陳勝明

(東方電氣股份有限公司工程分公司, 四川成都 610036)

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發(fā)電廠集控樓區(qū)域火災(zāi)報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)設(shè)計

陳勝明

(東方電氣股份有限公司工程分公司, 四川成都 610036)

在各種災(zāi)害中，火災(zāi)是經(jīng)常、普遍地威脅公眾安全和社會發(fā)展的主要災(zāi)害之一，其造成的經(jīng)濟損失也是非常大的。因此，對于火力發(fā)電廠而言，如何盡早的發(fā)現(xiàn)火災(zāi)以及迅速有效地進行滅火成了問題的關(guān)鍵?；馂?zāi)報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)很好的解決了這個問題。文章以發(fā)電廠集控樓區(qū)域為例，闡述了火災(zāi)報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)設(shè)計?；馂?zāi)自報警系統(tǒng)可以在第一時間發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，并通知人們；消防聯(lián)動控制系統(tǒng)會聯(lián)動相關(guān)設(shè)備來阻止火災(zāi)的蔓延以及滅火工作。

火災(zāi)； 火災(zāi)探測器； 自動報警

在各種災(zāi)害中，火災(zāi)是經(jīng)常、普遍地威脅公眾安全和社會發(fā)展的主要災(zāi)害之一，其造成的經(jīng)濟損失也是非常大的。發(fā)電廠在社會發(fā)展中起到舉足輕重的作用，一旦發(fā)生火災(zāi)，所造成的經(jīng)濟損失和社會影響是巨大的。

因此，對于火力發(fā)電廠而言，如何盡早的發(fā)現(xiàn)火災(zāi)以及迅速有效地進行滅火成了問題的關(guān)鍵?；馂?zāi)報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)很好的解決了這個問題?；馂?zāi)自報警系統(tǒng)可以在第一時間發(fā)現(xiàn)火災(zāi)并通知人們；消防聯(lián)動控制系統(tǒng)會聯(lián)動相關(guān)設(shè)備來阻止火災(zāi)的蔓延以及滅火工作。

1 火災(zāi)報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史

火災(zāi)報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)發(fā)展到今天已經(jīng)有兩百多年的歷史了。在初期系統(tǒng)的集成度不是很高，而火災(zāi)探測器以感溫火災(zāi)探測器為主。后來發(fā)現(xiàn)這種探測器的靈敏度比較低，不能迅速有效地起到報警的作用，于是又發(fā)明了感煙火災(zāi)探測器。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的出現(xiàn)，火災(zāi)報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)集成化越來越高，總線制系統(tǒng)開始出現(xiàn)，它的出現(xiàn)使火災(zāi)報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)有了很大的飛躍[1]。

1.1 國內(nèi)外火災(zāi)報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)的發(fā)展情況

1.1.1 火災(zāi)報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)在國外的發(fā)展情況

在國外一些發(fā)達的國家，火災(zāi)報警很早就占有重要的地位。這些國家深知火災(zāi)帶來危害的嚴重性，所以制定了一系列的防火規(guī)范。這些規(guī)范涉及各種場所并隨著時間的推移不斷完善，與此同時每年還投入大量的人力物力研究開發(fā)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，火災(zāi)自動報警系統(tǒng)越來越智能化、集中化[16-18]。

1.1.2 火災(zāi)報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)在國內(nèi)的發(fā)展情況

火災(zāi)自動報警系統(tǒng)在國內(nèi)的發(fā)展起步較晚。最早，國內(nèi)一些生產(chǎn)廠家只是單純的模仿國外的產(chǎn)品。隨著國家經(jīng)濟實力的快速發(fā)展，人們意識到火災(zāi)報警的重要性，于是借鑒國外幾十年的先進經(jīng)驗，制定了一系列防火規(guī)范，并派遣技術(shù)人員到國外深造學(xué)習(xí)?，F(xiàn)在國內(nèi)一些自主創(chuàng)新產(chǎn)品受到了國內(nèi)外人士的青睞，在國際市場也能占有一席之地。

2 火災(zāi)報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)的組成及工作原理

2.1 火災(zāi)報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)的組成

火災(zāi)報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)由火災(zāi)自動報警系統(tǒng)和消防聯(lián)動控制系統(tǒng)兩部分組成。

