钢铁企业火灾自动报警系统及联动控制系统设计
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摘要：由于钢铁企业自身的特殊复杂性，消防安全问题问题日益突出，本文从某钢铁公司碳钢冷轧项目消防工程设计入手，介绍了钢铁工业企业的火灾危险性分析，火灾自动报警及联动控制系统，消防区域划分，及系统电源和接地。
关键词：钢铁企业、火灾自动报警系统、联动控制系统、消防区域划分
Abstract: because of the special steel enterprise's complexity, fire control safety problem increasingly, this article from a cold rolled steel company carbon steel project engineering design of fire control, this paper introduces the steel industry enterprise fire risk analysis, automatic fire alarm and linkage control system, fire region, and power system and grounded.
Keywords: steel enterprises, automatic fire alarm system, control system, fire area linkage division
中图分类号：TP277文献标识码：A文章编号
一引言
近年来，随着我国改革开放的不断深化，我国钢铁企业迅速发展，钢铁企业的规模在逐年增大，然而在钢铁企业多起特大型火灾事故和各类中中、小型火灾事故却给企业管理者、工程设计师、消防监督部门等提出了警示，钢铁冶金企业的消防安全形式不动容乐观。尤其是钢铁企业电气设备众多，电缆使用量规模较大，由于电器设备短路，电缆过负荷等造成的电缆隧道、电缆竖井等电气类火灾，令企业停产，损失重大。这充分说明了钢铁企业防火必须引起高度重视，并采取防火措施。
二钢铁工业企业现场的火灾危险性分析
在钢铁企业工业现场存在大量的电缆隧道、电缆夹层、电气室地下室、各类油库、液压站、高低压配电室、电气室、监控中心、调度中心、操作室、计算机室、控制室等火灾危险场所。
1、电缆隧道、电缆夹层及电气地下室的火灾危险性分析
电缆火灾的起因主要有两种：内部火源和外部火源。内部货源主要是指电缆传输电流过载，电缆接头处阻抗大，致使电缆表面产生温升，是电缆绝缘层和保护层产生阻燃，伴随大量热量和烟的产生，进一步发展为更严重的火灾。外部火源是指电缆隧道及电气室地下室内其他火源及隧道外其他各种火源。外部火源可使电缆表层着火，同时产生大量的热和烟。有关资料指出，在我国电缆隧道及电气地下室火灾事故中，30%是由内部火源引起的，70%是由外部火源引起的。电缆火灾传播速度很快。实验表明，电缆火灾传播的速度可达20m/min，这是由于电缆绝缘材料（主要为聚氯乙烯）燃烧时会释放出高度可燃气体，改其他的燃烧火焰温度高达100ºC。在特定气流的影响下造成火灾迅速蔓延。电缆火灾将导致三重损失：火灾中燃烧电缆发出热量造成的直接损毁；燃烧电缆发出的气体或在150ºC（或以上）所溢出气体造成的简介损毁；在设备重新投入运行后未查出的损毁客导致设别和装置损坏，酿成再次停工及生产上的损失。因此，电缆隧道、电缆夹层、及电气地下室存在很大的火灾危险性，为达到“早期预测，快速响应”的目的，需设置必要的火灾自动探测报警设备。
2液压站及油库的火灾危险性分析
液压站及油库运行过程中，如果泵、管道、容器或其他部位发生泄漏，特别是泄漏压力较高，泄漏量较多时，遇火点燃（点火源可能多方面的：电机及其他电气火花、焊渣等），若扑救不及时或扑救方法不当，则可能导致火灾的极大蔓延，危及相关的其它设备或区域。另外液压站、油库还有一个共同的特点：库内除了可能存在的B类火灾（主要得火灾危险：液体燃料火灾）外，还存在较多的可燃固体物质，如电缆，电机等，即存在A类火灾。也就是说油库火灾往往是A类火灾和B类火灾交叉进行。并且由于油库内两类火灾物质的布置往往呈空间立体形式，故火灾也呈立体空间特点。双重的火灾也进一步造成点燃源和起火部位的多方位性。由此可见，液压站及油库的火灾隐患也极为重大。
3高低压配电室、电气室、监控中心、调度中心、操作室、计算机室、控制室等建筑物内安装着各种规格的电气盘柜，由于电气设备内部短路或故障引起的火灾事故也时有发生，这类场所同样存在较大的火灾危险性。
为了更好地防范钢铁企业火灾事故的发生，现结合某钢铁公司碳钢冷轧项目消防工程，谈一谈钢铁工业企业火灾自动报警系统及联动控制系统设计。
三工程概述
