糖廠自動(dòng)射流滅火系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)

覃 思

（中國(guó)輕工業(yè)南寧設(shè)計(jì)工程有限公司，廣西 南寧 530031）

0 引言

隨著人們生活水平的提高和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)糖的需求也在增加，這促進(jìn)了糖廠的規(guī)模擴(kuò)大和自動(dòng)化程度的提高。因?yàn)樘菑S車間面積大、設(shè)備多且員工密度大，一旦發(fā)生火災(zāi)，勢(shì)必會(huì)給糖廠財(cái)產(chǎn)和員工生命安全帶來(lái)重大損失。所以，早期火災(zāi)的精準(zhǔn)探測(cè)并迅速撲滅，是車間火災(zāi)防控的重點(diǎn)。

糖廠因?yàn)樵O(shè)備品種多、工藝復(fù)雜，所以車間的層高或者區(qū)域分隔存在差異性，除了一般空間場(chǎng)所，還會(huì)出現(xiàn)高度超過(guò)12米的大空間區(qū)域。在建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB50016-2014［1］中規(guī)定，常規(guī)感煙探測(cè)器的最大安裝高度為12米，感煙僅為8米；而自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50084-2017［2］也規(guī)定，常規(guī)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)僅適用于8米以下的民用與工業(yè)建筑或8~12米的非倉(cāng)庫(kù)類高大凈空?qǐng)鏊?。所以，?duì)車間內(nèi)高度超過(guò)12米的大空間區(qū)域，無(wú)論是噴灑頭還是常規(guī)的感煙、感溫探測(cè)器的作用效果都因?yàn)楦叨认拗贫鵁o(wú)法正常發(fā)揮作用，而自動(dòng)射流滅火系統(tǒng)則解決了這個(gè)問(wèn)題。自動(dòng)射流滅火系統(tǒng)具有定位精準(zhǔn)、探測(cè)距離遠(yuǎn)、保護(hù)面積大、噴射流量大、響應(yīng)速度快、誤報(bào)率低等多種優(yōu)點(diǎn)，能夠極大消除火災(zāi)隱患，保障糖廠財(cái)產(chǎn)安全和員工生命安全。

1 系統(tǒng)概述

自動(dòng)跟蹤定位射流滅火系統(tǒng)是利用紅外線、數(shù)字圖像或其他火災(zāi)探測(cè)組件對(duì)火焰的探測(cè)進(jìn)行早期火災(zāi)跟蹤定位，并通過(guò)自動(dòng)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)滅火的固定射流滅火系統(tǒng)。

1.1 系統(tǒng)組成

該系統(tǒng)主要由自動(dòng)射流滅火裝置、閥門、供水管道、消防泵組、末端試水裝置及控制設(shè)備即智能滅火裝置控制器、解碼器和現(xiàn)場(chǎng)控制盤等組成，示意圖如圖1所示。

1.2 控制設(shè)備

自動(dòng)跟蹤定位射流滅火系統(tǒng)的控制設(shè)備介紹如下。

智能滅火裝置控制器采用一體化設(shè)計(jì)，具有視頻預(yù)覽、錄像和回放功能，火災(zāi)報(bào)警聲光顯示和消防聯(lián)動(dòng)功能，前端設(shè)備管理、控制功能和日志記錄、查詢功能，可與常規(guī)火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)配套使用，組成一套集中管理的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。

解碼器是滅火裝置和消防閥門的驅(qū)動(dòng)設(shè)備，具有采集閥門狀態(tài)及水流狀態(tài)的功能。

圖1 自動(dòng)射流滅火系統(tǒng)組成示意圖

現(xiàn)場(chǎng)控制盤可現(xiàn)場(chǎng)控制滅火裝置、消防閥和消防泵，可控制同回路任一地址的滅火裝置。

1.3 工作原理

自動(dòng)射流滅火裝置的探測(cè)組件，具有火災(zāi)探測(cè)功能。探測(cè)組件通過(guò)對(duì)火焰的紅外光譜，紫外光譜特征進(jìn)行雙重采集，并將采集信息送入智能滅火裝置控制器進(jìn)行分析處理，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的確定后，啟動(dòng)裝置對(duì)火焰進(jìn)行定位射流滅火控制。

滅火裝置控制器必須配合解碼器使用，具有無(wú)源輸入聯(lián)動(dòng)控制輸出、閥電控制輸出、CAN總線通訊技術(shù)等功能，能接收來(lái)自解碼器的無(wú)源信號(hào)輸入，報(bào)警時(shí)有無(wú)源聯(lián)動(dòng)輸出。控制器通過(guò)無(wú)源方式啟動(dòng)解碼器而產(chǎn)生多路聯(lián)動(dòng)控制信號(hào)，同樣通過(guò)接收無(wú)源信號(hào)來(lái)達(dá)到聯(lián)動(dòng)報(bào)警等功能?？刂破饕坏┙邮盏交鹁盘?hào)，將立即啟動(dòng)該區(qū)域的滅火裝置進(jìn)行掃描，并精確定位射流滅火，同時(shí)聯(lián)動(dòng)水泵、閥門、消防報(bào)警和視頻記錄等配套設(shè)備進(jìn)行火災(zāi)撲救。

2 工程應(yīng)用

2.1 工程概況

某糖廠車間共五層，建筑高度40米。該車間三、四層某處的上下對(duì)應(yīng)位置存在一個(gè)約長(zhǎng)40米、寬8米的大型設(shè)備檢修孔，根據(jù)建筑防火要求，需要進(jìn)行自動(dòng)跟蹤定位射流滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該區(qū)域共設(shè)置4臺(tái)噴射型自動(dòng)跟蹤定位射流滅火裝置。

