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【技術論文】—空氣采樣早期煙霧探測系統在物流倉庫的應用—中國華西企業股份有限公司安裝工程公司 鄭云德

發布時間:2011-08-25 09:15:02  閱讀:4125

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隨著全球經濟一體化的發展,促使大量物流集中在若干大型物流中心流動,品種繁多的產品流動,促成了物流中心的發展,也帶動大面積物流倉庫的誕生。

由于物流倉庫現場情況復雜,貨物密集疊放、貨架列間距較近,貨物包裝多為易燃物、可燃物存放規模較大,極易發生火情。

在物流倉庫內安裝空氣采樣早期煙霧探測系統,在火災極早期即不可見煙霧階段,提前探測險情、發出警報,將火災發生極早期隱患及時消除,使火災的損失降到最低。

筆者參與了雙流航空港物流項目和青白江區物流項目的修建,兩地的物流倉庫均設置了VESDA空氣采樣極早期煙霧探測系統。

本文以此為例,介紹空氣采樣早期煙霧探測系統的特點、采樣方式,標準采樣方式在物流倉庫的應用。

關鍵詞:物流倉庫、空氣采樣、早期煙霧探測、標準采樣、施工

 

一、前 

 

物流倉庫單體面積大,單層空間高,此類高大開放式空間有以下幾個特點:

(1)、貨物密集疊放,貨架列間距較近,著火點通過熱能輻射極易引燃相鄰貨架。

(2)、貨物品種多,其中外包裝為易燃物,燃點低易著火。

(4)、可燃物存放規模較大,堆放高度集中。

(5)、貨物價值高。

一旦發生火災,經濟損失往往十分嚴重,因此物流倉庫是火災探測的難點和重點。

而傳統煙霧探測系統的靈敏度又不夠高,除非火勢已經非常猛烈,產生了大量的煙霧和熱量,否則它無法在此類空間中有效地探測煙霧。此外,由于火災所產生的煙霧可能隨著煙霧的上升而迅速被稀釋,同時在倉庫中存在的氣流和煙霧分層現象也會影響煙霧的擴散,在高度較高的地方,煙霧的濃度會變得相當低,有可能不足以引發點式或對射式煙霧探測器的動作,因此在物流倉庫內,傳統的煙霧探測器無法達到預警的目的。

為提前感知火災,一般在物流倉庫內設計了空氣采樣早期煙霧探測系統。在火災極早期即不可見煙霧階段,通過主動抽氣式空氣采樣管收集,經探測器分析,可以提前探測險情、發出警報,從而控制火災的發生和蔓延。

 

二、空氣采樣早期煙霧探測系統的簡介

 

火情的發展一般分為四個階段:不可見煙霧(氣溶膠或陰燃)階段、可見煙霧階段、可見火光階段和劇烈燃燒階段。根據這四個階段,空氣采樣早期煙霧探測系統設置四級報警功能,第一級“警覺”,表明系統已經檢測出一些異常現象,應當進行檢查;第二級“行動”,表明火災隱患存在,應開始采取措施;第三級“火警1,表明開始燃燒;第四級“火警2,表明火警已處于熱輻射階段。如圖1所示。

 

1 火災發展的四個階段及探測

 

由此可見,空氣采樣早期煙霧探測系統的四級報警覆蓋了火災發生的各個階段,即發熱、冒煙、燃燒和高溫。傳統的火災報警系統通常是在可見煙霧階段才能探測到煙霧,發出警報,此時火情所造成的經濟財產損失已不可避免,而空氣采樣早期煙霧探測系統可以在非常早的階段即可發現火災前兆。

 

三、空氣采樣早期煙霧探測系統的特點

 

1、極早期預警。

空氣采樣早期煙霧探測系統比一般火災報警系統可早報警幾個小時。

2、安裝方便 

靈活布管、主動采樣,可突破氣流、氣層屏障,不為環境的空調設施、高度、廣度所限制。

3、靈敏度高。

比傳統的點式探測器高1000倍,對絕大多數物質燃燒所產生的煙霧都一樣的敏感。此外,報警閾值可根據保護區的具體情況,進行調節。

4、主動、連續抽取空氣樣品進行探測。

5、誤報率低。

雙重過濾器,消除灰塵影響以及具備環境自動測試功能。

6、采用模塊化設計,具有智能和組網功能。

7、抗干擾能力強。

8、多點采樣形式。

9、消防聯動控制。

空氣采樣早期煙霧探測系統所帶的繼電器可以實現與火災報警設備、故障報警設備、滅火設施等聯動控制,也可以通過開放協議的接口設備與傳統報警系統連接。

10、具有完善的軟件系統。

通過管理軟件可對所有在同一系統網絡上的探測器進行操作、編程、維護和調試;利用驗算軟件簡化并優化采樣管網的設計。

11、安裝調試簡便,維護量小。

12、應用廣泛 

對環境適應性強,可以在各種惡劣環境下使用。

 

