介紹了珠江電廠1#、2#機消防報警系統(tǒng)的配置、網絡結構、功能及特點。該自動報警系統(tǒng)各設備之間通過主機地址編碼實現數據通信,環(huán)網式結構使整個系統(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)內建筑物及構筑物占地面積約為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#機的生產廠房、公用系統(tǒng)和輔助車間進行設計的。結合工程改造的具體情況,對消防設施項目的改善工作進行了技術、經濟比較,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設備特點
3.1火災自動報警控制器
    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量手動控制開關,所有聯(lián)動設備均可自動/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)可顯示每個設備的正確位置和狀態(tài);
(2)探測設備、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定和監(jiān)視;
(4)TrueAlarm溫感能自復位,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對等式網絡
    全廠自動報警系統(tǒng)由2臺主機(4100+4020)和中文GCC組成對等式網絡。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備的同時,也可監(jiān)視和控制其他盤上的設備。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]

    工程設計中采用了對等式網絡,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,設計中對報警主機設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,才能在相應的4100、4020或GCC上進行該級別的信息閱讀和控制。

4.2網絡中的故障處理
(1)各報警控制主機和中文GCC等共同作為網絡節(jié)點,如果一個節(jié)點停止工作,網絡接口模板將把此節(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”,產生一些“子網絡”,這些“子網絡”將在這些節(jié)點之間保持通信。

5設計原則
5.1總體設計概況
    由于工程設計是在廢除原1#、2#機消防報警系統(tǒng)的基礎上進行的,因此不僅需要介紹新系統(tǒng),還應了解原報警系統(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,即火災發(fā)生時只能以分區(qū)顯示的方式進行報警。
(2)新設報警系統(tǒng)是在完全廢除原報警系統(tǒng)的基礎上進行設計的,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,因此設計中還考慮新裝主機容量預留等待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#機的生產廠房、公用系統(tǒng)和輔助車間進行設計。廠區(qū)占地面積大(約為118460m2),建筑物的數量較多(約60個),而且各建筑物的重要程度、生產操作方式和火災危險性等方面的差別也較大。若只考慮設置1臺報警主機,則由于上述特點和主機本身分區(qū)限制,無法做到按火災危險性劃分防火分區(qū)。針對上述原因,并根據電廠實際情況,設計中按負荷相對集中的原則共設置2臺報警主機,具體報警區(qū)域的劃分如下:

    (1)1#主機以主廠房為負荷中心,分設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發(fā)生時,通迅速查出火情,有效控制火災范圍,有效控制易燃、易爆場所,采取相應的滅火手段,保證電廠正常發(fā)電的關鍵部位、設備和工作人員的安全,減少火災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。其目的除了火災發(fā)生時迅速滅火外,還有進一步防止火災蔓延擴大的功能(主要針對輸煤棧橋與輸煤轉動站之間)。
    自動噴水系統(tǒng)主要應用于煤倉間和其他未設置水噴淋系統(tǒng)的輸煤棧橋等?；馂陌l(fā)生時,噴頭自動感應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計時,一般都是考慮在單元控制室內設置移動式滅火器及室內消防栓等設施?；馂陌l(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。在設計中認為控制室內電氣控制屏、熱工儀表屏等最怕潮濕,一旦遇水就非常麻煩,有些設備甚至要報廢。

    工程在設計時首先要考慮的是采用何種滅火手段可盡快地撲滅火災,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采用氣體介質作為主要的滅火手段。氣體造價昂貴,且易誤動作,在工程設計中針對誤動作的問題,考慮通過2種方式解決:

①氣體介質的噴放由2組不同類型的探測器(感溫和感煙)來驅動,主機在接收對火災反應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)域外設置手動/自動轉換開關,平常置于手動位置,當有報警信號時,由值班人員迅速于現場確認火情,再決定是否開啟氣閥釋放氣體介質。

    工程中主要針對電廠最重要的集控和網控部分實施氣體滅火。具體為網控室中的繼電器室、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),火災發(fā)生時,通過在整個房間內充滿氣體介質從而達到窒息而滅火的目的。集控室中的電子設備間(由于面積較大,且被保護對象主要為控制屏內的設備)為局部應用氣體滅火系統(tǒng),火災發(fā)生時,氣體閥接收不同分區(qū)的動作指令,開啟相應區(qū)的柜內氣體噴頭動作,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組類型的探測器復合探測;對局部應用氣體滅火系統(tǒng)保護的房間,結合被保護對象位于柜內的特點,采用感溫電纜探測的方式;對輸煤棧橋,考慮到現場環(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,經確認(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。

    工程設計中水噴霧(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。就地手動按鈕設于現場的雨淋閥箱上,遠方手動按鈕設于控制室內消防聯(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應急操作 
    即運行人員現場操作雨淋閥門開啟水噴霧系統(tǒng),應急操作在任何情況下都必須強制執(zhí)行。設計中,3種操作方式的優(yōu)先級為:應急高于手動、手動高于自動。

(3)局部應用氣體滅火系統(tǒng)(集控室電子設備間)
    系統(tǒng)主要通過探測模塊MZ采集敷設在設備間柜內的感溫電纜反饋回的報警信號,經確認(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。

    工程設計中,局部應用氣體滅火系統(tǒng)有3種操作方式:

①自動控制
    控制室內報警主機通過采集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有就地手動。就地手動按鈕設于房間外的氣體滅火控制屏上,氣體滅火控制屏上不僅設有手動放氣按鈕,還設有自動/手動轉換開關、手動緊急停止按鈕、放氣指示、報警指示、報警發(fā)聲、復位、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),設計時,系統(tǒng)設有應急手動啟動方式,即運行人員現場操作氣瓶閥門,開啟氣體滅火系統(tǒng),應急操作在任何情況下都必須強制執(zhí)行。設計中,3種操作方式的優(yōu)先級為:應急高于手動、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,經確認(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。

    工程設計中,全淹沒氣體滅火系統(tǒng)有3種操作方式:

①自動控制
    控制室內報警主機當接收到煙感和溫感均檢測出保護場所存在火災的信號時,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場的氣瓶閥,進行氣體噴放滅火。

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

(5)空調、風機的操作
    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?？照{、啟動排煙風機。工程設計中,由于氣體保護的控制室內確有空調和排煙風機,因此設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?？照{、開排煙風機,全部操作在氣體噴放前完成。

②手動控制
    在消防聯(lián)動柜上設各臺空調和風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)生火災時需要聯(lián)動控制的設備比較分散,而且考慮若自動控制失靈時應有手動緊急啟動的手段,因此在集控室設消防聯(lián)動柜,集中對火災發(fā)生時需聯(lián)動的主要設備進行手動控制,工程設計中,聯(lián)動柜上設有如下設備:

①雨淋閥的手動啟停按鈕和狀態(tài)指示(水噴霧系統(tǒng))。
②集控室電子設備間、網控室繼電器室的空調、風機的啟停按鈕和運行狀態(tài)指標(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
    1#火災自動報警集中控制屏設置在單元控制室內,其原因主要考慮到發(fā)電廠單元控制室內機、爐、電等專業(yè)的運行值班人員較多,而且有當值值長值班?；馂陌l(fā)生時,值長可全面了解火災情況,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,停機操作過程復雜,運行人員在發(fā)生火災時,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)在設計上不僅采納了原有的設計經驗,還結合了珠江電廠實際運行的特點,并完全執(zhí)行了現有的規(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。隨著運行經驗的積累,整套系統(tǒng)將越來越完善、可靠。