به سرعت در سلولز نفوذ کند). سیستم نیازمند یک ایستگاه تزریق اتوماتیک ماده ترکننده (مواد کاهنده کشش سطحی یا فوم کلاس A) است تا آب را از حالت قطرات کروی به حالت لایه‌های نازک (Films) درآورده و نفوذپذیری آن را تا ۵۰ درصد افزایش دهد.
· شیرآلات نواحی منطقه‌ای (Zone Control): با توجه به پراکندگی ۶ پشته در مساحت ۳۰,۰۰۰ متر مربع، سیستم باید به ۶ ناحیه مستقل (برای هر پشته) تقسیم‌بندی شود تا در هنگام وقوع حریق در یک پشته، پمپ‌ها با حداکثر فشار و دبی، آب را فقط به سمت همان ناحیه هدایت کنند و از هدررفت آب در کل شبکه جلوگیری شود.

3- حوزه تخصصی مسئله ( تخصص هایی که درگیر می شوند)

· مهندسی مکانیک (گرایش تبدیل انرژی و سیالات): طراحی شبکه هیدرولیک با کاهش افت فشار، محاسبات قطر لوله‌ها و تعیین هد (Head) و دبی (Flow) پمپ‌ها در شرایط بدترین سناریوی حریق.
· مهندسی آتش‌نشانی و ایمنی (Fire Protection): رعایت الزامات NFPA و مبحث سوم مقررات ملی ساختمان در حوزه انبارهای روباز مواد کشاورزی و راهکارهای اطفاء بدون سقف.
· مهندسی سازه و عمران: طراحی و محاسبات استحکام برجک‌ها و پایه‌های فولادی برای نصب نازل‌ها در ارتفاع مناسب (با در نظر گرفتن نیروی واکنش جت آب در زمان تخلیه).
· مهندسی برق و ابزار دقیق: طراحی و انتخاب سنسورهای خطی حرارتی (Linear Heat Detection – LHD) و دوربین‌های ترموگرافی مادون قرمز برای نصب در فضای باز جهت تشخیص به موقع حرارت در سطح علوفه و استارت خودکار سیستم (چون در فضای باز، دود به سرعت پراکنده می‌شود و سنسورهای دود معمولی کارایی ندارند).

4- حوزه کاربرد مسئله

صنعت کشاورزی و دامپروری (گاوداری‌های صنعتی بزرگ).
· انبارهای روباز و فضای استقرار توده‌های محصولات کشاورزی و علوفه‌ای با حجم بالا (Silage & Hay Stacks).
· سیستم‌های اطفاء حریق مبتنی بر آب و فوم/ترکننده در فضاهای بدون سقف (Open-air fire suppression systems).

5- ویژگیها و خروجیهایی که روش یا فناوری مورد درخواست می باید داشته باشد ( به طور جزئی تشریح شود)

خروجی‌های فنی و اجرایی پروژه باید موارد زیر را شامل شود:
۱. نقشه‌های جانمایی اجرایی (Layout & As-Built): جانمایی دقیق برجک‌های اطفاء حریق، نازل‌های فواره‌ای و مسیر لوله‌کشی مدفون یا زمینی بین ۶ پشته، به نحوی که فاصله پاشش آب تا دورترین نقطه هر پشته حداکثر ۱۵-۱۶ متر باشد.
۲. گزارش شبیه‌سازی هیدرولیک و CFD (Hydraulic & CFD Report): ارائه یک گزارش نرم‌افزاری (با نرم‌افزارهای معتبر مانند PipeNet یا FDS (Fire Dynamics Simulator)) که اثبات کند سیستم شبکه‌ای خط مرکزی به‌همراه برجک‌ها می‌تواند در هر پشته ۱۰۰۰ تنی، دبی آب مورد نیاز برای خنک‌سازی و اطفاء کامل را در زمان استاندارد (کمتر از ۳۰ ثانیه) تأمین کند.
۳. مشخصات فنی تجهیزات (Technical Specifications): ارائه دیتاشیت کامل نازل‌های معرفی‌شده با مشخصات فشار عملیاتی (حداقل ۷ تا ۱۰ بار)، نرخ تخلیه (Flow Rate) و الگوی پاشش مخروطی یا ۳۶۰ درجه.
4.طراحی سیستم پمپاژ و مخزن ذخیره آب: محاسبه حجم مخزن طبق استاندارد NFPA برای حداقل ۶۰ دقیقه عملیات اطفاء در بدترین حالت (حریق در دو پشته هم‌زمان)، همراه با پمپ‌های دیزلی و الکتریکی با سیستم Jockey Pump جهت حفظ فشار خط در حالت آماده‌باش.
۵. سیستم تزریق اتوماتیک ماده ترکننده (Foam/Wetting Agent Skid): ارائه یک سیستم اسکید اختصاصی برای تزریق ماده خیس‌کننده به خط آب، که به صورت هم‌زمان با باز شدن شیرآلات زون فعال شود.
۶. سیستم اعلام حریق هوشمند (Smart Fire Alarm System): به دلیل باز بودن فضای سایت، جایگزینی سنسورهای دود با سنسورهای تشخیص حرارت خطی و دوربین‌های ترموویژن که قابلیت اتصال به سامانه مرکزی (PLC) و هشدار اولیه قبل از شعله‌ور شدن کامل را داشته باشند.
).