四、空氣采樣早期煙霧探測系統的采樣方式

 

空氣采樣早期煙霧報警系統管網有三種采樣方式:標準管道采樣、毛細管采樣、回風采樣,各種采樣方式有不同的應用特點。

筆者所參與的物流倉庫項目中每個倉庫內設置了四臺煙感探測器,探測器間用環網線連接,通過模塊接入傳統的火災自動報警系統。

 

五、空氣采樣早期煙霧探測系統的施工

 

1、空氣采樣煙霧探測系統施工的一般要求

(1)、系統施工前,應具備采樣管網及設備布置平面圖、系統圖、接線圖以及其它必要的技術文件。

(2)、系統施工應嚴格按經過政府相關部門審批后的設計圖紙進行,不得隨意更改。

(3)、系統施工的過程中,施工單位應做好施工(包括隱蔽工程驗收)、檢驗(包括絕緣電阻、接地電阻)、調試、設計變更等相關記錄。

(4)、系統必須由具有相應資質的專業施工隊伍施工。

2、空氣采樣管的施工

(1)、系統的采樣管及其配件如:采樣頭、彎管、采樣管連接件、三通、末端帽、采樣支管等材料,可使用鍍鋅管、銅管、PVCABS塑料管等。當采用PVCABS管時應選用難燃材料。

(2)、采樣管的外徑應為25mm,內徑應為21mm

(3)、在設計圖紙指定的地方,預先鉆好采樣孔。采樣孔的直徑一般為2~4mm,每個采樣孔均應有明顯的標識,將采樣點標識貼在采樣管上,并使其中心孔對準采樣孔。

(4)、標準采樣的方式下,末端帽應開末端孔,孔徑為3~6mm

(5)、采樣孔鉆好后應清除每個采樣孔的毛刺,確保管子每一部分光滑。同時還要檢查管道內表面,清除鉆孔時產生的碎屑,采樣孔不應設在采樣管的連接部位。如果孔徑不相同,應通過驗算軟件予以調整,以修正相應設計。

(6)、采樣管網中的彎頭、直連、三通、末端帽等管件應與管路連接緊密,每個接頭處用專用粘結劑密封,防止漏風。采樣管與探測器之間的連接處不得使用膠水粘接。

為了保持采樣管道系統在安裝與測試階段易于變化調整,建議在系統檢測結束并最后確定成型后,再密封或永久性粘接管道接口。

(7)、對于長度在20m以內的懸空采樣管,應加裝金屬吊桿固定。對于超過20m的懸空采樣管,或天花板不平整時,應加裝金屬水平支架,并將采樣管可靠地固定在支架上。

(8)、采樣管在安裝前應清理管內雜物。

(9)、采樣管彎頭的曲率半徑應在40mm200mm之間。不得強行扭曲采樣管,來改變管道的方向。

(10)、采樣孔的設置位置,應符合下列規定:

A、采樣孔至墻壁、梁邊的水平距離,不應小于0.5m

B、采樣空周圍0.5m內,不應有遮擋物;

C、當梁突出頂棚的高度超過600mm時,每個梁間區域至少應設置一個采樣孔,當梁突出頂棚的高度小于200mm時,可不計梁的影響。

(11)、從探測器起逐段安裝采樣管,管夾要卡緊。每隔1.5或更短距離應采用管卡固定,管道彎頭應使用圓弧型彎頭,不得采用直角彎頭,采樣孔的開孔方向應垂直面對氣流及煙霧運動的方向。

(12)、接到一個探測器上采樣管道總長不得超過200m,每根管子的長度不超過100m,采樣孔總數不宜超過100個,單管上的采樣孔數量不宜超過25個。如超過此數值,應進行特別驗算和測試,以保證空氣傳輸時間不超過120S,報警響應時間不應大于60S

