冶金企業火災自動報警系統設計及可靠性分析

楊紫琪

摘? ? 要：文章討論了目前冶金企業中生產線上的各場所引發火災的現狀特點。通過這些現狀特點找到安全可靠、使用方便、技術先進、經濟合理的火災自動報警系統，并對設計階段的火災自動報警系統可靠性進行分析，下面就這幾兩個方面進行詳細分析。

關鍵詞：生產線各場所;系統可靠性

1? 引言

作為一名從事鋼鐵行業電氣設計的人員，火災自動報警系統設計是必不可少的一部分內容，而隨著國家和企業對消防的重視，我們對企業建設過程中的火災自動報警系統設計的研究也應該更加深入和細致。本文就結合包鋼實際情況和做過的一些火災報警報警設計實例，研究和分析下鋼鐵冶金企業中大量存在的各生產線上的火災自動報警系統的設計及其可靠性。

目前包鋼現有的工業生產線上的各功能場所較多用途各異，且具有可燃物比較多，發生火災的概率大、電磁干擾性強等特點，針對以上這些特點，對其進行自動報警系統的設計，應具有可以早期檢測到火災發生的信號，減少強電磁信號對系統干擾造成的誤報、漏報，能夠減少火災的損失，避免嚴重的后果。因此對于這種對火災自動報警系統要求更高的場所，更需要對抗電磁干擾、探測器的靈敏度等可靠性方面進行分析研究以及設計。

2 生產線上各場所火災分析及自動報警系統設計

一般說來鋼鐵冶金行業中生產線上各場所主要分為液壓區、控制區、輔助生產區（配電室等），對于生產線而言各區域即相對獨立工作又因生產路程而相互關聯，針對這種復雜的現場環境其火災自動報警系統的組成十分龐大，主要分為報警區域和探測區域而功能要求則根據被保護對象發生火災時燃燒的特點確定。

2.1? 配電場所、液壓場所、控制場所的火災隱患分析

2.1.1? 電氣火災

在配電場所、控制場所主要的火災隱患主要是電氣火災，包括電器設備及電氣導線的火災。

2.1.1.1? 電器設備火災

（1）觸點接觸不良。當電器開關觸點接觸不良時，在合、斷閘的時候產生電弧或火花會產生高溫將電器設備的塑料外殼或者附近的可燃物點燃引起火災。

（2）電器設備本身升溫。當電器設備超負荷運行時使內部升溫點燃設備內部的油或導線引起火災。

2.1.1.2? 電氣導線

（1）導線超溫。導線的負荷電流過大、截面過小，很容易造成導線過熱，形成火災隱患。

（2）導線壓接不牢。現場實際中，因導線壓接不牢引發的火災時有發生。電氣線路中有許多連接點，如果這些接觸點表面粗糙、有污漬或壓接不牢，則會導致接觸電阻加大。

（3）絕緣老化。電氣線路年久失修、長期過負荷運行，都加速絕緣的老化。絕緣老化一個嚴重的后果就是很可能導致短路或漏電，進而導致火災發生，很多被歸結為由短路或漏電引發的火災，根本原因其實在于絕緣的老化。

2.1.2? 液壓站場所的火災隱患分析

由于包鋼許多生產線都有若干個液壓站來維持大型軋機等機器正常運轉，液壓站及潤滑油庫是重點防火部位之一。存儲的油品大多為可燃液體油類，儲罐容最從幾十到幾千升不等，位于重型機械設備工作場所。根據生產工藝的需要，大量的液壓站及潤滑油庫建于地下空間，有封閉式、敞開式等，具有儲油量多，火災破壞力大，蔓延廣煙霧大等特點。這些火災特性而言一旦發生火災極易對廠房的建筑結構進行威力巨大的破壞

2.2? 火災自動報警系統的設計

火災自動報警系統設備配置有火災報警控制器、短路隔離器、點式光電感煙探測器、紅外光束感煙探測器、纜式線型感溫探測器、手動報警按鈕、輸入和控制等各種模塊。所有設備的選擇除了滿足設計及使用的要求外，最重要的是必須通過國家消防電子產品的檢驗。

（1）火災報警控制器的選型。控制器的選擇：確定火災報警控制器的容量時宜留有余量，不能將報警控制器每回路地址編碼的額定容量占滿。盡可能選“擇聯動型 ”設有主、備電源自動切換的供電裝置的機型。

（2）火災報警探測器的選型。火災報警探測器應根據房間的使用性質及可燃物的性質進行選型，具體如下：

①高壓配電室、低壓配電室、濾波室等的火災報警探測器的選型

該場所主要放置的是高、低壓配電柜，空間比較小適合用點型探測器。在火災初期會產生大量的煙，所以選用點型光電感煙探測器。

②主控室、休息室等的火災報警探測器的選型

該場所放置的是一些控制設備如電腦等或者辦公設備，空間比較小并且可燃物在火災初期產生大量的煙，應當選用點型光電感煙探測器。

③變壓器室的火災報警探測器的選型

變壓器室火災隱患主要是變壓器升溫導致變壓器油引燃，并且變壓器是一個整體的設備適合在變壓器本體上纏繞纜式感溫探測器進行火災探測，為了保證系統的可靠性，應在變壓器上纏繞纜式線型感溫探測器并配合紅外火焰探測器，為防止變壓器的電磁干擾選擇屏蔽的感溫電纜。

