白愛平

(神華國能(神東電力)集團神東熱電公司， 內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017209)

0 引言

電纜隧道是整個電廠運行的命脈，應(yīng)避免因電纜隧道火災(zāi)引發(fā)機組故障，為電纜隧道設(shè)計完善的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)及防火隔斷裝置，可在火災(zāi)發(fā)生時提前報警，而自動防火門自動關(guān)閉，起防火隔斷作用，可將損失降到最低，以確保機組設(shè)備正常運行。

1 電纜隧道存在的安全問題

電纜隧道一般為地下密封式結(jié)構(gòu)，用混凝土澆筑而成，內(nèi)部高度有限，只在相應(yīng)位置設(shè)有檢修孔，通風和采光條件比較差?；馂?zāi)時，煙氣排出難度大，內(nèi)部能見度幾乎為零，外部撲救人員及消防設(shè)備不可能進入，撲救非常困難。地下電纜隧道一般都比較長，電纜分層敷設(shè)，密度大，一旦著火，很容易延燃[1-2]。

電纜隧道中防火門的關(guān)閉問題一直困擾著許多火力發(fā)電廠：如果電纜隧道的防火門始終處于關(guān)閉狀態(tài)將引起電纜隧道通風不良，局部電纜溫度過高容易引發(fā)電纜火災(zāi)；如果電纜隧道防火門始終處于敞開狀態(tài)，電纜隧道的通風問題解決了，一旦發(fā)生電纜火災(zāi)，火焰通過隧道防火門竄入沒有發(fā)生火災(zāi)的區(qū)段，會擴大事故范圍。為解決這一問題，電纜隧道防火門在正常情況下是敞開的，能夠保證電纜隧道通風良好，當電纜隧道內(nèi)發(fā)生火情時，電纜隧道內(nèi)的任意報警裝置(報警點)報警觸發(fā)電纜隧道防火門自動關(guān)閉，關(guān)閉后的防火門仍然可以人工開啟，防止工作人員被關(guān)在電纜隧道內(nèi)[3]。

2 自動報警監(jiān)控系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

在電纜隧道內(nèi)安裝常開式防火門，發(fā)生火情時關(guān)閉防火門，使電纜隧道形成火災(zāi)分段隔離狀態(tài)，保證火災(zāi)不蔓延。在消防集中控制室及現(xiàn)場皆能控制防火門的開關(guān)。

電纜隧道內(nèi)溫度探測報警系統(tǒng)，使電纜隧道內(nèi)電纜溫度能夠及時、準確地顯示到集中控制室，為超溫報警提供準確的早期信息。

該系統(tǒng)采用環(huán)形總線式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以有效保證系統(tǒng)運行，系統(tǒng)中任意點線路斷路時，系統(tǒng)仍可穩(wěn)定運行，通過感溫電纜經(jīng)信號總線及輸入模塊將電纜隧道內(nèi)的報警信息實時傳送給集中控制器的計算機進行數(shù)據(jù)處理及分析，如有異常則進行閉門操作。

該系統(tǒng)主要由可恢復(fù)式線型感溫電纜、感溫電纜調(diào)制解調(diào)器、甲級鋼質(zhì)防火門、防火門閉門器、防火門釋放裝置、報警系統(tǒng)配套輸入、輸出模塊以及防火墻、自動防火門監(jiān)控系統(tǒng)等組成。感溫電纜表層采用正弦波接觸式敷設(shè)，有效保證多點接觸，多點保護。

現(xiàn)場所有輸入、輸出模塊及調(diào)制解調(diào)器均安裝在模塊箱內(nèi)，防塵、防水效果良好。

防火門采用甲級鋼質(zhì)，門扇內(nèi)填充耐1 200 ℃以上高溫，耐火極限不低于1 h的優(yōu)質(zhì)防火阻燃材料，并配套不銹鋼五金配件，確保防火門的開關(guān)靈活。

阻火墻采用防火隔板及阻火包等材料定制，厚度不小于480 mm，阻火墻兩側(cè)不小于1.2 m范圍內(nèi)的電纜涂刷防火涂料，刷防火涂料前對電纜表面進行清理，在砌筑防火墻的同時，還應(yīng)考慮電纜溝排水和鼠害，確保防火墻的穩(wěn)固性。

自動防火門監(jiān)控系統(tǒng)將主廠房電纜溝分若干區(qū)域進行監(jiān)測，每個防火門一個監(jiān)控畫面，平時畫面循環(huán)顯示，一旦報警，畫面自動定格并顯示報警探頭的位置和防火門的關(guān)閉情況[4]。

