燃氣輪機消防系統電氣自動化設計探討

丁 楊

（南京消防器材股份有限公司，江蘇 南京211100）

1 火災探測報警系統

火災探測報警系統主要由：消防火災報警控制盤、火焰探測器、溫度探測器、手動操作箱、接線箱和聲光報警器等設備組成。消防火災報警控制盤是火災探測報警系統中最重要的設備。

1.1 消防火災報警控制盤

（1）系統結構。消防火災報警控制盤可使用西門子S7-1214CPLC系統作為控制核心，搭配高度集成化STC單片機PCB電路板的多線控制盤、信號盤和滅控盤，使用大屏幕高清HMI進行人機界面操作。同時，使用西門子CB1241（RS485）通訊模塊將各分系統之間采用通訊總線相連接，多CPU并行處理，提高系統的運算能力和工作效率[2]。

（2）自檢和巡檢機制。消防火災報警控制盤應配套使用具有分布智能技術的模擬量探測器和模塊，程序設計中設置系統自檢和滅控盤巡檢機制，最大限度降低火災探測的誤報率。

（3）通訊接口。消防火災報警控制盤還應具有豐富的對外接口，可以同時與多種設備進行通訊，程序實時將監控數據上傳至通訊端口。

1.2 火災探測報警系統功能

（1）火災探測報警功能。燃機罩殼內部安裝火焰探測器和感溫探測器，火焰探測器安裝在燃機進氣端的前壁板上部兩側，感溫探測器安裝在燃機罩殼頂上，一般分布在燃機罩殼的前中后3個區域。

當任1路探測器探測到火災時，消防火氣控制器將會收到探測器發出的報警信號，同時燃機控制器上也會顯示出相應的報警信息。消防火氣控制器內預設火災確認邏輯，根據各火焰探測器與感溫探測器的報警狀態，控制器判斷是否確認火災報警。控制器確認火災報警后，指示燈亮，燃機罩殼內外的聲光報警器響起，同時向燃機控制器和控制中心發出停機報警，并觸發CO2延時（一般為30s）釋放程序。控制器確認火災報警后，燃機內工作人員須迅速撤出釋放區。直到延時結束后，電磁閥得電CO2開始釋放，燃機外釋放指示燈點亮[3]。

（2）火警報警優先功能。當消防系統中火災和故障報警同時發生且在不同位置時，火災報警優先于故障報警。

（3）主、備電轉換功能。消防火災報警控制盤設置有消防電源盤，系統可由主電(AC220V，50Hz，1ph）或備電（DC24V）供電工作。當主電和備電都正常時，消防系統由主電源供電工作。一旦主電源失電，則自動切換到備電源供電，同時發出故障聲光報警信號，當主電源恢復后，自動轉換到主電源供電[2]。

（4）通訊功能。消防火災報警控制盤可通過選配不同的遠程通信模塊，實現遠程的監視和控制功能，將消防系統的報警及其他信息傳輸給燃機控制系統或場站F&G控制盤。

2 高壓CO2滅火系統

CO2滅火系統主要由：高壓CO2滅火裝置、CO2釋放聲光報警器，CO2釋放指示燈、接線箱等組成[5]。

3 消防系統運行流程

（1）手動啟動方式。手動啟動方式是指直接操作安裝在消防火災報警控制盤的緊急啟動按鈕或操作保護區門口附近的手動操作箱上的緊急啟動按鈕實施滅火功能。

（2）自動啟動方式。自動啟動方式是當消防火災報警控制盤檢測到燃機保護區內的火災信號，并經邏輯判斷后向高壓CO2滅火裝置發出滅火信號，由消防火災報警控制盤執行自動啟動CO2滅火裝置的一種方式。

（3）火災探測。當探測器探測到火災時，消防火氣控制器將會收到探測器發出的火災報警信號。消防火氣控制器根據預設邏輯確認火災報警后，指示燈點亮，保護區內外的聲光報警器響起。

（4）滅火劑噴放。消防火氣控制器啟動CO2滅火噴放流程，延時一段時間后，輸出24VDC打閥信號打開啟動氣瓶上的電磁瓶頭閥，其余氣瓶通過啟動管路被聯動打開，初放CO2滅火劑將通過初放噴放管道和初放噴頭噴到保護區，續放CO2滅火劑將通過續放噴放管道和續放噴頭噴到保護區[5]。

（5）噴放反饋。初放/續放集流管道上裝有壓力開關，在CO2噴放時會感應到壓力，然后向消防火氣控制器輸出干接點信號，表示目前保護區內正處于CO2滅火噴放過程中，如壓力開關沒有感應到壓力，則系統會認為發生CO2噴放管道堵塞故障。

4 燃機安全保護邏輯

（1）跳機保護邏輯。燃氣輪機的跳機保護邏輯（單個保護區域）為：當有1個火焰或溫度探測器探測到火災時，發出火災報警信號，并在報警控制器的面板上顯示出火災報警的信息。

（2）禁止啟動邏輯。當消防系統檢測到以下4種情況時處于禁止啟動狀態：a.消防火災報警控制盤處于禁放狀態；b.初放、續放隔離閥處于關閉狀態；c.手動操作箱的維修按鈕處于啟動狀態；d.燃機罩殼等保護的門禁系統檢測到有門處于打開狀態。

5 結語

燃氣輪機系統是由具備不同用途、功能相對獨立的若干設備組成，與發電機本體組成完整的燃氣輪機發電機組。消防系統對燃氣輪機機組的安全、穩定與可靠運行具有十分重要的作用，如果出現故障，將直接影響到燃氣輪機的正常起動與運行，甚至引起燃氣輪機嚴重的機械損傷。因此，必須要熟練掌握消防系統各個環節的設計要點，為燃氣輪機發電機組的安全穩定運行提供一份可靠的保障。