發電廠集控樓區域火災報警及消防聯動控制系統設計

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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發電廠集控樓區域火災報警及消防聯動控制系統設計

陳勝明

(東方電氣股份有限公司工程分公司, 四川成都 610036)

在各種災害中，火災是經常、普遍地威脅公眾安全和社會發展的主要災害之一，其造成的經濟損失也是非常大的。因此，對于火力發電廠而言，如何盡早的發現火災以及迅速有效地進行滅火成了問題的關鍵。火災報警及消防聯動控制系統很好的解決了這個問題。文章以發電廠集控樓區域為例，闡述了火災報警及消防聯動控制系統設計。火災自報警系統可以在第一時間發現火災，并通知人們；消防聯動控制系統會聯動相關設備來阻止火災的蔓延以及滅火工作。

火災； 火災探測器； 自動報警

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

因此，對于火力發電廠而言，如何盡早的發現火災以及迅速有效地進行滅火成了問題的關鍵。火災報警及消防聯動控制系統很好的解決了這個問題。火災自報警系統可以在第一時間發現火災并通知人們；消防聯動控制系統會聯動相關設備來阻止火災的蔓延以及滅火工作。

1 火災報警及消防聯動控制系統的發展歷史

火災報警及消防聯動控制系統發展到今天已經有兩百多年的歷史了。在初期系統的集成度不是很高，而火災探測器以感溫火災探測器為主。后來發現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，于是又發明了感煙火災探測器。隨著半導體技術的出現，火災報警及消防聯動控制系統集成化越來越高，總線制系統開始出現，它的出現使火災報警及消防聯動控制系統有了很大的飛躍[1]。

1.1 國內外火災報警及消防聯動控制系統的發展情況

1.1.1 火災報警及消防聯動控制系統在國外的發展情況

在國外一些發達的國家，火災報警很早就占有重要的地位。這些國家深知火災帶來危害的嚴重性，所以制定了一系列的防火規范。這些規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火災自動報警系統。隨著計算機技術的快速發展，火災自動報警系統越來越智能化、集中化[16-18]。

1.1.2 火災報警及消防聯動控制系統在國內的發展情況

火災自動報警系統在國內的發展起步較晚。最早，國內一些生產廠家只是單純的模仿國外的產品。隨著國家經濟實力的快速發展，人們意識到火災報警的重要性，于是借鑒國外幾十年的先進經驗，制定了一系列防火規范，并派遣技術人員到國外深造學習。現在國內一些自主創新產品受到了國內外人士的青睞，在國際市場也能占有一席之地。

2 火災報警及消防聯動控制系統的組成及工作原理

2.1 火災報警及消防聯動控制系統的組成

火災報警及消防聯動控制系統由火災自動報警系統和消防聯動控制系統兩部分組成。

2.2 火災報警及消防聯動控制系統的工作原理

當有火災發生時，安裝在保護區內的火災探測器會發出報警信號給火災報警控制器，火災報警控制器根據接收到的報警信號讀取火災探測器的地址碼來確定發生火災的區域，并啟動相應區域的警報裝置來警告人們火災的發生，同時還會聯動消防聯動控制系統防止火災煙霧的蔓延[2-3]。

2.3 火災報警及消防聯動控制系統主要設備

2.3.1 火災探測器

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置以適應不同的環境。能對多種火源做出快速可靠的反應。

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的準確位置。該系列探測器采用創新的溫度傳感技術，可定溫報警。

2.3.1.3 數字式線型感溫探測器

數字式線型感溫探測器的工作原理是純物理性質的，即物質的熔點、燃點溫度不會隨環境溫度的變化而變化。依據固體物質在熔點溫度時固體物質將被熔化的物理特性為原理，數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，因此數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 數字式線型感溫探測器結構

2.3.2 火災報警控制器

火災報警控制器采用美國NOTIFIER公司生產的NFS-3030型火災報警控制系統。NFS-3030是一個大容量智能火災報警控制器，由于NFS-3030模塊化設計可按每一個項目需求而配置，所以它在實際應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 火災報警系統

3 火災報警及消防聯動控制系統設計

3.1 工程概述

3.1.1 規模

本工程規劃容量為2×600 MW超臨界燃煤發電機組，根據系統布置，集控樓為一個報警區域；在報警區域獨立設置區域報警監控盤。

3.1.2 火災探測及報警系統的范圍

集控樓報警區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 系統設計

3.2.1 集控樓報警區域的劃分

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

3.2.2 集控樓火災探測區域的劃分

結合集控樓的重要性，集控樓各層的每個房間都設為一個探測區域。每一層的走廊，樓梯也都設為一個探測區域[4-7]。

3.2.3 火災報警及消防聯動控制系統

火災報警及消防聯動控制系統組成見圖3。

圖3 火災報警及消防聯動控制系統

4 火災報警及消防聯動控制系統設備布置

4.1 火災自動報警系統

4.1.1 火災探測器

4.1.1.1 智能型感煙探測器、智能型感溫探測器的布置

火災探測器根據電廠特點(如高頻電磁干擾、粉塵積聚、潮濕等)選擇，典型火災探測器的設置數量應遵循火災自動報警系統設計規范和火力發電廠與變電站設計防火規范的要求。

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。當發生火災時，可以通過火災報警控制器查看到相應動作火災探測器的地址來辨別發生火災區域[12-13]。

