介紹了珠江電廠1#、2#機消防報警系統(tǒng)的配置、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、功能及特點。該自動報警系統(tǒng)各設(shè)備之間通過主機地址編碼實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信,環(huán)網(wǎng)式結(jié)構(gòu)使整個系統(tǒng)更為合理。

1工程概況
    廣東省珠江電廠Ⅰ期為2臺300MW容量的機組,廠區(qū)內(nèi)建筑物及構(gòu)筑物占地面積約為118460m2。消防報警系統(tǒng)是在廢除原報警系統(tǒng)后,重新針對1#、2#機的生產(chǎn)廠房、公用系統(tǒng)和輔助車間進行設(shè)計的。結(jié)合工程改造的具體情況,對消防設(shè)施項目的改善工作進行了技術(shù)、經(jīng)濟比較,優(yōu)化處理,該工程自動報警系統(tǒng)采用美國新普利斯(Simplex)亞洲有限公司的產(chǎn)品。

2系統(tǒng)配置
2.1控制中心配置
1臺8回路4120智能型報警主機(位于1#、2#機12.6m層集控室);
1臺4回路4020智能型報警主機(位于輸煤控制室);
1臺遠程監(jiān)視終端機(GCC)(位于廠區(qū)消防值班室);
1臺中文復(fù)視屏(位于3#、4#機集控室);
1臺消防聯(lián)動柜(位于1#、2#機集控室)和2個氣體滅火控制盤。

2.2探測設(shè)備配置
    若干智能感煙、感溫探測器、線型感溫探測器、手動報警按鈕、各種地址碼功能模塊、警鈴、聲光報警器等。

3設(shè)備特點
3.1火災(zāi)自動報警控制器
    兩總線制智能系統(tǒng),最大容量1000個地址點,總線地址點與硬線地址點任意組合、輸入/輸出點任意組合。

(1)5個軟件定義手動控制按鈕及任意數(shù)量手動控制開關(guān),所有聯(lián)動設(shè)備均可自動/手動控制;
(2)可配接中文圖形系統(tǒng)GCC、消防電話及消防緊急廣播系統(tǒng)。

3.2地址碼功能模塊
(1)系統(tǒng)可顯示每個設(shè)備的正確位置和狀態(tài);
(2)探測設(shè)備、報警回路和控制繼電器可接在同一對線上進行通信;
(3)區(qū)域適配型模塊(ZAMs探測模塊、信號模塊、控制模塊)使傳統(tǒng)式設(shè)備具有地址。

3.3探測器
(1)不同的TrueAlarm探測器采用相同的底座,能很方便地互換來滿足不同場合的要求;
(2)每4s鐘周期性地監(jiān)測探測器的狀態(tài),并將探測器的輸出值數(shù)字化,且傳輸給系統(tǒng)消防報警控制盤;
(3)TrueAlarm光電式煙感有7級靈敏度調(diào)節(jié),從煙霧濃度每0.3048m0.2%至3.7%,在控制盤可進行靈敏度設(shè)定和監(jiān)視;
(4)TrueAlarm溫感能自復(fù)位,可選擇為定溫或差溫操作;
(5)Protectwire感溫電纜作為探測元件,動作可發(fā)生在沿其長度范圍內(nèi)任一最先超溫的點上,而不需要將其一段特定長度加熱后才能觸發(fā)報警。

4系統(tǒng)功能
4.1對等式網(wǎng)絡(luò)
    全廠自動報警系統(tǒng)由2臺主機(4100+4020)和中文GCC組成對等式網(wǎng)絡(luò)。2臺主機之間不僅可交換命令和信息,而且每個報警主機在監(jiān)視和控制本身所連接設(shè)備的同時,也可監(jiān)視和控制其他盤上的設(shè)備。在消防值班室的中文圖形命令中心GCC具備全廠消防系統(tǒng)的監(jiān)視、遠方查詢和遠方操作功能。[nextpage]

    工程設(shè)計中采用了對等式網(wǎng)絡(luò),解決了以往珠江電廠中只有一處可對報警系統(tǒng)進行監(jiān)控的缺點,從而達到在主廠房集控室、輸煤控制室和消防119報警值班室都能對報警系統(tǒng)進行監(jiān)控。同時,為防止誤操作,設(shè)計中對報警主機設(shè)定共四級操作員保密級別,從而確保了實際運行中運行人員只有通過正確的授權(quán),才能在相應(yīng)的4100、4020或GCC上進行該級別的信息閱讀和控制。