2.2 工作原理

當電纜隧道內(nèi)電纜溫度升高時，敷設(shè)在電纜表層的感溫電纜遇熱報警觸發(fā)感溫電纜調(diào)制解調(diào)器，將報警信號由報警系統(tǒng)輸入模塊傳輸至火災(zāi)自動報警主機，主機接收報警信號后，聯(lián)動發(fā)出關(guān)閉防火門的指令，通過信號總線傳輸至現(xiàn)場的輸出控制模塊，由輸出模塊執(zhí)行指令發(fā)出控制信號給防火門釋放裝置，防火門釋放裝置接收到釋放信號后，釋放防火門，并將防火門已釋放的反饋信號通過輸出模塊反饋給自動報警主機，利用閉門器的拉力將防火門拉至關(guān)閉狀態(tài)，起到隔離火災(zāi)的作用。

2.3 常開式防火門系統(tǒng)

防火門的主要功能有2個，一是保護作用，二是阻隔作用。阻隔作用又體現(xiàn)在室(戶)火災(zāi)不外竄及火災(zāi)通道上的阻隔，這樣防火門將火災(zāi)限制在局部范圍內(nèi)。防火門質(zhì)量嚴格遵循GB 12955—2008《防火門》相關(guān)要求。在電纜隧道內(nèi)采用甲級鋼質(zhì)防火門，配套防火門專用配件，確保防火門開關(guān)靈活，不卡澀。采用具有機械儲能功能的閉門裝置，極大地減小了防火門關(guān)閉的啟動電流。通過防火門位置繼電器輸出，可在監(jiān)視終端查看防火門的開、閉狀態(tài)，每段電纜隧道的感溫電纜報警后，啟動聯(lián)動該保護區(qū)域兩側(cè)的防火門關(guān)閉。防火門平時是常開狀態(tài)，配裝優(yōu)質(zhì)防火門閉門器，加裝防火門電磁釋放器來實現(xiàn)火災(zāi)時關(guān)閉防火門的功能。防火門電磁釋放器由釋放器主體(安裝于墻面)和鋼絲繩鎖扣(安裝于防火門門扇)構(gòu)成，平時無源，通過鎖扣裝置上鎖后保持防火門的常開狀態(tài)，火災(zāi)時瞬間由消防控制中心發(fā)送指令，受電脫開鎖扣裝置，釋放防火門并自行恢復(fù)不通電狀態(tài)；防火門在閉門裝置作用下自行關(guān)閉，并反饋門狀態(tài)信號到消防控制中心，也可按下自帶的手動釋放鍵，現(xiàn)場手動關(guān)閉防火門。

2.4 溫度探測報警及防火門聯(lián)動系統(tǒng)

系統(tǒng)采用可恢復(fù)式感溫電纜敷設(shè)，電纜隧道內(nèi)電纜分為6層，在所有電纜層表面敷設(shè)感溫電纜，并在感溫電纜調(diào)制解調(diào)器上設(shè)定固定報警值，一旦電纜隧道內(nèi)電纜超過預(yù)設(shè)報警值，要及時報警至消防控制室，以預(yù)警的方式達到保護電纜隧道之目的。

推薦每根感溫電纜的安裝使用長度不超過500 m；微處理器可設(shè)置2級火警輸出，每級可設(shè)置8種報警溫度，二級火警輸出的報警溫度設(shè)置等級必須大于一級火警輸出的報警溫度設(shè)置等級；出廠時設(shè)定的報警溫度設(shè)置為：一級火警輸出的報警溫度為85 ℃，二級火警輸出的報警溫度為105 ℃；探測器可設(shè)置感溫電纜的最高使用環(huán)境溫度，出廠時的環(huán)境溫度設(shè)置為50 ℃。

對電纜溝內(nèi)鋪設(shè)的線型感溫探測器，線型感溫探測器按照國家行業(yè)標準、相關(guān)技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，按S形布置整理鋪設(shè)，并對測量回路進行傳動和聯(lián)動試驗。

感溫電纜系統(tǒng)由感溫電纜、微處理器和終端盒三部分組成。在正常監(jiān)視狀態(tài)下，微處理器電路內(nèi)的橋路處于平衡狀態(tài)，此時微處理器的綠色運行指示燈按一定周期閃亮。當感溫電纜導(dǎo)體本身斷裂或?qū)w間短路時，黃色故障指示燈閃亮，故障繼電器動作通過其無源觸點自動向報警控制器傳輸故障信號。在發(fā)生火災(zāi)時，感溫電纜周圍的溫度達到探測器預(yù)先設(shè)定的額定動作溫度，感溫電纜的絕緣電阻下降使橋路失衡，導(dǎo)致處理器上紅色火警指示燈亮，火警繼電器動作并通過其無源觸點自動向報警控制器傳輸火警信號。

