空气采样烟雾报警系统在烟草行业的应用
作者:谊信(AVA)    发布于:2011-08-31 09:00:52    浏览 (841)
摘要:防火工作是烟草行业安全工作的重中之重。依据GB50016-2006《建筑设计防火规范》的标准,烟草生产企业在新建、改建、扩建时,联合生产工房的建筑结构,将较以前标准设计的厂房空间、室内净空高度、单一防火分区的面积大大增加,这就使得消防报警系统面临新的挑战。

    防火工作是烟草行业安全工作的重中之重。依据GB50016-2006《建筑设计防火规范》的标准,烟草生产企业在新建、改建、扩建时,联合生产工房的建筑结构,将较以前标准设计的厂房空间、室内净空高度、单一防火分区的面积大大增加,这就使得消防报警系统面临新的挑战。

    近年来,随着科学技术的进步及烟草行业的快速发展,一些先进的安防设施在烟草行业得到了较为广泛的应用,空气采样烟雾火灾报警系统(以下简称“空气采样”)就是这其中的一种,它能大大提高火灾的预警能力,即使是在磷化铝杀虫期间,该系统仍能正常运行,并能够对杀虫药物挥发程度进行测量。笔者就空气采样烟雾报警系统在烟草行业的应用初步实践进行介绍。

    消防报警探测系统目前常用的是点式感烟、点式感温、线缆式感温、激光线式感烟等传统方式,这些报警系统其探测单元都设置于保护区域内,使用导线与报警主机相连,同时保护区域内产生的烟雾、热量等物理、化学变化信息是通过空气自然对流到达传感器,属于被动式探测。由于烟气冷却悬浮、空气对流及空调通风等原因造成烟雾稀释作用,传统火灾报警设备在大纵深、大净空的工业生产环境中对火灾报警的有效性、及时性、可靠性大大降低。

    空气采样系统是近年来投入市场的新型火灾报警探测设备,不同于传统的被动式探测的方式,它采取的是主动探测的方式,主要工作原理是使用机内内置的气泵,利用敷设在保护区域的采样管,将保护区内较大范围区域的空气吸入,汇流集中送到空气采样主机内的光学探测腔内,经过探测分析出现场烟雾浓度,传送给远程计算机进行烟雾浓度曲线实时显示,提供火灾报警早期预警。空气采样系统在电信行业应用较早,近年来开始在工业生产项目中应用,特别是新建的一些卷烟生产企业,在厂房建设中很多部位都设计采用了该类型火灾报警探测系统。

    新建、改建的卷烟生产企业根据《建筑设计防火规范》规定,主要生产车间根据卷烟生产工艺要求的防火分区都比较大,单个防火分区超过1万m2的厂房很常见。

    空气采样系统每个报警主机一般可以监控2000~4000m2的保护范围。根据其工作原理以及目前较为普及的认识,在采样管上的每个采样孔的保护面积相当于传统消防报警单个点式报警设备的保护面积,但由于空气采样系统每一个探测单元(烟雾光学分析腔)是作为一个报警地址,所以在这个探测单元上连接的所有采样管上的数十个采样孔所报的火警均为同一个地址,类似于传统火灾报警系统的编码模块下连接的数十个非编码报警探头的报警方式,因此空气采样每个探测单元的保护区应该作为一个报警点对待。按照现行几种空气采样的设计手册以及设计要求,每个空气采样报警装置的一个探测单元的最大保护范围约为2000m2,考虑到空气采样系统造价较高,该系统不太适用于单个区域面积较小的办公室等场所,对大纵深、大空间的场所比较适用,特别是新建的卷烟加工企业,由于防火分区较大、室内净空较高,适合设计安装空气采样火灾报警系统。

    主动抽气报警灵敏

    空气采样系统采用内置气泵,通过管道将保护区域的气体抽取到分析单元进行分析,与传统点式火灾报警系统相比,属于主动式。

    如某新建的卷烟制丝工房,室内净高达14m,在8m左右布置大量线缆桥架、空调风筒、工艺管线,保护区内产生的烟雾在上升过程中受到空间、高度、障碍物、空调通风等的影响发散较大,采用传统的点式报警很难收集到足够浓度的烟雾及时发出报警信号。而采用空气采样系统,即在屋面顶板下布置采样管道,通过均匀分布的采样孔收集保护区内较大范围内气体,由管道将收集到的气体集中送到空气采样主机内进行分析,具有较高的灵敏度。同时,目前的空气采样设备对烟雾浓度采用图形化监控,通过烟雾、温度变化曲线,可以对保护区内的烟雾浓度有直观的反应,有利于在火险发生的初期判断监控区域的情况,及时发现隐患。