6- از بعد اقتصادی و مالی رفع مسئله / فناوری مورد درخواست تا چه میزان هزینه ای مقرون به صرفه تلقی خواهد شد؟

با توجه به فضای باز و عدم نیاز به سازه فلزی سقف، هزینه‌های فولادی این پروژه در مقایسه با انبارهای سرپوشیده به شدت کاهش می‌یابد. سرمایه‌گذاری اولیه (CAPEX) در این طرح بر پایه طراحی بهینه و حذف لوله‌کشی‌های غیرضرورِ محیطی، باید حداقل ۲۵ درصد نسبت به طراحی خطی ساده صرفه‌جویی داشته باشد. از سوی دیگر، با پیشگیری از بروز یک حریق بزرگ (که ارزش ریالی علوفه درون این ۶ نوار بالغ بر چند ده میلیارد تومان است)، بازگشت سرمایه (ROI) این پروژه در همان سال اول بهره‌برداری محقق خواهد شد. هزینه‌های جاری (OPEX) نیز با استفاده از سیستم پمپاژ بهینه (اینورتر) و آب به‌همراه ماده ترکننده مقرون‌به‌صرفه، در کمترین سطح نگهداری خواهد شد.

7- پیش بینی مدت زمان لازم برای پروژه (ماه) : 2….. ماه

8- تاریخ احتمالی شروع پروژه: .15../6…/…….. 1405
9- موارد مورد نظر برای ارائه در پروپوزال ها
(توضیح: در این قسمت با توجه به نوع درخواست، مواردی که به لحاظ فنی و اقتصادی و اجرایی مورد نظر شماست تا توسط پیشنهاددهندگان در پروپوزال خود درج کنند را اعلام نمایید)

پیشنهاد فنی: ارائه حداقل دو سناریوی مختلف برای جانمایی لوله‌کشی (۱- سیستم برجک‌های متمرکز، ۲- سیستم خطوط آتش‌نشانی متحرک/نیمه‌ثابت) و مقایسه فنی و اقتصادی آن‌ها.
۲. پیشینه اجرایی: ارائه مستندات و تصاویر واقعی از اجرای سیستم‌های اطفاء حریق در انبارهای روباز کشاورزی با حجم بیش از ۱۰۰۰ تن.
۳. تست میدانی پیش‌فرض (Mock-up Test): تعهد پیمانکار به نصب یک پایه‌نمونه و تست پاشش آب در محل (قبل از اجرای کامل)، جهت اثبات نفوذپذیری آب در ارتفاع ۵ متری توده علوفه (با شبیه‌سازی باد و بدون سقف).
۴. ضمانت و خدمات پس از فروش: ارائه گارانتی برای تجهیزات هیدرولیک و الکترونیک و خدمات پس از فروش و تامین قطعات یدکی پمپ‌ها و نازل‌ها.
۵. آموزش و مستندات: ارائه دوره‌های آموزشی کامل برای اپراتورهای گاوداری و تیم آتش‌نشانی محلی جهت نحوه راه‌اندازی اضطراری سیستم و رفع عیوب اولیه (Troubleshooting).