有效保證電纜溝內(nèi)的報警信息實時傳送給集中控制器的計算機進行數(shù)據(jù)處理及分析，如有異常則進行閉門操作，并聲光報警。

防火門聯(lián)動系統(tǒng)應(yīng)全部采用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸方式，并采用循環(huán)冗余校驗碼(CRC)校驗方式，CRC的檢錯能力很強，它除了能檢查出離散錯誤外，還能檢查出突發(fā)錯誤。

系統(tǒng)具有防電壓擊穿功能，嚴防一次電壓傳入，二次造成電壓反擊事故。系統(tǒng)應(yīng)耐低溫，運行可靠，不誤報警。

監(jiān)視及控制終端包括工控機、顯示器、數(shù)據(jù)通信單元，要放在有人值班的地方，所有數(shù)據(jù)最終要上傳到集控室現(xiàn)有主機監(jiān)視，主要在原有消防自動報警系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進行擴展，如需功能模塊或通道擴展，由實施廠家在原有系統(tǒng)基礎(chǔ)上進行集成。

火災(zāi)報警集中控制器閉門控制要求能夠采集防火門兩側(cè)的模擬量型溫度探測器輸出的信號，當溫度超過設(shè)定的限值發(fā)出報警時，釋放防火門，按鍵可以手動釋放防火門(釋放防火門按鍵能實現(xiàn)遠方主機和就地控制)；能夠采集防火門的開閉狀態(tài)，可以單獨控制一個防火門，也可以通過控制中心控制多個防火門。

為了使防火門系統(tǒng)更穩(wěn)定地運行，防火門控制系統(tǒng)采用直啟方式敷設(shè)線路，有效避免因線路故障使所有防火門都不能使用的現(xiàn)象發(fā)生。任意防火門故障不影響其他區(qū)域的設(shè)備正常通信。

防火門控制系統(tǒng)采用24 V直流電源可帶電檢修及維護，電源線、地線、啟動輸出線、停止輸出線滿足如下要求：回路總線線徑應(yīng)大于1.5 mm，總線回路電阻小于40 Ω，在線路通過最大電流時，線徑粗細應(yīng)保證線路壓降小于1 V；聯(lián)動設(shè)備較多時，還應(yīng)考慮控制器的負載能力。

感溫報警系統(tǒng)和火災(zāi)自動報警系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)相互通信和數(shù)據(jù)傳輸。

2.5 線型感溫探測器的敷設(shè)

應(yīng)用于電纜隧道等電纜火災(zāi)區(qū)域的測溫、感溫電纜可采用正弦波接觸式敷設(shè)或直線懸掛敷設(shè)。正弦波方式對溫度的靈敏度相對高一些，但在工程應(yīng)用中，為了抽換、檢修、維護動力電纜方便，也常采用感溫電纜架空的安裝方式(感溫電纜架空安裝時，宜在動力電纜拖架中心位置布置，當拖架寬度超過600 mm時宜安裝2根感溫電纜)。具體安裝如圖1所示。

圖1 正弦波方式測溫、感溫電纜的敷設(shè)

2.6 自動防火門監(jiān)控系統(tǒng)

自動防火門監(jiān)控系統(tǒng)將主廠房電纜溝分區(qū)域進行監(jiān)測，每個防火門設(shè)置一個監(jiān)控畫面，平時畫面循環(huán)顯示，一旦報警，畫面自動定格并顯示報警探頭的位置和防火門的關(guān)閉情況。

該系統(tǒng)由下位機適時采集現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，通過光纜傳給控制中心，控制中心根據(jù)上傳的數(shù)據(jù)和用戶的設(shè)置產(chǎn)生控制指令，通過光纜送到下位機，下位機開始執(zhí)行，并將結(jié)果返回到控制中心，從而完成現(xiàn)場的監(jiān)控。視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用一級架構(gòu)，通過前端重點區(qū)域設(shè)置的高清晰度攝像機，采集圖像信號，監(jiān)控中心可監(jiān)視所有區(qū)域，并可對每一路圖像信號進行錄像。

3 結(jié)束語

電纜隧道自動報警監(jiān)控及自動防火門技術(shù)的投入和使用，對電纜隧道的防火工作是一個極大的推進，在技術(shù)上保證了電纜溝及時分段阻燃的實現(xiàn)，在理念上也使我們對電纜防火重要性的認識得到了加強。電纜隧道自動報警監(jiān)控及防火技術(shù)是適合火力發(fā)電廠電纜隧道安全防火的有效方案，今后必然更加廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)場實際。

參考文獻：

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