白蓮崖水電站火災自動報警系統的設計

鮑舒眉

摘要:火造福于人類,給人類提供能源,帶來光和熱,若使用不當也會造成不可估量的損失,配備消防設備將會減少不必要的損失。本文闡述了白蓮崖水電站火災自動報警系統的結構形式、選型配置、功能。

關鍵詞:耐火等級 火災自動報警系統 探測器 聯動裝置

中圖分類號:TP27 文獻標識碼:A文章編號:1006-8937(2009)03-0117-02

1 前言

隨著我國現代化建設的發展,對火災的防范越來越被人們所重視。為了避免火災,一方面要減少火災發生的因素,另一方面要在發生火災時,及時報警,并采取有效措施控制火情的發展,將火災消滅在萌芽狀態,確保人身安全,最大限度減少社會財富的損失。水利工程作為保障農業生產和國民經濟穩定發展的重要設施,采用火災自動報警系統尤為重要。根據原能源部、公安部、水利部《水利水電工程設計防火規范》、《火災自動報警系統設計規范》,并參照《建筑設計防火規范》等有關規定,以白蓮崖水電站為例介紹火災自動報警系統如何實現消防系統的“防消結合,以防為主”功能。

2 工程概況

白蓮崖水電站(以下簡稱電站)位于安徽省六安市霍山縣境內,在淮河南岸的漫水河上,以防洪為主,結合發電、灌溉,是治理淮河流域的骨干性控制工程。引水式電站地面廠房內安裝兩臺套立軸混流式水輪發電機組,單機容量25MW,年利用小時數為2210h。年發電量1.0552億KW·h,向安徽電網供電并承擔電網的調峰任務。電站按無人值班設計,設有計算機監控系統和工業電視系統。電站主廠房共分四層:從上至下依次為安裝場層、電機層、水輪機層、蝶閥廊道層。副廠房位于主廠房上游側,副廠房共設三層,副一層(與發電機層同高程,以下簡稱發電機層)為電纜廊道。一層(與安裝場層同高程,以下簡稱安裝場層)為配電控制層。二層為生產輔助性用房。

3 電站耐火等級的確定

根據《水利水電工程設計防火規范》防火等級一般分為點建筑防火與非重點建筑防火兩個等級。白蓮崖水電站為二類建筑即非重點防火建筑,構筑物的火災危險性類別和耐火等級見下表。根據《火災自動報警系統設計規范》等國家現行的有關設計標準、規范,火災自動報警系統根據保護對象的使用性質、火災危險性、疏散和撲救難度等分為特級、一級、二級,白蓮崖水電站根據以上因素設為一級保護對象。

主要生產構筑物的火災危險性類別和耐火等級筑物名稱性類別、安裝間2丙配電室4母線廊道、豎井5電池室6閉組合電器開關站7壓器場8其儲氣罐室9室。

4 火災自動報警系統組成及外部配置

火災自動報警系統的設計要點是:根據被保護對象發生火災時燃燒的特點確定火災類型;根據所需防護面積、位置;按照火災探測器的總數和其他報警裝置(如手報)數量確定火災報警控制器的總容量;根據消防設備確定聯動控制方式;按防火滅火要求確定報警和聯動的邏輯關系。火災自動報警系統分三種形式設計:區域火災自動報警系統,集中火災自動報警系統和控制中心報警系統。

根據其火災危險性類別和耐火等級和社會重要性確定為一級保護對象,采用控制中心報警系統。包括一臺集中火災報警控制器和兩臺機組報警控制器及相應的探測器、聲光報警器、報警按鈕以及聯動裝置等。

根據規范規定,為了保證火災自動報警系統在任何情況下有電,設置主電源和事故備用電源。主電源采用由2路站用電源供電的消防電源,備用電源為引自事故照明箱的事故電源和報警系統自帶24V電源。發生火災,關閉正常電源,切換至事故照明箱事故電源。事故電源失電切換至自帶24V電源,容量為12AH。

設置消防專用電話,設在與消防聯動控制有關的經常有人值班的控制室。

5 火災報警控制器主要配置及安裝場所

火災報警控制器是火災自動報警系統的中樞,它接受信號并作出分析判斷,一旦發生火災,它立即發出火警信號并啟動相應消防設備。計算機技術的發展使傳統的開關量多線制系統已被模擬量總線制系統所替代。

火災報警控制器部分主要包括1塊主控制模塊,8塊回路模塊,1塊聯動模塊,1塊顯示模塊,1塊智能電源模塊,1塊智能信號輸入模塊以及計算機圖形監控系統等設備。

副廠房二層、安裝場層、發電機層、電纜廊道、水輪機層的報警信號分別由5塊回路模塊控制,#1發電機、#2發電機由機組配套的探測器及報警控制器并發送報警接點至智能信號輸入模塊。非重點防火建筑設計中,探測器可并接在一條回路,在每個回路允許并聯的探測器數量最多不超過20只。每個回路根據防火分區、使用場所配置合適的感溫、感煙、感光探測器、定溫電纜等終端設備等。每個回路均設一手動報警按鈕,設在出入方便和明顯的樓梯位置,在每層安裝聲光報警器自動報警。

6 火災探測、聯動裝置的選擇布置

火災探測器(以下簡稱探測器)是火災自動報警系統按探測對象分為感煙探測器、感溫探測器、感光探測器以及氣體探測器,按其測控范圍又可分為點型探測器和線型探測器兩大類。

根據水電站不同場所發生火災初期產生的狀況,探測場所的大小以及設備、設施的重要性的不同,劃分出若干個報警小區,在一個報警小區里,可由幾個探測區域組成,每個探測區域至少選用一路探測器,選擇感煙探測器、感溫探測器或感光探測器。

