劉煥明，張海峰，羅 楊

(山東?；煞萦邢薰炯儔A廠，山東濰坊 262737)

極早期煙霧報(bào)警系統(tǒng)在海化純堿的應(yīng)用

劉煥明，張海峰，羅 楊

(山東?；煞萦邢薰炯儔A廠，山東濰坊 262737)

極早期煙霧報(bào)警系統(tǒng)近期在山東?；煞萦邢薰炯儔A廠(下稱?；儔A)得到了廣泛使用，本文介紹了極早期煙霧報(bào)警系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)煙霧探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，以及該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則、實(shí)施內(nèi)容、管網(wǎng)布置和功能特點(diǎn)等。

壓縮；極早期；FMST煙霧報(bào)警；功能；應(yīng)用

1 系統(tǒng)投用背景

海化純堿老線壓縮廠房、老線壓縮東南廠房、新線壓縮廠房、新線壓縮新系統(tǒng)廠房使用的主要設(shè)備是汽輪機(jī)、螺桿壓縮機(jī)、真空機(jī)、蒸汽管道、潤(rùn)滑油管路、電纜匯線槽、水管道、CO2其他管道和其他設(shè)施等。以上廠房共兩層，如果廠房?jī)?nèi)壓縮機(jī)滲油、油管泄漏將容易引起火災(zāi)，后果不堪設(shè)想，為及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，保障人的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全，提出在上述廠房?jī)?nèi)安裝極早期煙霧報(bào)警系統(tǒng)及相關(guān)軟件，確保人機(jī)安全，生產(chǎn)穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則及基本思路

FMST空氣采樣極早期煙霧報(bào)警系統(tǒng)作為一種高性能、高尖端的火災(zāi)報(bào)警設(shè)備，是否適合在海化純堿壓縮廠房推廣使用，需針對(duì)其可行性進(jìn)行設(shè)計(jì)原則論證。

2.1 功能上達(dá)到早期報(bào)警

探測(cè)靈敏度高，在火災(zāi)初期不可見(jiàn)煙階段能產(chǎn)生報(bào)警，在一個(gè)防火分區(qū)或一個(gè)自然分區(qū)的空間內(nèi)可以設(shè)置多個(gè)采樣點(diǎn)。

2.2 取代多種探測(cè)器

取消點(diǎn)式感煙探測(cè)器、纜式感溫探測(cè)器、線性紅外對(duì)射探測(cè)器；對(duì)煙霧的探測(cè)由被動(dòng)等待變?yōu)橹鲃?dòng)抽氣(時(shí)時(shí)刻刻不停地抽取保護(hù)區(qū)內(nèi)的空氣樣品，進(jìn)行分析判斷)，同時(shí)在使用功能上超過(guò)原有的探測(cè)裝置。

1)取代點(diǎn)式感煙探測(cè)器

普通點(diǎn)式感煙探測(cè)器探測(cè)靈敏度在3%～5%減光率/m之間，一般現(xiàn)場(chǎng)不可調(diào)整；FMST主機(jī)的探測(cè)探測(cè)靈敏度范圍在0.005%～25%之間，并且連續(xù)可調(diào)。

無(wú)論是離子感煙探測(cè)器還是光電感煙探測(cè)器，均對(duì)一些物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的煙霧顆粒具有不敏感性，而FMST對(duì)幾乎所有的物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的煙霧顆粒均能做到敏感地探測(cè)。

2)取代纜式感溫探測(cè)器

纜式感溫探測(cè)器對(duì)電纜的防護(hù)必須是與電纜有效地接觸，同時(shí)電纜必須達(dá)到一定的溫度后才能實(shí)現(xiàn)報(bào)警。

實(shí)際使用過(guò)程中，如果要增加或減少電纜可能導(dǎo)致重新纏繞，非常不方便。

FMST空氣采樣探測(cè)系統(tǒng)無(wú)須纏繞電纜，可以在頂棚下敷設(shè)采樣管。

3)取代線性紅外對(duì)射探測(cè)器

線性紅外對(duì)射探測(cè)器在高大空間被采用，缺點(diǎn)是一旦有遮擋就容易產(chǎn)生誤報(bào)；而且在使用過(guò)程中由于濾光板表面的灰塵積累也容易產(chǎn)生誤報(bào)(對(duì)于帶自動(dòng)飄移補(bǔ)償功能的對(duì)射探測(cè)器則可能產(chǎn)生漏報(bào))。

此外，線性對(duì)射探測(cè)器在安裝調(diào)試的過(guò)程中發(fā)射裝置與接收裝置或反射裝置必須是有精度地對(duì)準(zhǔn)，一旦墻體或探測(cè)器的固定體稍有變形或固定稍有松動(dòng)可能導(dǎo)致接收裝置與發(fā)射裝置產(chǎn)生偏差，將會(huì)產(chǎn)生故障。