2.2 火災(zāi)報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)的工作原理

當有火災(zāi)發(fā)生時，安裝在保護區(qū)內(nèi)的火災(zāi)探測器會發(fā)出報警信號給火災(zāi)報警控制器，火災(zāi)報警控制器根據(jù)接收到的報警信號讀取火災(zāi)探測器的地址碼來確定發(fā)生火災(zāi)的區(qū)域，并啟動相應(yīng)區(qū)域的警報裝置來警告人們火災(zāi)的發(fā)生，同時還會聯(lián)動消防聯(lián)動控制系統(tǒng)防止火災(zāi)煙霧的蔓延[2-3]。

2.3 火災(zāi)報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)主要設(shè)備

2.3.1 火災(zāi)探測器

2.3.1.1 智能感煙探測器

智能感煙探測器為可尋址探測器，可進行不同的靈敏度設(shè)置以適應(yīng)不同的環(huán)境。能對多種火源做出快速可靠的反應(yīng)。

2.3.1.2 智能感溫探測器

智能感溫探測器為可尋址探測器，可以向消防人員提供火災(zāi)的準確位置。該系列探測器采用創(chuàng)新的溫度傳感技術(shù)，可定溫報警。

2.3.1.3 數(shù)字式線型感溫探測器

數(shù)字式線型感溫探測器的工作原理是純物理性質(zhì)的，即物質(zhì)的熔點、燃點溫度不會隨環(huán)境溫度的變化而變化。依據(jù)固體物質(zhì)在熔點溫度時固體物質(zhì)將被熔化的物理特性為原理，數(shù)字式線型感溫電纜用最簡單的物理原理探測物體溫度升高引起的火災(zāi)，因此數(shù)字式線型感溫探測器不需要進行人為的溫度補償(圖1)。

圖1 數(shù)字式線型感溫探測器結(jié)構(gòu)

2.3.2 火災(zāi)報警控制器

火災(zāi)報警控制器采用美國NOTIFIER公司生產(chǎn)的NFS-3030型火災(zāi)報警控制系統(tǒng)。NFS-3030是一個大容量智能火災(zāi)報警控制器，由于NFS-3030模塊化設(shè)計可按每一個項目需求而配置，所以它在實際應(yīng)用中是最理想的選擇。NFS-3030具有1～10個信號回路(SLC) ，每個回路最多可接159個探測器(光電、感溫、復(fù)合探測器)和159個模塊(干觸點、手動按鈕、、繼電器、警報器)，總共318個可編址器件(圖2)。

圖2 火災(zāi)報警系統(tǒng)

3 火災(zāi)報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)設(shè)計

3.1 工程概述

3.1.1 規(guī)模

本工程規(guī)劃容量為2×600 MW超臨界燃煤發(fā)電機組，根據(jù)系統(tǒng)布置，集控樓為一個報警區(qū)域；在報警區(qū)域獨立設(shè)置區(qū)域報警監(jiān)控盤。

3.1.2 火災(zāi)探測及報警系統(tǒng)的范圍

集控樓報警區(qū)域的探測范圍主要包括：

(1)集控室、工程師室、值長室、1#電子設(shè)備間、熱控檢修間。

(2)保安段、照明段、公用PC及MCC等電氣各配電間。

(3)集控樓電纜橋架。

3.2 系統(tǒng)設(shè)計

3.2.1 集控樓報警區(qū)域的劃分

因為集控樓在火力發(fā)電廠中所占的地位十分重要，所以結(jié)合相關(guān)規(guī)范將集控樓每一層都劃分為一個報警區(qū)域，即如果某一層探測器發(fā)出報警信號，該層的警報裝置將會動作[8-11]。

3.2.2 集控樓火災(zāi)探測區(qū)域的劃分

結(jié)合集控樓的重要性，集控樓各層的每個房間都設(shè)為一個探測區(qū)域。每一層的走廊，樓梯也都設(shè)為一個探測區(qū)域[4-7]。

3.2.3 火災(zāi)報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)

火災(zāi)報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)組成見圖3。

圖3 火災(zāi)報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)

4 火災(zāi)報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)設(shè)備布置

4.1 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)

4.1.1 火災(zāi)探測器

4.1.1.1 智能型感煙探測器、智能型感溫探測器的布置

火災(zāi)探測器根據(jù)電廠特點(如高頻電磁干擾、粉塵積聚、潮濕等)選擇，典型火災(zāi)探測器的設(shè)置數(shù)量應(yīng)遵循火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范和火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計防火規(guī)范的要求。

