油庫區消防管網水壓遠程監測系統

中國石油大學（華東）

油庫區消防管網水壓遠程監測系統

聞 濤 李 建

中國石油大學（華東）

油庫類的消防水系統主要分為消火栓系統和自動噴淋系統（泡沫滅火系統），一般由消防水池、水泵、系統管網、高位水箱和閥門以及末端試水裝置組成（消火栓系統是頂層的試驗消火栓）。基于互聯網技術的消防水壓實時監測系統，通過選取消防水系統中關鍵性的具有代表意義的工作點，在工作點處設置水壓監測單元，在閥門處設置閥門啟閉監視單元，把水壓信號通過網絡傳輸和系統集成，在監控平臺上自動顯示消防水壓，同時實現數據的集中存儲和管理，從而實現了消防水壓的遠程實時監測。

消防系統；水壓監測；遠程監控；信號傳輸；巡檢

1 系統設置原理

油庫類的消防水系統主要分為消火栓系統和自動噴淋系統（泡沫滅火系統），一般由消防水池、水泵、系統管網、高位水箱和閥門以及末端試水裝置組成（消火栓系統是頂層的試驗消火栓）。系統出現的問題一般是由于管路閥門關閉、室外消火栓被凍壞而無法使用，或者消防水泵不能及時啟動等原因造成消防泵、消防管網、消火栓等設施無法正常使用從而導致火災蔓延，給國家造成了巨大的財產損失。

從消防系統實際應用的角度出發，其系統評價的核心指標主要有系統的可靠性、可監測性和可維護性[1]。遠程消防水壓監測系統是根據《自動噴水滅火設計規范（GB50084）》和《低倍數泡沫滅火設計規范（GB50151）》的要求，在水壓不足時或者閥門關閉時及時報警，以保證消防管網水壓的可靠性。通過這個系統，就可以實時監測管網中的水壓，保證消防管網中時時充滿壓力水，并可以進行集中管理，以及時撲救火災，減小火災損失。并且可以在系統水壓出現異常時進行報警，通知維保人員檢查管網是否有泄漏并及時修復。系統通過與互聯網技術相結合，實現數據的集中存儲和管理，構成自動化的傳感器網絡，提高了消防安全管理的水平。

根據相關滅火規范，消防水壓監測單元設置的典型位置和檢測內容如下：

（1）設置在消防水池內和系統高位消防水箱內，監測消防水池水位和高位水箱的水位，以保證消防滅火時的用水量和火災前10分鐘的滅火用水量。

（2）消防泵和噴淋泵泵后管道上需要加設水壓監測裝置，以監測消防系統整個管網中的壓力是否滿足滅火要求。

（3）系統管道中閥門處要加設閥門啟閉監測單元，以防止閥門關閉造成管道系統被封閉。

（4）消火栓系統中每棟建筑物的入口處和頂層的試驗消火栓處需要加設水壓檢測單元，以保證消火栓系統滅火水壓滿足設計要求。

2 系統組成

遠程水壓監測系統主要由設在每個建筑物或者油罐的水壓監測單元和閥門啟閉監測單元組成，通過Zigbee網絡自組網，然后通過信號傳輸裝置與服務器、水壓監控平臺相連，再與互聯網技術相結合來實時監測水壓，是一種自動化的信號監測系統，其網絡結構如圖1所示。

圖1 水壓監測系統結構

（1）水壓監測單元。水壓監測單元為系統的數據采集模塊，相當于人的眼睛，主要由水壓傳感器（水位傳感器）、電源模塊、A/D轉換模塊、顯示報警模塊等組成[2]。對消火栓系統來說，水壓檢測單元安裝在消火栓系統中每棟建筑物的入口處和頂層的試驗消火栓處，用于檢測管網的水壓；對噴淋系統來說，每個濕式報警閥和水流指示器的末端試水處設置水壓監測裝置，用于檢測管網的水壓是否正常。水位檢測單元安裝在消防水池中和高位消防水箱內，用于檢測水池水位是否正常，以保證消防用水量能滿足前10分鐘滅火要求。若水壓檢測單元檢測到消火栓系統或噴淋系統水壓過低，則向系統主機發送水壓報警信號；水位控制單元檢測到消防水池水位過低時，則向監控主機發送水位報警信號。水壓監測單元還應該標注水壓監測單元的地址編碼，以便從監控平臺和在現場實地檢查單元的工作情況、并應能存儲系統的歷史水壓數據等信息。

