冶金企業(yè)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)及可靠性分析

楊紫琪

摘? ? 要：文章討論了目前冶金企業(yè)中生產(chǎn)線上的各場(chǎng)所引發(fā)火災(zāi)的現(xiàn)狀特點(diǎn)。通過這些現(xiàn)狀特點(diǎn)找到安全可靠、使用方便、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，并對(duì)設(shè)計(jì)階段的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)可靠性進(jìn)行分析，下面就這幾兩個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)分析。

關(guān)鍵詞：生產(chǎn)線各場(chǎng)所;系統(tǒng)可靠性

1? 引言

作為一名從事鋼鐵行業(yè)電氣設(shè)計(jì)的人員，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)是必不可少的一部分內(nèi)容，而隨著國(guó)家和企業(yè)對(duì)消防的重視，我們對(duì)企業(yè)建設(shè)過程中的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究也應(yīng)該更加深入和細(xì)致。本文就結(jié)合包鋼實(shí)際情況和做過的一些火災(zāi)報(bào)警報(bào)警設(shè)計(jì)實(shí)例，研究和分析下鋼鐵冶金企業(yè)中大量存在的各生產(chǎn)線上的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其可靠性。

目前包鋼現(xiàn)有的工業(yè)生產(chǎn)線上的各功能場(chǎng)所較多用途各異，且具有可燃物比較多，發(fā)生火災(zāi)的概率大、電磁干擾性強(qiáng)等特點(diǎn)，針對(duì)以上這些特點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，應(yīng)具有可以早期檢測(cè)到火災(zāi)發(fā)生的信號(hào)，減少?gòu)?qiáng)電磁信號(hào)對(duì)系統(tǒng)干擾造成的誤報(bào)、漏報(bào)，能夠減少火災(zāi)的損失，避免嚴(yán)重的后果。因此對(duì)于這種對(duì)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)要求更高的場(chǎng)所，更需要對(duì)抗電磁干擾、探測(cè)器的靈敏度等可靠性方面進(jìn)行分析研究以及設(shè)計(jì)。

2 生產(chǎn)線上各場(chǎng)所火災(zāi)分析及自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一般說來鋼鐵冶金行業(yè)中生產(chǎn)線上各場(chǎng)所主要分為液壓區(qū)、控制區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)（配電室等），對(duì)于生產(chǎn)線而言各區(qū)域即相對(duì)獨(dú)立工作又因生產(chǎn)路程而相互關(guān)聯(lián)，針對(duì)這種復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境其火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的組成十分龐大，主要分為報(bào)警區(qū)域和探測(cè)區(qū)域而功能要求則根據(jù)被保護(hù)對(duì)象發(fā)生火災(zāi)時(shí)燃燒的特點(diǎn)確定。

2.1? 配電場(chǎng)所、液壓場(chǎng)所、控制場(chǎng)所的火災(zāi)隱患分析

2.1.1? 電氣火災(zāi)

在配電場(chǎng)所、控制場(chǎng)所主要的火災(zāi)隱患主要是電氣火災(zāi)，包括電器設(shè)備及電氣導(dǎo)線的火災(zāi)。

2.1.1.1? 電器設(shè)備火災(zāi)

（1）觸點(diǎn)接觸不良。當(dāng)電器開關(guān)觸點(diǎn)接觸不良時(shí)，在合、斷閘的時(shí)候產(chǎn)生電弧或火花會(huì)產(chǎn)生高溫將電器設(shè)備的塑料外殼或者附近的可燃物點(diǎn)燃引起火災(zāi)。

（2）電器設(shè)備本身升溫。當(dāng)電器設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)使內(nèi)部升溫點(diǎn)燃設(shè)備內(nèi)部的油或?qū)Ь€引起火災(zāi)。

2.1.1.2? 電氣導(dǎo)線

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

（2）導(dǎo)線壓接不牢?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際中，因?qū)Ь€壓接不牢引發(fā)的火災(zāi)時(shí)有發(fā)生。電氣線路中有許多連接點(diǎn)，如果這些接觸點(diǎn)表面粗糙、有污漬或壓接不牢，則會(huì)導(dǎo)致接觸電阻加大。

（3）絕緣老化。電氣線路年久失修、長(zhǎng)期過負(fù)荷運(yùn)行，都加速絕緣的老化。絕緣老化一個(gè)嚴(yán)重的后果就是很可能導(dǎo)致短路或漏電，進(jìn)而導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生，很多被歸結(jié)為由短路或漏電引發(fā)的火災(zāi)，根本原因其實(shí)在于絕緣的老化。

