智慧消防技術(shù)在石油化工電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用與發(fā)展

根據(jù)應(yīng)急管理部消防救援局發(fā)布的全國火災(zāi)數(shù)據(jù)來看，2020年因違反電氣安裝使用規(guī)范所產(chǎn)生的火災(zāi)共有8.5萬件，是全國總火災(zāi)數(shù)量的33.6%；因電氣故障出現(xiàn)的大型火災(zāi)事件數(shù)量36件，占大型火災(zāi)總數(shù)量55.%?？梢婋姎庠O(shè)備線路故障誘發(fā)的火災(zāi)事故數(shù)量較多。

石油化工業(yè)是我國重要產(chǎn)業(yè)之一，石化企業(yè)有各種電氣設(shè)備，容易在日常運行中出現(xiàn)各種火災(zāi)隱患，誘發(fā)火災(zāi)的因素趨于多樣化，包括安全管理意識薄弱、違反操作規(guī)范等主觀因素隨著企業(yè)生產(chǎn)年限不斷增加，電氣設(shè)備出現(xiàn)老齡化趨勢，導(dǎo)致很多用電設(shè)備出現(xiàn)短路、漏電等現(xiàn)象，這些故障通常出現(xiàn)在電氣設(shè)備穿線管內(nèi)部，是產(chǎn)生電氣起火的重要因素。但因為很多短路現(xiàn)象具有較強的隱蔽性，短時間內(nèi)無法被發(fā)現(xiàn)，從而導(dǎo)致火勢大規(guī)模蔓延。同時，因石油化工行業(yè)具有一定特殊性，如果出現(xiàn)火災(zāi)事故，很容易引起有毒氣體泄漏，給企業(yè)帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重威脅人員安全，還會給企業(yè)形象造成破壞口.所以，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)十分重要。

1石油化工電氣*常見的火災(zāi)類型

1.1電氣設(shè)備漏電造成的火災(zāi)

當(dāng)電氣設(shè)備和線路運行時間長久，絕緣材料老化或者人為損壞以及潮濕高溫環(huán)境原因影響，會造成絕緣性能下降，電氣設(shè)備和線路就會漏電。如果接觸不良就會產(chǎn)生火花和高溫，引燃可燃物品，造成火災(zāi)。預(yù)防這類火災(zāi)的措施有幾點:電氣設(shè)備設(shè)計安裝漏電保護(hù)裝置:電氣設(shè)備金屬外殼和電源線路金屬導(dǎo)管和橋架安裝可靠接地裝置。

1.2電氣設(shè)備線路短路造成的火災(zāi)

當(dāng)裸露導(dǎo)體或者絕緣導(dǎo)體絕緣破壞，導(dǎo)體直接接觸時就會造成相線之間、相線零線之間和相線與大地之間短路。短路時電阻小，短路電流大，溫度迅速升高，熔斷導(dǎo)線，引燃可燃物。這類火災(zāi)發(fā)展速度快，破壞性嚴(yán)重。預(yù)防這類火災(zāi)的措施有幾點:電氣設(shè)備設(shè)計安裝短路保護(hù)裝置，比如斷路器、熔斷器等:電氣設(shè)備和線路設(shè)計安裝火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)。

1.3 電氣設(shè)備和線路過載造成的火災(zāi)

電氣設(shè)備和線路正常運行時,電流和溫升在設(shè)計正常范圍,不會造成火災(zāi)。當(dāng)不按照設(shè)計要求任意加大負(fù)載或者不按照設(shè)計要求加長運行時間以及電氣設(shè)備故障時，運行電流就會加大，電氣元件和線路溫度上升很快。當(dāng)溫度到達(dá)一定程度后，設(shè)備和線路就會發(fā)生破壞，從而燃燒引起火災(zāi)。預(yù)防這類火災(zāi)的措施有幾點:嚴(yán)格按照設(shè)計要求的負(fù)荷和時間運行設(shè)備:電氣設(shè)備設(shè)計安裝熱過載保護(hù)裝置:電氣設(shè)備設(shè)計安裝缺相保護(hù)裝置。

2 基于智慧消防的石油化工電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)研究

2.1 電氣火災(zāi)控制系統(tǒng)的組成和設(shè)置

2.1.1電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)組成

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中包括電氣火災(zāi)監(jiān)控器和電氣火災(zāi)探測器(見圖1)。其中電氣火災(zāi)監(jiān)控器在整個電氣火災(zāi)監(jiān)控中具有重要作用，能集中控制電氣火災(zāi)情況，自動觸發(fā)故障報警系統(tǒng)，避免電氣火災(zāi)給相關(guān)企業(yè)帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。目前，該設(shè)備通常安裝在有工作人員值班的場所，當(dāng)電氣火災(zāi)監(jiān)控器被安裝在無人看守區(qū)域時，要及時將故障信號和報警信號傳輸?shù)较揽刂剖?。目前，在系統(tǒng)運行中，工作人員*常用測溫式和電流式電氣火災(zāi)探測器，但隨著電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備不斷發(fā)展組合式電氣火災(zāi)探測器出現(xiàn)在人們視線范圍內(nèi)，其能監(jiān)控1kV配電線路剩余的電流和溫度，能進(jìn)一步降低電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)硬件數(shù)量，還能通過收集各方面數(shù)據(jù)資源，判斷出電氣故障的主要類型，提前將各種安全隱患進(jìn)行控制。

