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空气采样感烟探测报警系统在高架库中的应用

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发表于 2016-12-21 16:04:05 |显示全部楼层
  摘要:卷烟生产企业越来越多地使用高架库,空气采样感烟探测报警系统广泛地应用其中。本文针对高架库的消防特点,介绍了空气采样感烟探测报警系统的工作原理、优点以及应用案例。


  关键词:高架库、消防、空气采样感烟探测报警系统


  我国大多数卷烟厂在进行技术改造时,都采用了联合生产工房的形式,即把制丝、卷包、膨胀烟丝、薄片、辅料库、成品库、掺兑库、配方库等高架库均设置在同一座建筑物内,以达到生产连续、物料运输短和集中管理的目的。很多企业为了做好消防工作,在高架库中采用了空气采样感烟探测报警系统。


  高架库消防情况概述


  根据GB50016《建筑设计防火规范》的规定,烟草储存的火灾危险性定性为丙类中的“可燃固体”,烟草的燃点为220度,其主要的燃烧现象为自燃、阴燃、着火三种形式。


  以济南卷烟厂为例,其高架库货架高度为22米,消防工作具有如下特点:


  1.高架库消防完全依赖自动灭火系统进行灭火保护,人员消防施救或补救措施实施困难。


  2.高架库内货架货位密集排列,货位内货物之间相互遮挡,跨货位灭火困难。


  3.高架库货位内可供消防设施安装和运行维护的富余净空有限,消防空间狭小。


  4.高架库内货位之间不设封闭隔离,货位空间联通,火灾时高温烟雾容易蔓延扩散,波及毗邻货位造成热烟蔓延起火。卷烟燃点较低(烟草燃点175℃,纸箱燃点130℃),200℃高温热烟所到之处,即使没有明火,卷烟也可以被引燃起火。


  5.高架库货架列间缝隙和堆垛机巷道在库内纵横贯通,形成气流竖井,有烟囱效应,火灾时成为热对流通道,加剧燃烧的链式反应,帮助火焰快速向上层货位燃烧,热烟快速向库房上层蔓延。在竖井条件下,热烟垂直向上蔓延的速度可达到4米/秒,速度很快,所以高架库火灾的纵向扩展十分迅速,火势沿货架层层蔓延、扩散,扑救难度大、容易失控形成大火。


  仓库防火一直是烟草行业安全管理的重点,高架库更是如此。鉴于高架库的上述特点,传统的火灾自动报警系统难以满足要求,必须选择更先进、更可靠的消防设施,才能最大限度地减少生命和财产损失。目前,各卷烟厂高架库均选用空气采样感烟探测报警系统。


  空气采样感烟探测报警系统的工作原理及特点


  (一)工作原理


  空气采样感烟探测报警系统包括探测器和采样网管。探测器由吸气泵、过滤器、激光探测腔、控制电路、显示电路等组成。吸气泵通过PVC管或钢管所组成的采样管网,从被保护区内连续采集空气样品放入探测器。空气样品经过过滤器组件滤去灰尘颗粒后进入探测腔,探测腔有一个稳定的激光光源。烟雾粒子使激光发生散射,并被阵列式接收器接收,经过系统分析,接收器将光信号转换成电信号后送到探测器的控制电路,信号经处理后转换为一个适宜的输出信号。根据预先设定的报警阈值,发出各级警报,依次为警觉级、行动级、火警1级、火警2级。


  空气采样感烟探测报警系统在探测方式上,完全突破被动感知火灾烟气、温度和火焰的局面,主动进行空气采样,快速、动态地识别和判断出空气中各种聚合物和烟粒子。由于它能探测物质燃烧初期所产生的气溶胶或烟雾粒子浓度,在火灾初期消除火灾隐患,使火灾的损失降到最小,因此也被称之为极早期烟雾探测预警系统,相对于传统火灾探测报警技术产生了质的飞跃。


  (二)系统特点


  1.探测灵敏度高、误报率低。空气采样感烟探测报警系统具有高精度的激光探测器,探测范围广,灵敏度高,对被测粒子的发生源及大小无要求;先进的激光探测技术,比传统探测器高1000倍以上,可提早2~4小时报警。