2.1.2? 液壓站場(chǎng)所的火災(zāi)隱患分析

由于包鋼許多生產(chǎn)線都有若干個(gè)液壓站來維持大型軋機(jī)等機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)，液壓站及潤(rùn)滑油庫是重點(diǎn)防火部位之一。存儲(chǔ)的油品大多為可燃液體油類，儲(chǔ)罐容最從幾十到幾千升不等，位于重型機(jī)械設(shè)備工作場(chǎng)所。根據(jù)生產(chǎn)工藝的需要，大量的液壓站及潤(rùn)滑油庫建于地下空間，有封閉式、敞開式等，具有儲(chǔ)油量多，火災(zāi)破壞力大，蔓延廣煙霧大等特點(diǎn)。這些火災(zāi)特性而言一旦發(fā)生火災(zāi)極易對(duì)廠房的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行威力巨大的破壞

2.2? 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)備配置有火災(zāi)報(bào)警控制器、短路隔離器、點(diǎn)式光電感煙探測(cè)器、紅外光束感煙探測(cè)器、纜式線型感溫探測(cè)器、手動(dòng)報(bào)警按鈕、輸入和控制等各種模塊。所有設(shè)備的選擇除了滿足設(shè)計(jì)及使用的要求外，最重要的是必須通過國(guó)家消防電子產(chǎn)品的檢驗(yàn)。

（1）火災(zāi)報(bào)警控制器的選型?？刂破鞯倪x擇：確定火災(zāi)報(bào)警控制器的容量時(shí)宜留有余量，不能將報(bào)警控制器每回路地址編碼的額定容量占滿。盡可能選“擇聯(lián)動(dòng)型 ”設(shè)有主、備電源自動(dòng)切換的供電裝置的機(jī)型。

（2）火災(zāi)報(bào)警探測(cè)器的選型?；馂?zāi)報(bào)警探測(cè)器應(yīng)根據(jù)房間的使用性質(zhì)及可燃物的性質(zhì)進(jìn)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(zāi)報(bào)警探測(cè)器的選型

該場(chǎng)所主要放置的是高、低壓配電柜，空間比較小適合用點(diǎn)型探測(cè)器。在火災(zāi)初期會(huì)產(chǎn)生大量的煙，所以選用點(diǎn)型光電感煙探測(cè)器。

②主控室、休息室等的火災(zāi)報(bào)警探測(cè)器的選型

該場(chǎng)所放置的是一些控制設(shè)備如電腦等或者辦公設(shè)備，空間比較小并且可燃物在火災(zāi)初期產(chǎn)生大量的煙，應(yīng)當(dāng)選用點(diǎn)型光電感煙探測(cè)器。

③變壓器室的火災(zāi)報(bào)警探測(cè)器的選型

變壓器室火災(zāi)隱患主要是變壓器升溫導(dǎo)致變壓器油引燃，并且變壓器是一個(gè)整體的設(shè)備適合在變壓器本體上纏繞纜式感溫探測(cè)器進(jìn)行火災(zāi)探測(cè)，為了保證系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)在變壓器上纏繞纜式線型感溫探測(cè)器并配合紅外火焰探測(cè)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(zāi)報(bào)警探測(cè)器的選型

該場(chǎng)所放置的主要是大量的電纜，火災(zāi)隱患主要是電纜升溫產(chǎn)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(cè)器進(jìn)行火災(zāi)探測(cè)。

（3）其它

①手動(dòng)報(bào)警按鈕聲光報(bào)警器。

②短路隔離器。

③輸入模塊。選用電子編碼開關(guān)量傳輸?shù)脑O(shè)備，因?yàn)檩斎肽K的作用就是把自動(dòng)水噴霧系統(tǒng)中的水流指示器、信號(hào)蝶閥、壓力開關(guān)等開關(guān)量反饋信號(hào)傳輸回控制器顯示其狀態(tài)。

④控制模塊。選用電子編碼DC24V工作電壓，反饋信號(hào)點(diǎn)為無源的。因?yàn)榭刂颇K控制的是自動(dòng)水噴霧系統(tǒng)中電磁閥，電磁閥的動(dòng)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(duì)講的電話。

3? 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)可靠性分析

對(duì)于火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)來說，影響系統(tǒng)正常運(yùn)行最重要的就是系統(tǒng)的可靠性，只有對(duì)影響系統(tǒng)的可靠性的因素進(jìn)行深入的分析，然后在做設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮這些因素，并采取相應(yīng)的措施來解決，才能使系統(tǒng)滿足可靠運(yùn)行要求及使用要求?？煽啃缘姆治霭ê侠淼南到y(tǒng)組成（誤報(bào)警）、抗干擾的分析，下面就這兩個(gè)個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)分析。

3.1? 自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)合理性誤報(bào)警的分析

3.1.1? 誤報(bào)警的定義及危害

（1）誤報(bào)警根據(jù)我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 4718—1996，誤報(bào)警的定義為：實(shí)際上沒有發(fā)生火災(zāi)，而火災(zāi)報(bào)警裝置發(fā)出了火災(zāi)報(bào)警信號(hào)。

（2）誤報(bào)警的代價(jià)是巨大的。除了經(jīng)濟(jì)方面的損失包括時(shí)間浪費(fèi)、燃料消耗、消防設(shè)備折舊外，恐怕有一種代價(jià)比其它代價(jià)都大，那就是誤報(bào)警使人們喪失了對(duì)火警的緊迫感和危機(jī)感。