此碳钢冷轧工程包括酸洗、冷轧、精轧、平整、热镀锌、重卷等生产工艺流程。根据冷轧工艺流程及总图布置的特点，将整个冷轧区域分为5个探测区域，分别为酸洗区、镀锌区、罩式炉区、重卷区和公辅区。该公司已在全厂建立消防控制中心，消防控制中心内设置工业消防安全网络化控制主站，冷轧工程上述区域内设置工业消防安全网络化控制子站。各子站设在各区主要操作室、或控制室内等有人值守处，同时各子站通过光缆与控制主站联网。
四工程范围及内容
通过对钢铁企业工业现场的火灾危险性分析，该钢厂碳钢冷轧工程火灾自动报警及联动控制系统的工程范围及内容包括：
报警分区的划分：在需进行灭火的区域，报警分区与灭火分区相对应，在仅需探测的区域，报警分区按楼层或防火分区划分。
探测器的配置及选型：根据不同的保护对象，应选择不同的探测器及感温电缆。在车间相关控制室等处设置点式报警探测器(一般选用光电感烟探测器)，在车间主电室电缆夹层，电缆隧道设置缆式线型定温探测器；在冷轧轧机区及烟气排放系统设置温度补偿金属感温探测器；在液压站及站油库设置可重复利用缆式感温探测器和多频双波段红外火焰探测器。
以上报警分区均安装相应数量的声光报警器和手动报警按钮。
五火灾自动报警及联动控制系统概述
1 系统工艺流程
系统具有自动和手动两种运行方式
（1） 自动运行方式
当被保护对象区域发生火灾时，区域会发生烟、温、光等火灾参数变化；当区域温度上升达到报警温度或产生烟雾机光达到探测标准时，探测器动作，向消防联动控制系统发出火灾信号。对于设置了火灾自动灭火系统的区域，系统处于自动状态时，火警后，控制中心将发出控制信号立即联动防火门，通风/空调、防火阀等设备，并启动细水雾灭火系统实施灭火。
（2） 手动运行方式
当整体系统处于系统手动状态时，所有的报警信号将汇总到消防控制中心，值守人员可以通过操作联动控制设备直接启动相关设备进行灭火；另外，当监控系统出现故障，值班人员可以通过消防控制中心的手动直接控制装置或在火灾现场操作紧急启动装置直接启动灭火。当现场人员发现火灾后，除了可以按下手动报警按钮外，还可以通过现场紧急启动按钮，启动细水雾系统实施灭火；当发生误报警后，也可以通过以上两种方式紧急停止灭火动作。
（3） 火警管理计算机信息处理
在整个报警灭火过程中控制中心将完成如下一系列工作：首先是将各中重要信息建立动态数据库，并做报表等处理，完成一系列显示、提示、打印、记录、保存等功能。
2 火灾自动报警配置及联动控制系统的组成及特点
（1）火灾自动报警及联动控制系统组成
该冷轧工程火灾自动报警及联动控制系统由监控站点、联动控制柜、信号传输控制电缆、各类火灾探测器、各类模块、手动报警按钮、声光报警器、联动控制箱、区域显示盘等设备组成，火灾自动报警系统采用总线制，消防水泵和排烟阀采用多线制直接控制。
系统在火灾确认后，现场相应区域声光报警器发出声光报警，相应监控站点发出火灾声光报警，火灾信息显示，火灾打印记录等，同时还将进入消防联动模式，即对消防设备进行监控。火灾报警后，通过监视、控制模块或联动控制箱联动有关部位的自动防火门、防火阀、通风风机和空调系统等，并接收其反馈信号，给消防广播柜发送指令，消防广播设备根据指令接通着火的防火分区及其相邻防火分区的消防应急广播。消防电话主机接收报警电话并自动录音。细水雾灭火区域探测器双回路均报警后通过雨淋阀控制箱按要求打开消防泵和相关区域雨淋阀，并接收其反馈信号如发现未按预定要求启动，可由值班人员在控制器上手动启动。
（2）系统特点
系统在结构和设备选型等方面充分考虑到工业火灾和环境的特点。形成了转门用于工业消防的监控系统，系统具有开放性，即：①消防系统可以接收工厂的过程运行数据和采集相关的的对象环境数据，辅助火灾识别和火灾扑救；②易于扩展多个子站系统或通过计算机与其它工业以太网连接；③可以形成高效的消防信息咨询中心。该系统具备有效地集中管理、分布式控制模式，利于系统可靠运行；具有良好的人机界面，便于消防系统管理，利于火灾扑救中充分发挥中心作用的目的。
六电源与接地
冷轧工程电力部门向消防控制中心提供2路独立单相消防专用电源，在消防控制中心火灾报警控制盘内设电源切换装置，经切换后馈电电源供电至各区域报警子站。
该系统采用单独接地装置，接地电炉不大于4欧姆。设备金属外壳和金属支架等均需接地保护。
七结束语
火灾自动报警系统是一个企业保障安全生产必须采取的措施之一，通过这一措施避免或减少现场因火灾事故造成的财产及人员伤亡。
参考文献：
《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98 中国计划出版社1999
《建筑设计防火规范》GB50016-2006中国计划出版社2006
《钢铁冶金企业设计防火规范》GB50414-2007 中国计划出版社2007
《火灾报警及消防控制》04X501 中国建筑标准设计研究院2005