FMST空氣采樣探測(cè)系統(tǒng)在法規(guī)上和實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中能很好地彌補(bǔ)線性紅外對(duì)射探測(cè)器的不足，從工作原理和安裝方式上不會(huì)產(chǎn)生漏報(bào)或誤報(bào)，而且主機(jī)內(nèi)設(shè)有自動(dòng)清洗激光探測(cè)腔的功能，已安裝完的工程中單層安裝高度最高達(dá)到60 m。

2.3 探測(cè)器主機(jī)選型及配備

主機(jī)的選型與配置根據(jù)規(guī)范必須做到報(bào)警后能直觀地顯示發(fā)生火情的具體空間(具體是哪一個(gè)防火分區(qū)或自然分區(qū))。

2.4 FMST空氣采樣系統(tǒng)獨(dú)立工作

單臺(tái)FMST主機(jī)獨(dú)立工作，所有的主機(jī)單獨(dú)組網(wǎng)。方案中的FMST空氣采樣系統(tǒng)單臺(tái)主機(jī)獨(dú)立工作，并組成獨(dú)立的局域網(wǎng)(RS485通信)，不受火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的影響。

FMST空氣采樣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的保護(hù)對(duì)象均為本工程的重點(diǎn)區(qū)域和重要部位，探測(cè)器主機(jī)性能穩(wěn)定，日常例行的維護(hù)只是對(duì)采樣孔和采樣管網(wǎng)進(jìn)行吹掃，而且一臺(tái)機(jī)器維護(hù)時(shí)，其他機(jī)器正常工作，同時(shí)吹掃工作有維護(hù)人員在保護(hù)區(qū)內(nèi)(或附近)進(jìn)行，此時(shí)如果有火災(zāi)發(fā)生，維護(hù)人員可以發(fā)現(xiàn)，永遠(yuǎn)不會(huì)形成火災(zāi)探測(cè)時(shí)間段的盲點(diǎn)。

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(包括探測(cè)和接口裝置)與主機(jī)維護(hù)時(shí)，按規(guī)定需要斷電；尤其是主機(jī)現(xiàn)場(chǎng)維修、探測(cè)器摘下清洗的過(guò)程發(fā)生時(shí)間較長(zhǎng)，至少幾小時(shí)甚至幾天，這段時(shí)間內(nèi)對(duì)火災(zāi)是無(wú)法探測(cè)的。

尤其要強(qiáng)調(diào)的是，普通探測(cè)裝置(點(diǎn)式感煙探測(cè)器、纜式感溫探測(cè)器的接口、線性紅外對(duì)射探測(cè)器)在有故障是時(shí)無(wú)法進(jìn)行火災(zāi)探測(cè)的，而FMST主機(jī)在出現(xiàn)一般的故障(如氣流、通信等)時(shí)，依舊能對(duì)火災(zāi)進(jìn)行探測(cè)形成報(bào)警。

2.5 抗電磁干擾

保護(hù)區(qū)內(nèi)的設(shè)備大部分為高壓設(shè)備，在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生強(qiáng)大的電場(chǎng)和磁場(chǎng)；需要火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)在此情況下能正常工作，同時(shí)自身不能產(chǎn)生大的電場(chǎng)和磁場(chǎng)、不能影響生產(chǎn)設(shè)備的正常工作。

FMST主機(jī)防電磁干擾。FMST設(shè)備主機(jī)采用數(shù)字化信號(hào)處理技術(shù)及特殊處理方法，不受電磁干擾影響；FMST設(shè)備已通過(guò)EMC電磁兼容性認(rèn)證，亦不會(huì)施放電磁干擾，適用電子設(shè)備密集，電磁干擾強(qiáng)烈或避免電磁干擾場(chǎng)所。

空氣采樣管網(wǎng)全部采用優(yōu)質(zhì)鋼管、阻燃的PVC管、PVC管件、或ABS管件，造價(jià)低，安裝簡(jiǎn)單；維護(hù)費(fèi)用低。

2.6 增設(shè)外置過(guò)濾器

外置過(guò)濾器安裝在FMST主機(jī)進(jìn)氣口附近的主管道上，能夠阻擋大部分灰塵顆粒進(jìn)入FMST主機(jī)內(nèi)的內(nèi)置過(guò)濾器，大大地延長(zhǎng)內(nèi)置過(guò)濾器的使用壽命。