3.1.2? 引起誤報(bào)警的原因

引起誤報(bào)警的原因十分復(fù)雜，現(xiàn)分述如下：

（1）非火災(zāi)煙塵。在多數(shù)情況下由非火災(zāi)引起的煙塵是引起系統(tǒng)誤報(bào)的主要原因，其中以灰塵、吸煙引起的誤報(bào)警、水蒸汽、殺蟲劑、焊接作業(yè)產(chǎn)生的煙霧可能引發(fā)誤報(bào)警。在房間里燃燒廢紙，極易引起誤報(bào)警。

（2）環(huán)境因素。有些時(shí)候在一定的條件下也會(huì)引起系統(tǒng)的誤報(bào)比如電磁環(huán)境、氣流、溫度濕度，而環(huán)境因素是可以通過優(yōu)化具體的設(shè)計(jì)避免誤報(bào)的發(fā)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(guī)則或在禁煙區(qū)吸煙等。然而人為因素同時(shí)也是通過嚴(yán)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(zhì)量差，線路絕緣達(dá)不到要求、接頭壓線接觸不良或布線不合理;系統(tǒng)接地被忽視，或接地達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求等。都是造成誤報(bào)的原因。

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

（6）工程設(shè)計(jì)原因。有了好的產(chǎn)品，如果沒有正確的工程設(shè)計(jì)，同樣會(huì)頻頻出現(xiàn)誤報(bào)警。例如感煙探測(cè)器在正常情況下有煙塵出現(xiàn)的場(chǎng)所不適用，比如車庫和吸煙室等。

3.1.3? 合理的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)減少誤報(bào)警的對(duì)策

通過對(duì)產(chǎn)生誤報(bào)警原因的分析，作為前期設(shè)計(jì)人員，要對(duì)被保護(hù)建筑物的使用特點(diǎn)和保護(hù)要求有清楚的了解，要對(duì)所采用產(chǎn)品的性能有充分的了解，在這兩方面確實(shí)了解的基礎(chǔ)上，按有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)整個(gè)工程進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是減少誤報(bào)警的重要途徑。

3.2? 自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段抗干擾的分析

3.2.1? 系統(tǒng)主要干擾源

在包鋼現(xiàn)階段以正常的生產(chǎn)環(huán)境位列變壓器、大型設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)、雷電現(xiàn)象、靜電感應(yīng)等環(huán)境對(duì)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)來說都是必須面對(duì)的干擾源

3.2.2? 干擾對(duì)于火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)造成的影響

干擾會(huì)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備造成一定影響多數(shù)為控制器面板上的指示燈等顯示器件顯示不正常、嚴(yán)重時(shí)控制器造成死機(jī) 、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(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的干擾源很多，在設(shè)計(jì)初期能預(yù)計(jì)可能的各種情況是有效的控制系統(tǒng)正常運(yùn)行的前提條件。

（2）接地保護(hù)。接地是抑制干擾的重要方法。針對(duì)設(shè)計(jì)中重要的是要弄清楚設(shè)備接地和聯(lián)合接地的區(qū)別以便對(duì)施工提出合理要求。

4? 結(jié)語

通過這次的論文的編寫和大量資料的查閱，包鋼現(xiàn)階段的工業(yè)生產(chǎn)線上的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不應(yīng)該單純的從某一方面去考慮系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合理以及是否可以正常運(yùn)行，應(yīng)該從影響系統(tǒng)正常運(yùn)行的多個(gè)方面去綜合考慮。從系統(tǒng)組成、設(shè)備質(zhì)量、設(shè)備選型及現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境等方面去考慮系統(tǒng)抗干擾、可靠性的問題，采取確實(shí)可行的系統(tǒng)設(shè)計(jì)使火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)達(dá)到更好的效果：盡早檢測(cè)到火災(zāi)發(fā)生的信號(hào)，減少?gòu)?qiáng)電磁信號(hào)對(duì)系統(tǒng)干擾造成的誤報(bào)、漏報(bào)，能夠減少火災(zāi)的損失，避免造成嚴(yán)重的后果。

現(xiàn)階段對(duì)于自動(dòng)報(bào)警設(shè)備還在不斷的研究和開發(fā)，隨著電子技術(shù)飛速發(fā)展，火災(zāi)探測(cè)報(bào)警技術(shù)領(lǐng)域會(huì)發(fā)生新的變化，帶來新的課題。這就要求工程設(shè)計(jì)人員不斷更新自己的知識(shí)，關(guān)注國(guó)內(nèi)外火災(zāi)探測(cè)報(bào)警技術(shù)的發(fā)展，在工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用先進(jìn)的火災(zāi)報(bào)警設(shè)備，并且根據(jù)應(yīng)用的場(chǎng)所及其使用性質(zhì)正確配備自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)備。