在會議室、吸煙室等可能產生非火災煙霧場所設置感溫探測器,油庫平時揮發油霧火災時火焰較大,采用感煙探測器易造成誤動,因此設置感光探測器。電纜的火災大多由短路造成,在發生火災的初期發熱嚴重并產生大量的煙霧,因此采用在電纜橋架設置定溫電纜輔以吸頂的感煙探測器組合。為了準確而及時的預報電纜火災事故,熱敏電纜根據電纜走向在支架中分層布置,并以正弦波方式接觸安裝于所有被保護的動力電纜或控制電纜的外護套上面。探測器具體設置參見下圖。

根據探測器對測控范圍、空間的要求,布置其數量。感光、感煙探測器據墻壁和梁的水平距離大于0.5m;感煙探測器的安裝間距不大于15m;在有突出梁的場所安裝探測器,梁高低于200mm不計其影響,視為平頂;梁高大于600mm,被梁隔斷的每個區域應至少安裝一只探測器;梁高大于200mm低于600mm,1只探測器可以保護多個區域,但需考慮設置的對稱性、均勻性。感溫探測器的布置要求與感光、感煙探測器相似,但安裝間距不大于10m,感溫探測器安裝高度不大于8m。

電站設有送風系統,主要由防火閥、送風機、管路、風口等組成,正常環境時運行,發生火災時關閉。送風機管道上的防火閥溫度達到70℃時,其閥門關閉,并輸出電接點信號,行程開關輸出接點可直接聯動送風機關閉。在電動防火閥處設置控制模塊,火災報警后用控制模塊關閉有關部位的空調送風系統,并返回動作信號。同時還設手動直接控制裝置。聯動控制臺與送風機控制箱之間應設多線制聯動控制線,做到在聯動控制臺能自動和手動控制送風機。

7 水電站報警系統主要功能

火災自動報警系統是由觸發器件、火災警報裝置,以及具有其他輔助功能的裝置組成。它是人們為了早期發現和通報火災,并及時采取有效措施,控制和撲滅火災,報警系統結構模塊化,具有智能報警及系統自我診斷,調試方便。以下簡單介紹白蓮崖火災自動報警系統功能。

火災報警、設備聯動:發生火災時,火警燈常亮,液晶屏上分頁顯示各報警點的設備名稱、位置及報警時間、報警總數等信息,喇叭發出變調報警聲。控制器可以自動或手動發出啟動命令,命令發出后,聯動燈常亮,通過見操作鍵盤,可查詢啟動地址點信息。聯動設備有設備動作信號反饋時,聯動燈常亮,液晶屏上顯示動作總數、動作點的設備名稱、位置及動作時間等信息,喇叭發出變調報警聲。

火警、啟動優先:控制器正在進行故障或預警報警時,若發生火警、設備動作,則立即轉為報火警、動作等信號。

故障報警:探測器、輸入/輸出模塊斷線或編解碼電路發生故障時,總故障燈亮,液晶屏顯示報警故障總數、地址、位置、設備名稱、時間等信息,喇叭發出斷續報警聲。

預警:探測器及輸入/輸出模塊因長期老化或重碼等原因引起的采樣值偏高,又不至于報火警時,預警燈亮,液晶顯示預警總數,地址、設備名稱、時間等信息,喇叭發出故障聲。故障、預警為同等級別事件,同屏顯示。在發生火警或有動作信號反饋時,通過主菜單可查詢故障和預警信息。

電源故障報警:主電源過、欠壓或失電,備用電源低于額定放電值或失電時,喇叭發出故障報警聲,相應狀態指示燈由綠變黃。

設備啟動與停止:“自動允許”時,控制器在火警狀態下,能按設定的邏輯編程關系啟動相應輸出模塊。在任何情況下,操作員可通過鍵盤“啟動”或“停止”指定輸出模塊,即手動優先。

報警信號與聯動設備的動作邏輯關系:當控制器接到火災報警信號時,應聯動開啟消防增壓泵,同時關閉所有通風機并開啟聲光報警器。

計算機圖形監控系統:當有火災報警時,計算機圖形監控系統能自動顯示報警區域的圖形,以不同顏色的閃爍表示各探測器的火警,并配有相關的中文信息,可以直觀地顯示報警及聯動狀況,幫助全面的掌握現場的情況,有序指揮滅火工作。自動存儲火災報警控制系統的狀況并可以實時打印。自動形成歷史檔案。

與其它系統的通信接口:本裝置應設有至少兩個RS–232/485通信口,與計算機監控系統、工業電視系統接口通信,將報警及聯動信息送至上述兩系統。

另外報警系統具有:地址屏蔽、釋放與登記、打印記錄、消音、復位、關機、失電記憶、火警信號輸出、直接輸出觸點、報警靈敏度設置、自診斷功能。

8 結束語

消防安全工作是一項十分重要的工作,它直接關系到人們的生命財產安全。由于現有技術的局限性,使火災探測器在監視環境中存在一定的誤報率。目前國內一些科研開發機構,火災實驗室的專家們正在致力火災物量信息的基礎研究工作。隨著電氣設備性能的日趨完善和微型處理機技術的普及與廣泛應用,消防報警及聯動控制設備的智能化程度、可靠性越來越高,將產生更新更好的產品,消防系統的自動報警設計也將不斷地協調創新和應用完善,以便更好的服務于社會生產。

參考文獻:

[1] GB50116-1998,火災自動報警系統設計規范[S].

[2] GB50116-1998,建筑設計防火規范[S].

[3] GBJ-1987,高層民用建筑設計防火規范[S].