4.2網(wǎng)絡(luò)中的故障處理
(1)各報警控制主機和中文GCC等共同作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點,如果一個節(jié)點停止工作,網(wǎng)絡(luò)接口模板將把此節(jié)點置于“旁路”狀態(tài),直到其重新工作為止;如果在節(jié)點之間的接線發(fā)生短路、開路或其他任何形式的通信故障,節(jié)點會自動隔絕這段線路。
(2)在多處線路發(fā)生故障的情況下,剩下的節(jié)點會自動執(zhí)行“重組功能”,產(chǎn)生一些“子網(wǎng)絡(luò)”,這些“子網(wǎng)絡(luò)”將在這些節(jié)點之間保持通信。

5設(shè)計原則
5.1總體設(shè)計概況
    由于工程設(shè)計是在廢除原1#、2#機消防報警系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進行的,因此不僅需要介紹新系統(tǒng),還應(yīng)了解原報警系統(tǒng)的情況。

(1)原1#、2#機報警系統(tǒng)采用的日探8AD型報警主機,全廠共設(shè)8個分區(qū)。由于主機為傳統(tǒng)區(qū)域型控制系統(tǒng),因此無法做到點對點的監(jiān)測,即火災(zāi)發(fā)生時只能以分區(qū)顯示的方式進行報警。
(2)新設(shè)報警系統(tǒng)是在完全廢除原報警系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進行設(shè)計的,新裝報警系統(tǒng)與Ⅱ期原報警系統(tǒng)是2個完全獨立的系統(tǒng)。由于Ⅱ期(3#、4#機)的報警系統(tǒng)仍為傳統(tǒng)區(qū)域型控制系統(tǒng),且仍在使用中,考慮到也將逐步進行更新,因此設(shè)計中還考慮新裝主機容量預(yù)留等待Ⅱ期更新時需納入的報警點。

5.2主機功能分區(qū)
    針對1#、2#機的生產(chǎn)廠房、公用系統(tǒng)和輔助車間進行設(shè)計。廠區(qū)占地面積大(約為118460m2),建筑物的數(shù)量較多(約60個),而且各建筑物的重要程度、生產(chǎn)操作方式和火災(zāi)危險性等方面的差別也較大。若只考慮設(shè)置1臺報警主機,則由于上述特點和主機本身分區(qū)限制,無法做到按火災(zāi)危險性劃分防火分區(qū)。針對上述原因,并根據(jù)電廠實際情況,設(shè)計中按負(fù)荷相對集中的原則共設(shè)置2臺報警主機,具體報警區(qū)域的劃分如下:

    (1)1#主機以主廠房為負(fù)荷中心,分設(shè)7條回路對主廠房及周邊的附屬車間進行監(jiān)控,并將Ⅱ期纜報子系統(tǒng)納入Ⅰ期消防主機進行監(jiān)視(圖1)。

          圖1 #1主機報警分區(qū)劃分

   (2)2#主機主要對輸煤系統(tǒng)進行監(jiān)控,并納入除灰負(fù)荷及油泵房(圖2)。

            圖2  #2主機報警分區(qū)劃分

[nextpage] (3)將廠區(qū)的報警區(qū)域劃分后,2臺主機突出的“重點防火區(qū)域”如下。
①主廠房、集控樓、網(wǎng)控樓、變壓器區(qū)(1#主機);
②制氫站、危險品庫、材料油庫(包含在1#主機附屬車間及電纜隧道回路中);
③輸煤系統(tǒng)、點火油罐區(qū)(2#主機)。

    (4)劃分了廠區(qū)內(nèi)的“重點防火區(qū)域”,才能突出防火重點,利于電廠中的運行值班人員在火災(zāi)發(fā)生時,通迅速查出火情,有效控制火災(zāi)范圍,有效控制易燃、易爆場所,采取相應(yīng)的滅火手段,保證電廠正常發(fā)電的關(guān)鍵部位、設(shè)備和工作人員的安全,減少火災(zāi)給電廠帶來的綜合性破壞。