智能型感煙探測器和智能型感溫探測器均帶有地址，火災(zāi)報警控制器通過回路總線與智能型感煙探測器和智能型感溫探測器相連。當發(fā)生火災(zāi)時，可以通過火災(zāi)報警控制器查看到相應(yīng)動作火災(zāi)探測器的地址來辨別發(fā)生火災(zāi)區(qū)域[12-13]。

4.1.1.2 線型感溫探測器

根據(jù)相關(guān)規(guī)范及電廠本身的特點，對于環(huán)境較差的區(qū)域，如電纜豎井、電纜夾層、電纜橋架等處，宜選擇纜式線型感溫探測器。在集控樓每層電纜橋架區(qū)域，選用數(shù)字式線型感溫探測器進行探測，長度計算見表1。

表1 數(shù)字式線型感溫探測器長度計算

線型感溫探測器的長度 = 托架長×倍率系數(shù)。電纜橋架的寬度在0.8 m左右，所以倍率系數(shù)取1.5，電纜橋架長度為120 m。線型感溫探測器的長度 = 120×1.5=180 m，同時也符合火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范中纜式感溫火災(zāi)探測器的探測區(qū)域的長度不宜超過200 m的要求。電纜橋架為3層結(jié)構(gòu)，所以線型感溫探測器敷設(shè)在橋架上時探測器采取逐層敷設(shè)。這樣敷設(shè)在每層電纜橋架上的線型感溫探測器對應(yīng)不同的輸入模塊。集控樓區(qū)域控制盤可以通過回路總線中輸入模塊設(shè)置的地址號來顯示具體是由哪層電纜橋架產(chǎn)生的報警信號。

4.1.2 手動火災(zāi)報警按鈕的設(shè)置

根據(jù)相關(guān)規(guī)范的要求和集控樓建筑結(jié)構(gòu)的特點，在集控樓各層走廊靠近樓梯處和比較重要的房間門口布置了手動火災(zāi)報警按鈕。手動火災(zāi)報警按鈕選用帶地址型，通過回路總線與火災(zāi)報警控制器相連。

當有火災(zāi)發(fā)生時，正好有人在附近而火災(zāi)探測器還沒有動作的時候，會觸動手動火災(zāi)報警按鈕。這個時候人們會采用附近的便攜式CO2滅火器來進行滅火。所以手動火災(zāi)報警按鈕報警信號可以用來聯(lián)動防排煙設(shè)備及空調(diào)系統(tǒng)。

4.2 消防聯(lián)動控制系統(tǒng)

4.2.1 消防專用電話系統(tǒng)

根據(jù)規(guī)范的要求，在集控樓集控室內(nèi)設(shè)置了消防專用電話系統(tǒng)。當發(fā)生緊急情況時，通過手動火災(zāi)報警按鈕自帶的電話插孔，附近的人可以與集控室的人員進行通話。

4.2.2 火災(zāi)應(yīng)急廣播系統(tǒng)

根據(jù)規(guī)范的要求，在集控樓集控室內(nèi)設(shè)置了火災(zāi)應(yīng)急廣播系統(tǒng)(表2)。在各個樓層走廊等安全通道處布置了吸頂3 W的揚聲器，火災(zāi)應(yīng)急廣播系統(tǒng)通過輸出模塊與揚聲器相連。當發(fā)生火災(zāi)時，火災(zāi)報警控制器接收探測器的報警信號，并聯(lián)動本樓層的輸出模塊使揚聲器發(fā)出警報。當發(fā)生火災(zāi)時，為了便于疏散和減少不必要的混亂，火災(zāi)事故廣播發(fā)出警報不能采用整個大樓火災(zāi)事故廣播系統(tǒng)全部啟動的方式，僅向著火層及其相鄰的上下層進行廣播。其容量不應(yīng)小于火災(zāi)時需同時廣播的范圍內(nèi)火災(zāi)應(yīng)急廣播揚聲器最大容量總和的1.5倍。