2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本工程采用噴射型自動(dòng)跟蹤射流滅火系統(tǒng)，該滅火裝置為噴水、探測(cè)一體化產(chǎn)品，該系統(tǒng)設(shè)有自動(dòng)控制、手動(dòng)控制和現(xiàn)場(chǎng)控制三種控制方式。

自動(dòng)控制：扇形炮完成定位后，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，聯(lián)動(dòng)電磁閥水泵等配套設(shè)備噴水滅火，火災(zāi)撲滅后自動(dòng)關(guān)閉電磁閥和水泵。如有復(fù)燃，重復(fù)所有動(dòng)作。

手動(dòng)控制：扇形炮完成定位后，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，此時(shí)，人工打開電磁閥和水泵等配套設(shè)備噴水滅火。同時(shí)，在控制室可以通過(guò)智能滅火裝置控制器遠(yuǎn)程并可視控制噴射型自動(dòng)射流滅火裝置、電磁閥及消防泵動(dòng)作。

現(xiàn)場(chǎng)控制：在現(xiàn)場(chǎng)可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)控制盤手動(dòng)控制噴射型自動(dòng)射流滅火裝置、電磁閥及消防泵動(dòng)作。

噴射型自動(dòng)跟蹤射流滅火系統(tǒng)報(bào)警原理，如圖2所示。在車間處設(shè)置區(qū)域控制箱，區(qū)域控制箱通過(guò)光纖傳輸至消防控制室滅火裝置控制器。

圖2 噴射型自動(dòng)跟蹤射流滅火系統(tǒng)報(bào)警原理圖

2.3 平面布置

噴射型自動(dòng)跟蹤射流滅火系統(tǒng)報(bào)警平面布置圖，如圖3所示。解碼控制器與探測(cè)組件或水炮的安裝距離≤1m；手動(dòng)控制盤安裝高度為距地面1.5m靠墻壁安裝，操作時(shí)應(yīng)能看清炮體動(dòng)作。

2.4 系統(tǒng)配置

噴射型自動(dòng)跟蹤射流滅火系統(tǒng)配置在保證防火設(shè)計(jì)要求下可以根據(jù)用戶需求和預(yù)算進(jìn)行靈活配置。本工程主要設(shè)備配置表，如表1所示。本工程消防控制室內(nèi)設(shè)置一套UPS電源裝置和一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜，標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜用于安裝滅火裝置控制器、矩陣切換器等設(shè)備。

圖3 噴射型自動(dòng)跟蹤射流滅火系統(tǒng)報(bào)警平面布置圖

表1 工程主要設(shè)備配置表

2.5 供電電源

滅火裝置電壓為直流DC12V由解碼器提供，解碼器由區(qū)域控制箱供電，其中心設(shè)備和區(qū)域控制箱均為交流220V供電。

2.6 電纜選擇和布線

系統(tǒng)的供電線路和傳輸線路安裝時(shí)選擇使用電纜的各項(xiàng)指標(biāo)、參數(shù)以及耐火等級(jí)需要符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和工程設(shè)計(jì)要求，以確保整個(gè)系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行。

所有線纜均采用耐火型電纜穿鋼管敷設(shè)，電源線與信號(hào)線及其他通訊線應(yīng)分別單獨(dú)穿管，不得穿入同一線管。強(qiáng)電與弱電不應(yīng)穿同一根線管。

2.7 系統(tǒng)接地

系統(tǒng)接地是抑制干擾的重要措施，當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生不明故障和誤報(bào)火警時(shí)，首先考慮的是系統(tǒng)接地是否良好。根據(jù)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50116-2013［3］要求，應(yīng)符合下列規(guī)定。

第一，本工程考慮電子設(shè)備和防雷共用接地系統(tǒng)時(shí)，接地電阻應(yīng)小于1歐姆。

第二，消防控制室內(nèi)所有電氣和電子設(shè)備的金屬外殼、機(jī)柜、機(jī)架和金屬管、槽等，應(yīng)采用等電位連接。

3 結(jié)語(yǔ)

糖廠設(shè)置工藝設(shè)備多，所以一般采取高且面積大的空間設(shè)計(jì)，一旦發(fā)生火災(zāi)極易迅速燃燒且燃燒范圍廣。對(duì)糖廠的火災(zāi)防控，滅火的有效性和經(jīng)濟(jì)性應(yīng)重點(diǎn)考慮。對(duì)糖廠內(nèi)可燃物不集中的大空間場(chǎng)所，若采用常規(guī)消防系統(tǒng)，大面積安裝噴灑頭，由于噴頭距離火源高度大，噴出的水滴受空間高度影響更分散，灑水密度低無(wú)法有效滅火；常規(guī)的感煙、感溫探測(cè)器也無(wú)法正常探測(cè)報(bào)警?；谝陨显?，采用自動(dòng)射流滅火系統(tǒng)可以很好的解決這些問(wèn)題，自動(dòng)跟蹤定位射流滅火系統(tǒng)集防火、監(jiān)控、自動(dòng)滅火于一體，節(jié)省了資源、降低了成本、提高了效率。電氣設(shè)計(jì)將常規(guī)火災(zāi)報(bào)警聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)與自動(dòng)跟蹤定位射流滅火系統(tǒng)結(jié)合，互相補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)對(duì)糖廠全方位火災(zāi)探測(cè)與防護(hù)，為安全生產(chǎn)做出貢獻(xiàn)。