5.3自動滅火方式
    對不同的保護對象實施不同的滅火手段,工程中使用的自動滅火方式可分為2種:一種是水噴霧(淋)和自動噴水系統(tǒng),另一種為氣體滅火系統(tǒng)。

(1)水噴霧(淋)和自動噴水系統(tǒng)
    水噴霧(淋)系統(tǒng)主要用于輸煤棧橋與轉(zhuǎn)運站的入口、變壓器區(qū)、鍋爐燃燒器區(qū)及電纜夾層。其目的除了火災(zāi)發(fā)生時迅速滅火外,還有進一步防止火災(zāi)蔓延擴大的功能(主要針對輸煤棧橋與輸煤轉(zhuǎn)動站之間)。
    自動噴水系統(tǒng)主要應(yīng)用于煤倉間和其他未設(shè)置水噴淋系統(tǒng)的輸煤棧橋等?；馂?zāi)發(fā)生時,噴頭自動感應(yīng)溫度爆破而噴灑水來達到滅火的目的。

(2)氣體滅火系統(tǒng)
    以往在火電廠單元控制室滅火設(shè)計時,一般都是考慮在單元控制室內(nèi)設(shè)置移動式滅火器及室內(nèi)消防栓等設(shè)施?；馂?zāi)發(fā)生時,先用移動式滅火器滅火,若不成功,則動用消防栓滅火。這種滅火手段簡單、實用,投資也較省,但也存在一些缺點。這種滅火手段主要依靠人來滅火,人為的因素較多,在火災(zāi)發(fā)展迅速并發(fā)出大量濃煙或有毒氣體時,會造成滅火困難,加大損失。有些電廠采用循環(huán)水滅火系統(tǒng),以水作為滅火介質(zhì)。在設(shè)計中認(rèn)為控制室內(nèi)電氣控制屏、熱工儀表屏等最怕潮濕,一旦遇水就非常麻煩,有些設(shè)備甚至要報廢。

    工程在設(shè)計時首先要考慮的是采用何種滅火手段可盡快地?fù)錅缁馂?zāi),其次要考慮的是采有何種滅火手段使損失最小。考慮各方面因素后決定在控制室內(nèi)采用氣體介質(zhì)作為主要的滅火手段。氣體造價昂貴,且易誤動作,在工程設(shè)計中針對誤動作的問題,考慮通過2種方式解決:

①氣體介質(zhì)的噴放由2組不同類型的探測器(感溫和感煙)來驅(qū)動,主機在接收對火災(zāi)反應(yīng)較快的煙感信號后只報警,待同時接收到溫感信號后,才延時30s發(fā)出控制指令開氣閥。
②在珠江電廠中,由于氣體保護的繼電器室外24h均有運行人員值班,因此在被保護區(qū)域外設(shè)置手動/自動轉(zhuǎn)換開關(guān),平常置于手動位置,當(dāng)有報警信號時,由值班人員迅速于現(xiàn)場確認(rèn)火情,再決定是否開啟氣閥釋放氣體介質(zhì)。

    工程中主要針對電廠最重要的集控和網(wǎng)控部分實施氣體滅火。具體為網(wǎng)控室中的繼電器室、集控室中的鍋爐熱力配電間和計算機室(由于面積較小)為全淹沒系統(tǒng),火災(zāi)發(fā)生時,通過在整個房間內(nèi)充滿氣體介質(zhì)從而達到窒息而滅火的目的。集控室中的電子設(shè)備間(由于面積較大,且被保護對象主要為控制屏內(nèi)的設(shè)備)為局部應(yīng)用氣體滅火系統(tǒng),火災(zāi)發(fā)生時,氣體閥接收不同分區(qū)的動作指令,開啟相應(yīng)區(qū)的柜內(nèi)氣體噴頭動作,釋放氣體滅火。[nextpage]

5.4報警及控制方式
(1)主要報警手段
    按GB50229-96“火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計防火規(guī)范”確定需要的保護區(qū)域和采取的探測器類型。工程中多數(shù)房間采用光電式煙感探測器;對需要全淹沒氣體系統(tǒng)保護的房間,采用2組類型的探測器復(fù)合探測;對局部應(yīng)用氣體滅火系統(tǒng)保護的房間,結(jié)合被保護對象位于柜內(nèi)的特點,采用感溫電纜探測的方式;對輸煤棧橋,考慮到現(xiàn)場環(huán)境為多粉塵聚集且清洗不易的特點,采用感溫電纜作為探測手段,避免了采用普通探測器帶來的探頭易污穢、易誤報、易損壞的不利因素;對變壓器區(qū),考慮到變壓器檢修、運行的方便及位于室外的特點,采用防爆、防淋管狀感溫探測器,避免了以往采用感溫電纜帶來的檢修時易折斷、采用激光探頭時易誤報的缺點。