由于內(nèi)置過(guò)濾器一次性使用，屬于易耗品而且必須從FMST主機(jī)生產(chǎn)廠家購(gòu)買，成本相應(yīng)較高，外置過(guò)濾器國(guó)內(nèi)生產(chǎn)，可以清洗后重復(fù)使用，節(jié)省FMST主機(jī)使用成本和維護(hù)成本。外置過(guò)濾器的安裝并不影響FMST主機(jī)的探測(cè)效果，在國(guó)內(nèi)的工程中得到廣泛的應(yīng)用。

2.7 遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)維護(hù)

為方便設(shè)備供應(yīng)商對(duì)本工程內(nèi)FMST主機(jī)(系統(tǒng))的定期巡檢、定期維護(hù)，或在遇到故障時(shí)及時(shí)處理，方案中配置有遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)維護(hù)功能。

基于以上優(yōu)點(diǎn)，可以考慮建設(shè)應(yīng)用FMST空氣采樣極早期煙霧報(bào)警系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)?；儔A壓縮車間的感煙報(bào)警需求。

3 系統(tǒng)實(shí)施內(nèi)容及安裝方案

3.1 系統(tǒng)實(shí)施內(nèi)容

本系統(tǒng)共包括六臺(tái)探測(cè)器主機(jī)，6套主機(jī)電源和相關(guān)附屬配件，老線壓縮三套按區(qū)域布置，新線壓縮按三套按區(qū)域布置，主機(jī)安裝在新老壓縮車間控制室內(nèi)，主機(jī)墻壁安裝，采樣管道采取頂部安裝，敷設(shè)在設(shè)備上部(如圖1)。

3.2 管網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖與安裝方案

按照《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》探測(cè)點(diǎn)需設(shè)置在頂棚下(吸頂安裝)；由于采樣主管不能拐彎太多(影響氣流的通過(guò))；工程設(shè)計(jì)中采用比較理想的分支采樣，既滿足規(guī)范要求又能達(dá)到很好的探測(cè)效果(如圖2)。)

圖1 新老線壓縮廠房系統(tǒng)布置圖

圖2 空氣采樣系統(tǒng)管網(wǎng)立面示意圖

示意圖說(shuō)明：

1)鋁型材作為主采樣管與梁的聯(lián)結(jié)紐帶，可以保證主采樣管不變形、不吃勁，能保證管網(wǎng)系統(tǒng)的長(zhǎng)期工作；

2)固定主采樣管的管卡間隔50 cm是依照山東省地方標(biāo)準(zhǔn)；

3)主采樣管固定在鋁型材下的管卡上，有利于今后的維護(hù)與吹洗(例行)；

4)主采樣管之間、分支采樣管之間、主采樣管與分支采樣管之間采用設(shè)備生產(chǎn)廠家認(rèn)可的管道連接件；

5)整個(gè)管網(wǎng)均采用阻燃材料。

3.3 采樣點(diǎn)設(shè)置

采樣點(diǎn)的間隔：采樣點(diǎn)之間的垂直間距不得小于1 m，并不得超過(guò)9 m；方案設(shè)計(jì)中確定為3 m左右，主采樣管末端需設(shè)置采樣點(diǎn)。

3.4 主機(jī)、電源安裝

主機(jī)安裝在控制室內(nèi)，墻壁安裝。電源安裝在主機(jī)附近，可以與主機(jī)橫向并列，也可以安裝在主機(jī)下方。

4 系統(tǒng)主要功能

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要功能包括以下幾點(diǎn)：

4.1 極早期自動(dòng)報(bào)警

FMST具有極高的靈敏度，高達(dá)0.005%減光率/m，是普通探測(cè)器的幾百倍甚至上千倍，能在火災(zāi)產(chǎn)生的初期不可見(jiàn)煙階段實(shí)現(xiàn)報(bào)警；對(duì)于線路過(guò)載造成的電纜初期發(fā)熱致絕緣皮軟化所產(chǎn)生的微小顆粒以及電器元器件初期發(fā)熱產(chǎn)生的微小煙霧顆粒探測(cè)效果非常好。最大程度地避免保護(hù)區(qū)內(nèi)的設(shè)備和材料由于火災(zāi)造成的損失。

4.2 多級(jí)報(bào)警

FMST主機(jī)具備四級(jí)報(bào)警功能(預(yù)警、行動(dòng)、火警1、火警2)，各級(jí)報(bào)警的閾值可根據(jù)不同的要求和環(huán)境靈活設(shè)置，值班人員可以根據(jù)不同的報(bào)警等級(jí)作出不同的響應(yīng)。

4.3 實(shí)時(shí)主動(dòng)探測(cè)