④電纜夾層、電纜溝的火災報警探測器的選型

該場所放置的主要是大量的電纜，火災隱患主要是電纜升溫產生電火花引燃電纜，并且電纜是線形物品，適合在電纜上纏繞纜式感溫探測器進行火災探測。

（3）其它

①手動報警按鈕聲光報警器。

②短路隔離器。

③輸入模塊。選用電子編碼開關量傳輸的設備，因為輸入模塊的作用就是把自動水噴霧系統中的水流指示器、信號蝶閥、壓力開關等開關量反饋信號傳輸回控制器顯示其狀態。

④控制模塊。選用電子編碼DC24V工作電壓，反饋信號點為無源的。因為控制模塊控制的是自動水噴霧系統中電磁閥，電磁閥的動作電壓為DC24V。

⑤專用電話。選用與總線電話盤配套可以顯示部位的可直接對講的電話。

3? 火災自動報警系統可靠性分析

對于火災自動報警系統來說，影響系統正常運行最重要的就是系統的可靠性，只有對影響系統的可靠性的因素進行深入的分析，然后在做設計時充分考慮這些因素，并采取相應的措施來解決，才能使系統滿足可靠運行要求及使用要求。可靠性的分析包括合理的系統組成（誤報警）、抗干擾的分析，下面就這兩個個方面進行詳細分析。

3.1? 自動報警系統合理性誤報警的分析

3.1.1? 誤報警的定義及危害

（1）誤報警根據我國國家標準GB 4718—1996，誤報警的定義為：實際上沒有發生火災，而火災報警裝置發出了火災報警信號。

（2）誤報警的代價是巨大的。除了經濟方面的損失包括時間浪費、燃料消耗、消防設備折舊外，恐怕有一種代價比其它代價都大，那就是誤報警使人們喪失了對火警的緊迫感和危機感。

3.1.2? 引起誤報警的原因

引起誤報警的原因十分復雜，現分述如下：

（1）非火災煙塵。在多數情況下由非火災引起的煙塵是引起系統誤報的主要原因，其中以灰塵、吸煙引起的誤報警、水蒸汽、殺蟲劑、焊接作業產生的煙霧可能引發誤報警。在房間里燃燒廢紙，極易引起誤報警。

（2）環境因素。有些時候在一定的條件下也會引起系統的誤報比如電磁環境、氣流、溫度濕度，而環境因素是可以通過優化具體的設計避免誤報的發生。

（3）人為因素。在任何條件下人的主觀因素是不可忽視的重要因素，惡作劇、不遵守使用規則或在禁煙區吸煙等。然而人為因素同時也是通過嚴格的管理制度最容易避免的因素。

（4）施工方面的原因。施工過程造成的污染;施工質量差，線路絕緣達不到要求、接頭壓線接觸不良或布線不合理;系統接地被忽視，或接地達不到標準要求等。都是造成誤報的原因。

（5）元件老化和昆蟲入侵。實踐業已證明，服役期超過10年的系統由元件老化引起的毛病包括誤報警趨于增加，因此消防界有人認為探測器的壽命定為10年為宜舊。

（6）工程設計原因。有了好的產品，如果沒有正確的工程設計，同樣會頻頻出現誤報警。例如感煙探測器在正常情況下有煙塵出現的場所不適用，比如車庫和吸煙室等。

3.1.3? 合理的火災自動報警系統減少誤報警的對策

通過對產生誤報警原因的分析，作為前期設計人員，要對被保護建筑物的使用特點和保護要求有清楚的了解，要對所采用產品的性能有充分的了解，在這兩方面確實了解的基礎上，按有關國家標準規定，對整個工程進行系統設計，是減少誤報警的重要途徑。

3.2? 自動報警系統設計階段抗干擾的分析

3.2.1? 系統主要干擾源

在包鋼現階段以正常的生產環境位列變壓器、大型設備運轉、雷電現象、靜電感應等環境對火災報警系統來說都是必須面對的干擾源

3.2.2? 干擾對于火災自動報警系統造成的影響

干擾會對系統設備造成一定影響多數為控制器面板上的指示燈等顯示器件顯示不正常、嚴重時控制器造成死機 、丟失信息。

3.2.3? 解決干擾的措施

解決干擾的措施有很多種，主要有以下幾種：

（1）回蔽。工業生產現場的干擾源很多，在設計初期能預計可能的各種情況是有效的控制系統正常運行的前提條件。

（2）接地保護。接地是抑制干擾的重要方法。針對設計中重要的是要弄清楚設備接地和聯合接地的區別以便對施工提出合理要求。

4? 結語

通過這次的論文的編寫和大量資料的查閱，包鋼現階段的工業生產線上的火災自動報警系統的設計不應該單純的從某一方面去考慮系統設計是否合理以及是否可以正常運行，應該從影響系統正常運行的多個方面去綜合考慮。從系統組成、設備質量、設備選型及現場施工環境等方面去考慮系統抗干擾、可靠性的問題，采取確實可行的系統設計使火災自動報警系統達到更好的效果：盡早檢測到火災發生的信號，減少強電磁信號對系統干擾造成的誤報、漏報，能夠減少火災的損失，避免造成嚴重的后果。

現階段對于自動報警設備還在不斷的研究和開發，隨著電子技術飛速發展，火災探測報警技術領域會發生新的變化，帶來新的課題。這就要求工程設計人員不斷更新自己的知識，關注國內外火災探測報警技術的發展，在工程設計中應用先進的火災報警設備，并且根據應用的場所及其使用性質正確配備自動報警系統的設備。