 

3、空氣采樣早期煙霧探測器的安裝

 

(1)、探測器在安裝前,應對其主要功能進行測試,合格后方可安裝。

(2)、探測器安裝方向:探測器的安裝有兩種方位,正向安裝和反向安裝,該物流倉庫項目是正向安裝,即是空氣采樣管從右上端接入。

(3)、去除穿線孔上的金屬片

必須除去穿線孔上的金屬片,以便將電纜引到探測器中。將探測器置于結實的平面上,用螺絲刀或打孔釘頂在要除去的金屬片邊緣上,用螺絲刀搖動金屬片,直至使其松動、脫去為止。

(4)、探測器安裝

探測器部件從正面安裝和操作,既可使用托架進行安裝,也可直接安裝在墻上。

探測器為壁掛安裝時,其底邊距地面高度應為1.5m

探測器應安裝牢固,不得傾斜。當安裝在輕質墻上時,應采取加固措施。

(5)、連接空氣管道

A、除去空氣采樣管端口的棱角,管口要圓滑;

B、利用吸塵器對管網內部進行徹底清洗,確保空氣采樣管內無雜物;

C、采樣管插入探測器管道匯流器入口,采樣管應插到進氣管中深度約10mm12mm

(5)、連接電纜線的終端

A、將電纜線剪到需要的長度,削去端頭的絕緣層,并使用25mm的電纜襯片將接頭備好;然后將電纜接到安裝盒的終端卡上,最后將電纜線用電纜專用帶系好。

B、引入探測器的電纜或導線,應符合下列要求;

1)、配線應整齊,避免交叉,固定牢靠;

2)、端子板的每個接線端,接線不應超過2根;

3)、電纜芯線或導線,應留有不小于200mm的余量,導線應綁扎成束;

4)、電源引入線,應直接與消防電纜連接,嚴禁使用電纜插頭;

5)、電源PE線與網絡的工作接地線應牢固,并有明顯標志;

6)、導線端部應標明編號。

(5)、連接繼電器

探測器出廠已對繼電器做好了設定,如表1

 

1 繼電器功能設定

繼電器序號

內部設定功能

無故障或報警時的狀態

1

隔離

通電

2

非緊急故障

通電

3

緊急故障

通電

4

警覺

斷電

5

動作

斷電

6

火警1

斷電

7

火警2

斷電

 

(6)、連接電源

在終端卡上有兩個電源接頭,拉開其中之一,按照卡上的標記插入電源電纜線的負極和正極。擰緊接線器螺釘,以確保接線固定在該位置上。將電源接線器插回終端卡。

系統的供電及接地應符合現行國家標準《火災自動報警系統施工及驗收規范》GB 50166-2007的相關規定。

 

(7)、連接本地網絡

 

本地網絡的環線用RS485對絞電纜連接,電纜連接點是終端卡上的兩個VesaDA net接線器,接線器上有3個接線端子,分別為:“+”、“-”及“屏蔽(SHIELD)”。

A、單一探測器系統的連接

每個探測器出廠時已裝有連接“net A”和“net A”終端的電線。對于單一探測器系統不能除去這些線,否則系統故障燈和網絡故障燈會亮,而且探測器將報告故障。

B、多探測器系統的連接(如圖2

1)、取出連接“net A”和“net A”的RS-485對絞電纜,拉開任何一個net螺釘終端。

2)、將對絞電纜中的三根線插入net接線器,擰緊接線器的螺釘,以確保電線安裝到位。

3)、對其它的net螺釘終端重復以上操作步驟。

 (8)、與傳統火災自動報警系統的連接

空氣采用煙霧探測系統與傳統火災自動報警系統的連接有多種方式,施工時具體以設計和產品為準。主要有以下四種連接方式:

第一種方式:布置在現場的所有早期報警探測器通過兩芯屏蔽信號線連接成閉環網路,由布置在消防控制中心的19英寸遠程機架上的顯示模塊和編程模塊進行顯示和編程。

利用布置在消防控制中心的顯示模塊背面的繼電器卡上的7個可編程繼電器,向傳統火災報警主機提供相應的4級報警信號及故障型號,再由傳統火災報警系統的輸入模塊接收后,傳送到傳統火災報警主機。