4.1.1.2 線型感溫探測器

根據相關規范及電廠本身的特點，對于環境較差的區域，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域，選用數字式線型感溫探測器進行探測，長度計算見表1。

表1 數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。電纜橋架的寬度在0.8 m左右，所以倍率系數取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，同時也符合火災自動報警系統設計規范中纜式感溫火災探測器的探測區域的長度不宜超過200 m的要求。電纜橋架為3層結構，所以線型感溫探測器敷設在橋架上時探測器采取逐層敷設。這樣敷設在每層電纜橋架上的線型感溫探測器對應不同的輸入模塊。集控樓區域控制盤可以通過回路總線中輸入模塊設置的地址號來顯示具體是由哪層電纜橋架產生的報警信號。

4.1.2 手動火災報警按鈕的設置

根據相關規范的要求和集控樓建筑結構的特點，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報警按鈕。手動火災報警按鈕選用帶地址型，通過回路總線與火災報警控制器相連。

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

4.2 消防聯動控制系統

4.2.1 消防專用電話系統

根據規范的要求，在集控樓集控室內設置了消防專用電話系統。當發生緊急情況時，通過手動火災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 火災應急廣播系統

根據規范的要求，在集控樓集控室內設置了火災應急廣播系統(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，火災應急廣播系統通過輸出模塊與揚聲器相連。當發生火災時，火災報警控制器接收探測器的報警信號，并聯動本樓層的輸出模塊使揚聲器發出警報。當發生火災時，為了便于疏散和減少不必要的混亂，火災事故廣播發出警報不能采用整個大樓火災事故廣播系統全部啟動的方式，僅向著火層及其相鄰的上下層進行廣播。其容量不應小于火災時需同時廣播的范圍內火災應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

火災應急廣播系統功放所需容量為3×1.5×(8+2+5)= 67.5 W。

4.2.3 防排煙設備及空調系統消防聯動控制

火災自動報警系統與集控樓的集中空調系統設有火災報警聯動接口，聯動信號為硬接線干接點。當發生火災時，火災自動報警系統發出聯動信號，自動使該保護區域的防火閥關閉，并接收反饋信號。啟動有關部位的防煙和排煙風機、排煙閥。集控樓配有兩臺空調機組，該系統有關房間發生火警時，聯動停運這兩臺空調機組。

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

對于空調機組的聯動，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，為防止施工中發生電源線接錯導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輸出干接點信號。通過輸入模塊接收反饋信號以確認空調機組是否關閉[14-15]。

5 結論

(1)火災報警及消防聯動控制系統的設計經歷了系統的規劃、設計要求的提出、設計方案的細化、設計方案的實施等一系列過程。

(2)論文在對國內外消防報警控制系統的分析比較的基礎上，結合發電廠實際和對其火災報警控制系統的特點及功能要求，設計了符合消防要求的火災報警及消防聯動控制系統。

(3)通過本次發電廠集控樓區域火災報警及消防聯動控制系統的設計，使我對相關規范和火災報警及消防聯動控制系統等有了更深層次的理解。

[1] 楊連武. 火災報警及聯動控制系統施工 [M].北京. 電子工業出版社，2006：20-22.

[2] 石敬煒，郭樹林.火災報警、滅火系統設計與審核細節100[M].北京： 化學工業出版社，2009：32-35.

[3] 吳龍標，方俊，謝啟源.火災探測與信息處理[M].北京: 化學工業出版社， 2006：50-65.

[4] 張劍明. 火災自動報警與聯動控制系統[M]. 北京: 機械工業出版社，2007：28-32.

[5] 劉鴻國.電氣火災預防檢測技術[M]. 北京: 中國電力出版社，2007：43-50.

[6] 孫景芝.消防聯動系統施工[M]. 北京：中國建筑工業出版社，2006：20-35.

[7] GBJ 16-87 建筑設計防火規范(修訂版)[S].

[8] GB 50116-98 火災自動報警系統設計規范[S].

[9] GB 50229-2006 火力發電廠與變電站設計防火規范[S].

[10] DBJ01-622-2005 吸氣式煙霧探測火災報警系統設計[S].

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

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

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

[14] 呂衛斌.多種網絡通信技術在火災自動報警系統中的應用[J]. 消防技術與產品信息, 2007(1)：36-39.

[15] 朱紅偉.“開放式”火災自動報警系統的建設[J]. 消防技術與產品信息, 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。

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[定稿日期]2017-03-13