    報警主機將分布于全廠各處的煙感、溫感等探測信號由總線收集上來,定點、定量發(fā)出報警信號和控制信號。

(2)水噴霧(淋)系統(tǒng)
    系統(tǒng)主要通過探測模塊MZ采集敷設(shè)在被保護對象附近的感溫電纜(針對電纜夾層、輸煤皮帶)或溫感探測器(針對變壓器及鍋爐燃燒器區(qū))反饋回的報警信號,經(jīng)確認(rèn)(人工或自動)后,由控制模塊CZ自動(或由雨淋閥箱上按鈕)開啟雨淋閥,迅速撲滅火災(zāi)。

    工程設(shè)計中水噴霧(淋)系統(tǒng)有3種操作方式:

①自動控制
    控制室內(nèi)報警主機通過采集探測器的報警信號,自動發(fā)出控制指令,并由控制模塊通過硬線連接開啟位于現(xiàn)場的雨淋閥,進行噴霧滅火。

②手動控制
    考慮到動作的可靠性,手動控制有就地手動和遠方手動2種。就地手動按鈕設(shè)于現(xiàn)場的雨淋閥箱上,遠方手動按鈕設(shè)于控制室內(nèi)消防聯(lián)動柜上。手動控制時,可將自動控制方式閉鎖或作為自動控制方式的后備動作保護。

③應(yīng)急操作 
    即運行人員現(xiàn)場操作雨淋閥門開啟水噴霧系統(tǒng),應(yīng)急操作在任何情況下都必須強制執(zhí)行。設(shè)計中,3種操作方式的優(yōu)先級為:應(yīng)急高于手動、手動高于自動。

(3)局部應(yīng)用氣體滅火系統(tǒng)(集控室電子設(shè)備間)
    系統(tǒng)主要通過探測模塊MZ采集敷設(shè)在設(shè)備間柜內(nèi)的感溫電纜反饋回的報警信號,經(jīng)確認(rèn)(人工或自動)后,由控制模塊CZ自動或手動操作開啟氣瓶閥,迅速撲滅火災(zāi)。

    工程設(shè)計中,局部應(yīng)用氣體滅火系統(tǒng)有3種操作方式:

①自動控制
    控制室內(nèi)報警主機通過采集2組感溫電纜同時報警的信號,延時自動發(fā)出控制指令,并由控制模塊通過硬線連接開啟位于現(xiàn)場的氣瓶閥,進行氣體噴放滅火。[nextpage]

②手動控制
    考慮到動作的可靠性及被保護對象外24h有運行人員值班的特點,工程中的手動控制只設(shè)有就地手動。就地手動按鈕設(shè)于房間外的氣體滅火控制屏上,氣體滅火控制屏上不僅設(shè)有手動放氣按鈕,還設(shè)有自動/手動轉(zhuǎn)換開關(guān)、手動緊急停止按鈕、放氣指示、報警指示、報警發(fā)聲、復(fù)位、故障指示等。選擇手動控制時,可將自動控制方式閉鎖或作為自動控制方式的后備動作保護。

③應(yīng)急操作
    考慮到自動控制和手動控制萬一同時失靈(包括停電),設(shè)計時,系統(tǒng)設(shè)有應(yīng)急手動啟動方式,即運行人員現(xiàn)場操作氣瓶閥門,開啟氣體滅火系統(tǒng),應(yīng)急操作在任何情況下都必須強制執(zhí)行。設(shè)計中,3種操作方式的優(yōu)先級為:應(yīng)急高于手動、手動高于自動。

(4)全淹沒氣體滅火系統(tǒng)(繼電器室、鍋爐熱力配電間和計算機室)
    系統(tǒng)由報警主機采集煙感與溫感組合探測同時反饋回的信號,經(jīng)確認(rèn)(人工或自動)后,由控制模塊CZ自動或手動操作開啟氣瓶閥,迅速撲滅火災(zāi)。