  2.采样方式灵活简便,探测器的采样管可以布置在天花板下、回风口处、地板下、机柜内,也可以采取复合式采样。


  3.由于空气采样采用无源的传输方式,且采样管网通常使用PVC材料,所以保护区域无电源线和信号线,可防爆并抗强电磁的干扰。


  4.采用模块化及网络化的结构,多台机器既可近距离组网也可远距离组网,大大节约了费用并便于集中管理。另外,其超强的网络功能,可实现集中式网络化管理。


  5.探测器所带的继电器可实现与其相关的火灾报警设备、故障报警设备、灭火设施等联动控制,也可通过接口设备与其他传统报警系统相连接,所以空气采样具有方便的兼容能力,能与传统的火灾探测报警控制设备兼容。


  6.空气采样采用独特的探测方式,主动通过PVC管从保护区取样探测,还可直接从设备里取样、安装、调试,较为方便。


  7.空气采样特设黑匣子功能,能记录通电、断电、火灾时间、烟雾曲线和系统故障等历史数据,并能通过微机查看或打印,为分清火灾事故责任提供依据。


  空气采样感烟探测报警系统在高架库中的应用


  济南卷烟厂联合工房共有成品库、辅料库、掺兑库、配方库等4个高架库,均安装了VESDA空气采样感烟探测报警系统,共设56台探测设备,保护面积约6万平方米。该系统自2007年底验收到现在,始终正常有效运行。


  通常情况下,在火灾发展的初始阶段,往往因为高架库中的一些设备或线缆过电压、过电流而挥发出微量的烟雾粒子,人们虽然看不到它,但能嗅到烟雾中的异味。这说明空气中已出现了烟雾,只不过烟雾的浓度低于人眼的视觉阈值,也低于普通报警探测器的报警阈值。即使产生了很浓的烟雾,由于空调及通风设备在高架库内的大量采用,使烟雾变得很稀薄,普通感烟探测器也难以察觉。


  而空气采样感烟探测报警系统的工作原理是光散射测量技术,当激光照射到空气样品上时,不同直径的烟粒子发生的散射现象是不一致的。普通感烟探测器都只对某些物质材料燃烧产生的烟雾响应好,而对另外一些材料产生的烟雾响应差,如光电感烟探测器对合成材料产生的烟雾敏感,离子感烟探测器对天然材料产生的烟雾比较敏感,而空气采样感烟探测报警系统对各种材料产生的烟雾都敏感,对任何大小的烟雾粒子均有很好的响应。这种激光散射的测量方法精确,测量范围宽,灵敏度高,因此对微量的烟雾也能探测报警。


  VESDA空气采样感烟探测报警系统采用PVC采样管,管内无任何电子器件,因此不会受到高架库内电磁环境的干扰,所以空气采样感烟探测报警系统也可用于防爆环境。其多级过滤方式一方面将大的灰尘、脏物过滤掉,另一方面又将精细过滤后的洁净空气送回探测腔,时时刻刻清洗腔内的光学元件,而且空气采样感烟探测报警系统还采用了结合激光技术的灰尘处理和识别分离(LDDTM)功能,因此这种设备可以较长时间不用清洗和校正,不仅降低了误报率,而且延长了系统的使用寿命,满足了高架库的不间断火情监测的需要。


  一般的感烟探测器必须每年或每两年清洗和校正一次,在清洗和校正期间,火灾自动报警系统无法对高架库实施火情监测,从而使监视对象较长时间处于无监测状态,而且探测器的清洗和校正所需费用较高,从而增加了运行费用。VESDA空气采样感烟探测报警系统灵敏度高,得益于其所具有的自动环境学习功能(classfire),可以根据周围的环境自行进行学习,然后根据所积累的数据设定灵敏度,以达到任何环境下都能精确探测的效果;该系统还具有可以鉴别出灰尘、潮气和烟雾存在的功能和自动比较功能,并可设置警报的延时输出。经过一段时间的比较,系统可以确定烟雾的稳定变化情况后再发出警报,从而避免由于环境的异常变化造成的误报,提高了报警的可靠性。


  济南卷烟厂使用的VESDA空气采样感烟探测报警系统还能与西门子火灾自动报警系统控制器相连,实现双路报警,并通过西门子火灾自动报警系统联动全厂其他相关消防设备。

  济南卷烟厂高架库为无人值守方式,因此高架库的远距离集中监控就变得非常必要。VESDA空气采样感烟探测报警系统对有局域网的场合采用开放协议高级接口,其设备不但与局域网相连,还采用网络终端机进行联网,以自动拨号的方式通过市话网直接传到该产品供应商的监控中心,监控中心运行专门的监控软件,可读取各高架库中空气采样感烟探测系统所获得的信息,从而进行远程编程和维护。(济南卷烟厂 张国欣)

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