FMST主機(jī)只要通電正常運(yùn)行，就連續(xù)不間斷地抽取保護(hù)區(qū)內(nèi)的空氣樣品進(jìn)行分析，每時(shí)每刻地對(duì)保護(hù)區(qū)內(nèi)的環(huán)境煙霧濃度監(jiān)測(cè)。

4.4 絕對(duì)值探測(cè)和顯示

直接測(cè)量和顯示被保護(hù)區(qū)內(nèi)煙霧濃度的絕對(duì)值。

4.5 多級(jí)密碼權(quán)限和存儲(chǔ)高達(dá)18 000個(gè)事件記錄

FMST主機(jī)的信息查看和修改根據(jù)不同的管理級(jí)別設(shè)置不同的登陸密碼，有利于設(shè)備的使用與維護(hù)，有利于系統(tǒng)的管理； FMST主機(jī)能存儲(chǔ)高達(dá)18 000個(gè)事件記錄，包括：登陸人員的級(jí)別、時(shí)間、修改的參數(shù)、正常運(yùn)行過(guò)程中煙霧濃度的變化、各級(jí)火警和各類故障產(chǎn)生的時(shí)間與類型。

4.6 主機(jī)自診斷功能

FMST主機(jī)本身具有完善的自診斷系統(tǒng)，隨時(shí)監(jiān)測(cè)其自身系統(tǒng)包括設(shè)備和通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行情況，一旦發(fā)生故障，立即報(bào)警，并指出故障的類型，提醒人們及時(shí)處理?？梢栽\斷多達(dá)88種管網(wǎng)和設(shè)備內(nèi)部的不同故障。

4.7 自學(xué)習(xí)功能

FMST主機(jī)在完成基本設(shè)置后，可設(shè)定15分鐘至15天的自學(xué)時(shí)間。在此期間，F(xiàn)MST主機(jī)不斷檢測(cè)保護(hù)區(qū)內(nèi)的空氣狀況，統(tǒng)計(jì)保護(hù)區(qū)域內(nèi)空氣中煙霧濃度的平均數(shù)值。在自學(xué)結(jié)束后，F(xiàn)MST即根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，自動(dòng)調(diào)整已設(shè)定的報(bào)警閾值，使之符合保護(hù)區(qū)的實(shí)際情況。在自學(xué)期間，F(xiàn)MST仍按照原設(shè)定報(bào)警閾值報(bào)警。一旦發(fā)生報(bào)警，自學(xué)習(xí)需重新開(kāi)始。

4.8 主機(jī)免維護(hù)

FMST系統(tǒng)采集來(lái)的空氣樣品的90%直接排掉，只有10%進(jìn)入激光探測(cè)腔，防止污染激光腔。待測(cè)樣品首先經(jīng)過(guò)一級(jí)過(guò)濾器，將大于20 μm的灰塵濾掉，此氣樣的10%進(jìn)入激光探測(cè)腔進(jìn)行檢測(cè)，其余氣樣進(jìn)入第二級(jí)過(guò)濾器，進(jìn)行精細(xì)過(guò)濾，形成潔凈空氣，沖洗激光腔內(nèi)的光學(xué)元件。清洗和探測(cè)同時(shí)進(jìn)行，因此，F(xiàn)MST時(shí)刻在進(jìn)行自維護(hù)，不會(huì)發(fā)生煙塵積累，不影響其靈敏度。

4.9 可編程繼電器輸出

FMST主機(jī)具備7～12個(gè)可編程繼電器(無(wú)源)，通過(guò)編程設(shè)定后，主機(jī)的各級(jí)報(bào)警信息和故障信息通過(guò)對(duì)應(yīng)的繼電器可以進(jìn)行輸出。

本方案中設(shè)計(jì)將主機(jī)的第三級(jí)報(bào)警(火警1)信息通過(guò)可編程繼電器輸出給火災(zāi)報(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的監(jiān)視模塊(輸入模塊)，作為報(bào)警信息可參與聯(lián)動(dòng)。

5 結(jié) 語(yǔ)

海化純堿投用極早期煙霧報(bào)警系統(tǒng)后，效果顯著，作為一種高性能、高尖端的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，在火災(zāi)初期能夠發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患的存在，避免火災(zāi)的發(fā)生，保障了職工生命和企業(yè)財(cái)產(chǎn)不受損失，具有極高的應(yīng)用和推廣價(jià)值。

TQ086.1

B

1005-8370(2017)01-17-04

2016-06-06

劉煥明，男，38歲，大學(xué)學(xué)歷，工程師。2001年大學(xué)畢業(yè)后進(jìn)入山東海化股份有限公司純堿廠設(shè)備管理部工作至今，目前全面負(fù)責(zé)純堿廠的公用設(shè)施及動(dòng)力設(shè)備管理工作。