    工程設(shè)計中,全淹沒氣體滅火系統(tǒng)有3種操作方式:

①自動控制
    控制室內(nèi)報警主機當(dāng)接收到煙感和溫感均檢測出保護場所存在火災(zāi)的信號時,才能延時自動發(fā)出控制指令,并由控制模塊通過硬線連接開啟位于現(xiàn)場的氣瓶閥,進行氣體噴放滅火。

②手動及應(yīng)急控制(同局部應(yīng)用氣體滅火系統(tǒng))。
    設(shè)計中,3種操作方式的優(yōu)先級為:應(yīng)急高于手動、手動高于自動。

(5)空調(diào)、風(fēng)機的操作
    無論何種氣體滅火方式和控制方式,在進行氣體噴放之前,都必須先停空調(diào)、啟動排煙風(fēng)機。工程設(shè)計中,由于氣體保護的控制室內(nèi)確有空調(diào)和排煙風(fēng)機,因此設(shè)計中考慮了自動和手動2種控制方式:

①自動控制
    主機在確認(rèn)火警后的延時階段通過向控制模塊發(fā)出控制指令,并通過硬線連接同時停空調(diào)、開排煙風(fēng)機,全部操作在氣體噴放前完成。

②手動控制
    在消防聯(lián)動柜上設(shè)各臺空調(diào)和風(fēng)機的操作按鈕和運行指示,使運行人員能夠在自動方式失靈或閉鎖的情況下,手動完成氣體噴放前的一系列操作。

(6)消防聯(lián)動柜操作
    由于珠江電廠在發(fā)生火災(zāi)時需要聯(lián)動控制的設(shè)備比較分散,而且考慮若自動控制失靈時應(yīng)有手動緊急啟動的手段,因此在集控室設(shè)消防聯(lián)動柜,集中對火災(zāi)發(fā)生時需聯(lián)動的主要設(shè)備進行手動控制,工程設(shè)計中,聯(lián)動柜上設(shè)有如下設(shè)備:

①雨淋閥的手動啟停按鈕和狀態(tài)指示(水噴霧系統(tǒng))。
②集控室電子設(shè)備間、網(wǎng)控室繼電器室的空調(diào)、風(fēng)機的啟停按鈕和運行狀態(tài)指標(biāo)(氣體滅火系統(tǒng))。
③消防水泵的啟停按鈕和運行狀態(tài)指示(消防供水系統(tǒng))。
④功率比對數(shù)字顯示,3min比對一次;
⑤母線電能不平衡率超限報警、比對超限報警提示顯示。 [nextpage]

    針對氣體保護區(qū)相對獨立和保護區(qū)外24h有運行人員值班的特點,氣體滅火系統(tǒng)的手動控制不納入聯(lián)動柜,而是集中放在位于防護區(qū)外的氣體滅火控制屏上,運行人員可在控制屏上完成全部分區(qū)的操作。

6系統(tǒng)總結(jié)
    1#火災(zāi)自動報警集中控制屏設(shè)置在單元控制室內(nèi),其原因主要考慮到發(fā)電廠單元控制室內(nèi)機、爐、電等專業(yè)的運行值班人員較多,而且有當(dāng)值值長值班。火災(zāi)發(fā)生時,值長可全面了解火災(zāi)情況,統(tǒng)一指揮滅火和安全停機。珠江電廠是大型火力發(fā)電廠,其機組停機時間長,停機操作過程復(fù)雜,運行人員在發(fā)生火災(zāi)時,除危及到本人生命安全外,一般都需要堅守崗位,保證機組安全停機。

    該套系統(tǒng)在設(shè)計上不僅采納了原有的設(shè)計經(jīng)驗,還結(jié)合了珠江電廠實際運行的特點,并完全執(zhí)行了現(xiàn)有的規(guī)程。除滿足規(guī)程規(guī)定具有自啟動的滅火功能外,還具有定期檢測主要消防設(shè)備運行狀態(tài)的功能,從而克服了原報警系統(tǒng)長期不用、用時不動的嚴(yán)重隱患,提高了整套系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實用性,是今后大型火力發(fā)電廠保證安全運行的主要手段。隨著運行經(jīng)驗的積累,整套系統(tǒng)將越來越完善、可靠。