    广泛的适用范围

    1.适用于高架立体库的消防报警

    卷烟生产企业由于物流要求,往往建设立体仓库加快卷烟物料、成品等的物流速度。立体库内货架高度一般接近20m,超过传统报警设备的零极限。烟气在上升过程中会有冷却分层的特点。传统点式报警探头不能很好的捕捉空间分布的烟气,激光对射型报警设备会受到货架、货物、堆垛机的影响,不能很好地工作。空气采样系统由于采用主动抽气工作方式,对于采样孔周围的空气能有效采集,配合空间位置合理布置采样孔位置,可以对立体库进行有效的火灾报警。传统报警设备多安装在货架内,由于立体库不问断运行,发生设备异常的情况很难处理。空气采样设备一般布置于货架的尾端底部,在设备发生异常的情况下可以方便接近维修,保证系统正常运行。

    2.对冬季严寒结露积水有较好的防护

    由于卷烟生产过程中的特殊性,卷烟制丝生产车间的温湿度常年都保持较高状态,在冬季严寒季节室内结露一直是北方卷烟企业较难解决的问题。传统点式火灾报警系统报警探头在屋面结构结露的情况下易进水短路,造成回路故障。空气采样系统通过设置于顶棚的PVC管道采集空气,管道内没有任何其它线路,同时采样孔开在管道下部,结露积水基本不会进入采样管。经冬季严寒季节的运行观察,没有发生屋面结露积水通过管道进入报警主机的情况,而在同一厂房内其它部位安装的传统火灾报警设备,在冬季由于结露积水造成的损毁探头数量较多。

    3.一般性维护较为方便

    卷烟制造企业由于厂房室内净空较高,特别是膨胀烟丝线某些部位的高度接近20m,而火灾报警设备往往是装在室内的最高端,这就给维修保养火灾报警设备带来了难题。传统的火灾报警设备由于管线、电缆都必须跟随探头布置在一起,发生故障,在连续生产、设备密集的车间内进行维修工作非常不易,往往造成损坏的设备无法维修。空气采样系统主机一般设置在人员便于接近的部位,其保护区域的气体是通过管道接入主机分析,在设备发生故障时便于维修,而即便是保护区的采样支管(主汇流管一般位于便于修理的部位)发生意外断裂无法维修时,也只是对保护区有部分影响,不会对整个保护区失去监控。由于卷烟生产企业在生产过程中会产生粉尘,对于传统的消防报警设备有较大的污染,而探头装置于高处较难取下清理,与传统点式报警设备相比,空气采样系统在进气端均设有过滤器,还可以利用气流反吹方式对管道进行灰尘清除,对积尘较多的管道可采取整体取下清除,相对点式报警,不需要进行探头拆装、线路调试等操作。

    4.磷化铝熏蒸杀虫时系统仍能正常运行

    为了防治虫害,烟草行业每年要对烟叶库等进行几次磷化铝熏蒸杀虫,杀虫过程中磷化铝会分解释放出磷化氢气体。

    由于磷化氢是一种易燃易爆剧毒性气体,对金属具有较强的腐蚀作用,特别是对银、铜的腐蚀尤为严重,因此杀虫期间区域内电器设备必须进行全密封处理,否则将遭受极大的破坏和损失,而布置在杀虫熏蒸区域的传统的点式感烟、感温、激光对射等消防报警设备,由于内部存在大量电子元件,在杀虫期间也必须密封,系统无法正常工作,失去了报警作用,并且一旦密封不严,将直接损伤探头,而此时又是烟叶等存贮过程中最危险的时候,磷化氢气体在湿度较大的空气中则能爆燃,极易造成火灾,又由于其剧毒性,人员也不能正常进行安全巡视,因此对烟叶的安全构成极大的隐患。空气采样系统的气流管路采用PVC管道,光学分析腔内没有电子线路,不怕磷化氢气体腐蚀。空气采样系统可以将报警主机设于杀虫区域外面,而将空气采样管以及回流管通入杀虫区,保护区内含有磷化氢的气流从采样口吸入,流经光学分析腔,再从回流管流回保护区,从而可以在磷化氢熏蒸杀虫期间可靠地对杀虫区域进行保护,确保准确、及时预报火警。

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