（2）閥門啟閉監視單元。關閉的閥門、堵塞的管道、不當的維修及其他問題都會導致滅火系統失去作用，因此對系統中閥門的檢測很有必要。消防栓系統中閥門眾多，而且正常工作狀態時要求必須全部打開，靠人工檢查費時費力，需要設置閥門監視裝置來保證閥門的開啟。閥門啟閉監視單元主要由行程開關、傳感器、A/D模塊、電源模塊、顯示報警模塊等組成。行程開關安裝在管道閥門手柄上并與傳感器相連接，用于監視閥門是否打開。閥門檢測時，不僅要保證閥門開啟，還要保證其開啟程度符合要求，閥門關閉3圈及以上的情況，系統就認為閥門是完全關閉的，若閥門關閉，則向監控主機發送報警信號，提醒工作人員將閥門打開。

（3）信號傳輸裝置。由CPU、信號發射裝置、存儲器模塊等組成。信號發射裝置將數據發送至互聯網，存儲于服務器主機中。水壓檢測單元和信號傳輸裝置通過互聯網將各檢測節點、控制節點按ZigBee結構組成建筑消防供水系統智能感知網絡，而每個檢測節點、控制節點就是感知網絡的基本單元。這些基本單元將自身地址、消防水壓（位）信號和報警信號在ZigBee網絡中進行傳輸，最終各監控節點通過信號傳輸裝置將自身編號和消防水壓（位）信息和報警信息傳輸到監控主機上[3]。

（4）系統主機和監控平臺。主機用于接收、存儲各種報警信息，并可通過水壓監控平臺終端實現水壓顯示、異常水壓報警、歷史數據查詢及參數配置等功能。系統使用定時器中斷喚醒系統，報警時可喚醒系統，待報警事件結束后重新進入低功耗模式，所以系統的功耗可以降低很多。因系統對水壓數據的連貫性要求不高，即使偶然丟失某個水壓數據對整個系統的影響也不大，故數據發送采用TCP/IP協議。

3 系統應用中的相關問題

消防遠程水壓監測系統是可視化、智能化的網絡應用系統，但在系統應用中需要注意以下幾個問題：

（1）持壓泄壓閥的安裝和水泵的定期巡檢問題。在消防滅火系統中設置持壓泄壓閥是非常重要的，當水泵在進行自動巡檢過程中，管網的壓力增大，會導致水壓監測系統報警，時此持壓泄壓閥需開啟以便防止系統的超壓。持壓泄壓閥一般設置于水泵房內，閥門應與消防水池通過管道相連，以便泄水的重復利用。

（2）排氣閥的設置問題。自動噴淋系統應安裝在每套報警閥組后配水干管的最高位置，系統在試驗消火栓處應設置自動排氣閥以排空管道內積存的空氣，減少因氣體體積變化而引起的壓力波動。如排氣閥設置的位置不合適或者沒有設置排氣閥，會造成管網水壓波動而使水壓監測系統發生誤報警。

<1)，且各件產品是否為不合格品相互獨立．

4 結論

基于互聯網技術的消防水壓實時監測系統，通過選取消防水系統中關鍵性的具有代表意義的工作點，在工作點處設置水壓監測單元，在閥門處設置閥門啟閉監視單元，把水壓信號通過網絡傳輸和系統集成，在監控平臺上自動顯示消防水壓，同時實現數據的集中存儲和管理，從而實現了消防水壓的遠程實時監測。并可以在系統水壓出現異常時進行報警，通知維保人員檢查管網是否有泄漏并及時修復，消除安全隱患，這給油庫區提高消防水壓的實時監控提供了技術支持，提升了油庫消防安全工作的管理水平。

[1]楊琦，姜馮輝，黃曉家．自動噴水滅火系統檢測和維護措施的研究[J]．給水排水，2010（8）：130-134.

[2]王玉涵，徐培龍，葉敏，等．ZigBee在樓宇消防管網水壓監測中的應用[J]．消防科學與技術，2012（5）：508-509.

[3]廖曙江，邢佳佳，陳睿迪，等．基于物聯網技術的遠程建筑消防水壓實時監測系統[J]．自動化與儀器儀表，2012（5）：16-17.

（0532）86981759、wentaoshiyou@163.com

（欄目主持 關梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.9.049

聞濤：1999年畢業于山東建筑大學，國家注冊設備師，一級注冊建造師，現任中國石油大學（華東）工程科科長。