表2 集控樓各層揚聲器詳細布置

火災(zāi)應(yīng)急廣播系統(tǒng)功放所需容量為3×1.5×(8+2+5)= 67.5 W。

4.2.3 防排煙設(shè)備及空調(diào)系統(tǒng)消防聯(lián)動控制

火災(zāi)自動報警系統(tǒng)與集控樓的集中空調(diào)系統(tǒng)設(shè)有火災(zāi)報警聯(lián)動接口，聯(lián)動信號為硬接線干接點。當發(fā)生火災(zāi)時，火災(zāi)自動報警系統(tǒng)發(fā)出聯(lián)動信號，自動使該保護區(qū)域的防火閥關(guān)閉，并接收反饋信號。啟動有關(guān)部位的防煙和排煙風(fēng)機、排煙閥。集控樓配有兩臺空調(diào)機組，該系統(tǒng)有關(guān)房間發(fā)生火警時，聯(lián)動停運這兩臺空調(diào)機組。

對于集控樓內(nèi)每個防火罰和排煙閥都配有輸出模塊使其在發(fā)生火災(zāi)時關(guān)閉和開啟，輸入模塊接收反饋信號以確認是否動作。

對于空調(diào)機組的聯(lián)動，因為干接點信號是加到暖通電源回路中，而控制模塊為DC24V供電，為防止施工中發(fā)生電源線接錯導(dǎo)致模塊燒毀以及強弱電分開的原則，用輸出模塊控制中間繼電器來實現(xiàn)輸出干接點信號。通過輸入模塊接收反饋信號以確認空調(diào)機組是否關(guān)閉[14-15]。

5 結(jié)論

(1)火災(zāi)報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)的設(shè)計經(jīng)歷了系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計要求的提出、設(shè)計方案的細化、設(shè)計方案的實施等一系列過程。

(2)論文在對國內(nèi)外消防報警控制系統(tǒng)的分析比較的基礎(chǔ)上，結(jié)合發(fā)電廠實際和對其火災(zāi)報警控制系統(tǒng)的特點及功能要求，設(shè)計了符合消防要求的火災(zāi)報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)。

(3)通過本次發(fā)電廠集控樓區(qū)域火災(zāi)報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)的設(shè)計，使我對相關(guān)規(guī)范和火災(zāi)報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)等有了更深層次的理解。

[1] 楊連武. 火災(zāi)報警及聯(lián)動控制系統(tǒng)施工 [M].北京. 電子工業(yè)出版社，2006：20-22.

[2] 石敬煒，郭樹林.火災(zāi)報警、滅火系統(tǒng)設(shè)計與審核細節(jié)100[M].北京： 化學(xué)工業(yè)出版社，2009：32-35.

[3] 吳龍標，方俊，謝啟源.火災(zāi)探測與信息處理[M].北京: 化學(xué)工業(yè)出版社， 2006：50-65.

[4] 張劍明. 火災(zāi)自動報警與聯(lián)動控制系統(tǒng)[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社，2007：28-32.

[5] 劉鴻國.電氣火災(zāi)預(yù)防檢測技術(shù)[M]. 北京: 中國電力出版社，2007：43-50.

[6] 孫景芝.消防聯(lián)動系統(tǒng)施工[M]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006：20-35.

[7] GBJ 16-87 建筑設(shè)計防火規(guī)范(修訂版)[S].

[8] GB 50116-98 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范[S].

[9] GB 50229-2006 火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計防火規(guī)范[S].

[10] DBJ01-622-2005 吸氣式煙霧探測火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計[S].

[11] GB 50045-95 高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范(修訂版)[S].

[12] 李曉東.漏電火災(zāi)報警系統(tǒng)的電氣設(shè)計[J]. 低溫建筑設(shè)計, 2007(2)：34-35.

[13] 商雨青.智能建筑中的系統(tǒng)集成技術(shù)[J]. 上海電機學(xué)院學(xué)報， 2006, 9(2)： 60-63.

[14] 呂衛(wèi)斌.多種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在火災(zāi)自動報警系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 消防技術(shù)與產(chǎn)品信息, 2007(1)：36-39.

[15] 朱紅偉.“開放式”火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的建設(shè)[J]. 消防技術(shù)與產(chǎn)品信息, 2007(1)：42-44.

[16] Abraham I.Pressman Switching Power Supply Design McGraw-Hill,1999：103-110.

[17] J.V.Vegte. Freeback Control Systems. Prentice-Hall Inc.，1986：57-68.

[18] Lee Thompson,Product Profile：View an advance in smoke detection technology,fire Safety Engineering，1997：35-40.

陳勝明(1982～)，男，碩士，工程師，從事項目管理工作。

TU892

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[定稿日期]2017-03-13