第二種方式:布置在現場的所有早期報警探測器通過兩芯屏蔽信號線連接成閉環網路,由布置在消防控制中心的監控主機進行顯示和編程。

利用布置在現場探測器上的繼電器卡上的7個可編程繼電器箱傳統火災報警主機提供相應的4級報警信號及故障型號,再由傳統火災報警系統的輸入模塊接收后,傳送到傳統火災報警主機。

第三種方式:布置在現場的所有早期探測器通過報警總線接入傳統報警系統,由布置在消防控制中心的報警控制盤進行顯示和編程。

第四種方式:布置在現場的所有早期探測器通過兩芯屏蔽信號線連接成閉環網路,由布置在消防控制中心的報警控制盤進行顯示和編程。

 

六、空氣采樣早期煙霧探測系統的調試

 

1、調試前準備

(1)、系統調試應在建筑內部裝修和系統安裝結束后進行。調試負責人必須有具有資質的專業技術人員擔任。

(2)、系統調試前應按設計要求查驗設備規格、型號、數量等。

(3)、應對每一臺探測器進行通電檢查,確認其各部件工作正常后,方可進行系統調試。

(4)、對于施工中出現的問題,應會同有關單位協商解決,并有文字記錄。

(5)、檢查系統線路時,對于錯接、開路、虛焊和短路等應進行處理。

 

2、系統通電

 

觀察探測器、顯示器及編程器是否工作正常,開始通常會出現如氣流故障等,此屬于正常現象,因為系統還未適應該環境,調試中會自動修正。若系統不能通電,應檢查系統予以排除。

 

3、系統設置

 

使用編程器或計算機對系統下列參數進行設定:

A、對探測器的煙霧報警閾值及延時參數、氣流報警閾值及延時參數進行設定;

B、設定抽氣泵轉速,預設3600/分,以后根據仿真軟件的其他設定做進一步調整。

C、同時要給系統中的所有部件同時設定正確的日期和時間。

D、對系統中的所有探測器、顯示器等設置區域號、區域名稱及安裝位置的設定。

E、需要進行自動記錄的事件項目。

F、繼電器的聯動輸出。

G、其他參數根據產品的功能設定。

 

2、調試的方法

 

(1)、從每根采樣管的任意采樣孔引入煙霧,報警器應有相應的報警指示。

(2)、從采樣管末端(最不利處)的采樣孔引入煙霧,每個探測區域的最大允許煙霧傳輸時間不應超過120S

(3)、應對吸氣泵煙霧探測報警器及集中顯示裝置進行預/火警報警功能、系統故障報警功能、氣流故障報警功能、指示燈自檢功能、復位功能、消音功能及報警隔離功能測試。

(4)、應對吸氣式煙霧探測器的集中顯示和控制裝置進行功能測試,包括:預/火警報警功能、系統故障報警功能、氣流故障報警功能、消防報警控制器指示燈測試功能、系統復位功能、消防報警控制器靜音功能及報警隔離功能。

(5)、應對連接在系統中的所有報警輸出裝置,如警鈴、閃燈、聲光報警器等進行聯動功能測試。

 

七、空氣采樣早期煙霧探測系統的驗收

 

1、空氣采樣早期煙霧探測火災報警系統的竣工驗收,應符合現行國家標準《火災自動報警系統施工及驗收規范》GB50166-2007的相關規定。

2、系統竣工驗收,應經有資格的專業檢測機構消檢合格后,由建設單位組織,設計、施工、監理、調試單位參加,共同進行;未通過驗收,不得投入使用。

3、系統驗收前,施工單位應向建設單位提交相關技術文件。

 

八、結束語

 

物流倉庫消防安全貴在“預防為主”,空氣采樣早期煙霧探測系統是理想的火災預警系統,它能夠提供極早期的報警,為人員的疏散及火災處置提供了充足的時間,從而有效地避免因恐慌所導致的人員傷亡以及最大有效地降低財產的損失。

 

參考文獻

(1)GB 50116-2008火災自動報警系統設計規范

(2)GB50166-2007火災自動報警系統施工及驗收規范

(3)03X502空氣采樣早期煙霧探測系統國標圖集

(4)、廣東省《DBJ15-48-2005吸氣式感煙火災探測報警系統設計、施工及驗收規范》

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