2.1.2新建石油化工生產(chǎn)裝置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置

在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)運行過程中，工作人員要注重提前預(yù)防，將電氣設(shè)備安全故障控制在事前。因此，在企業(yè)日常生產(chǎn)過程中，為滿足企業(yè)不間斷生產(chǎn)的要求，工作人員不能隨意切斷用電負(fù)荷電源，在很多環(huán)境下，該系統(tǒng)只具有報警作用，但不具備跳閘功能。工作人員要分析電氣線路實際運行情況收集電氣線路傳輸數(shù)據(jù)，一旦發(fā)現(xiàn)線路存在嚴(yán)重漏電問題，故障線路相關(guān)數(shù)據(jù)會直接顯示在電氣火災(zāi)監(jiān)控器上，如漏電溫度、電流、位置等數(shù)據(jù)，及時提醒工作人員進(jìn)行維護(hù)，解決安全事故，避免安全事故給生產(chǎn)效率帶來嚴(yán)重影響。同時，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在觸發(fā)系統(tǒng)報警時，會自動將報警信號傳輸給火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。同時，為避免出現(xiàn)電氣火災(zāi)現(xiàn)象，工作人員在設(shè)置剩余電流檢測設(shè)備時動作電流應(yīng)低于300m，考慮到電壓等級1kv下的電纜導(dǎo)體材料不同、絕緣介質(zhì)不同，其日常工作溫度存在明顯差異性，如0.6/1kV銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜*高工作溫度為90°C，而銅芯聚氯乙烯絕緣電纜作為目前使用范圍*廣的電纜，其導(dǎo)體工作溫度*高為70°C。工作人員在設(shè)置測溫式電氣火災(zāi)探測器報警數(shù)值時，要結(jié)合線路電纜型號和規(guī)格進(jìn)行設(shè)置。另外，為降低錯誤報警頻率和電氣火災(zāi)發(fā)生概率，工作人員可將電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中的溫度檢測報警數(shù)據(jù)合理設(shè)置*高工作溫度。

2.1.3石油化工生產(chǎn)裝置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置

針對未設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的石油化工，想要設(shè)置該系統(tǒng)具有較高難度系數(shù)，如當(dāng)抽屜式低壓開關(guān)柜內(nèi)空間不足時，工作人員不能安裝剩余電流互感器監(jiān)督其剩余電流。為解決設(shè)置安全問題，要結(jié)合企業(yè)設(shè)置要求，進(jìn)一步優(yōu)化既有石油化工生產(chǎn)裝置，完善電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，加強企業(yè)日常生產(chǎn)的安全管理。同時，在石油化工生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)中要安裝微機綜合保護(hù)裝置，多方位保護(hù)電動機回路、饋線等環(huán)節(jié)實現(xiàn)漏電保護(hù)功能，這和剩余電流式電氣火災(zāi)探測器原理基本相同，配合通信管理機實現(xiàn)數(shù)據(jù)收集工作，從而實時檢測線路剩余電流。另外，在上述基礎(chǔ)上，工作人員要配合測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控檢測器，實時監(jiān)督電氣設(shè)備各環(huán)節(jié)溫度，構(gòu)建健全的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，合理控制現(xiàn)有設(shè)備改造幅度。

2.2消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)的組成和設(shè)置

目前，消防設(shè)備是控制電氣火災(zāi)的重要基礎(chǔ)，其主要包括電動防火卷簾門、消防補風(fēng)、消防排煙風(fēng)機、消防電梯等。通過合理應(yīng)用這些消防用電設(shè)備能控制火災(zāi)蔓延速度，給人員疏散和營救提供充足的時間，有效降低因火災(zāi)問題產(chǎn)生的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。在正常情況下，很多設(shè)備在熱備狀態(tài)，只有當(dāng)出現(xiàn)火災(zāi)情況時才被投入使用，一旦消防用電設(shè)備電源存在問題，工作人員未定期進(jìn)行檢查，就很容易影響消防用電設(shè)備的使用性能。而消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)作為我國*實用的預(yù)警監(jiān)控系統(tǒng)，其具有結(jié)構(gòu)簡單、操作便捷、效率高等特征，被廣泛應(yīng)用在各行業(yè)生產(chǎn)工作中。同時，消防設(shè)備電源監(jiān)控結(jié)構(gòu)有兩種結(jié)構(gòu)組網(wǎng)，即消防電源狀態(tài)監(jiān)控器和電壓傳感器，便于工作人員實時監(jiān)督消防設(shè)備實際情況，提高石油化工企業(yè)消防安全管理水平。

2.2.1消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)的組成

消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)消防用電設(shè)備電源監(jiān)控工作.保證在出現(xiàn)火災(zāi)時消防用電設(shè)備能正常使用，給消防救援工作提供幫助。該系統(tǒng)主要包括電樂和電流監(jiān)控模塊傳感器、消防電源監(jiān)控主機、分機等，針對大型石油化工企業(yè)，監(jiān)控模塊傳感器自動收集各種消防設(shè)備電源參數(shù)，通過總線和消防控制室，將其上傳到全場性控制室，構(gòu)建全廠消防設(shè)備電源的監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)是根據(jù)消防設(shè)備電源的電氣數(shù)據(jù)變化情況發(fā)布相關(guān)指令，當(dāng)消防用電設(shè)備出現(xiàn)如缺相、過電壓、斷路、過載等冬種故障，會自動觸發(fā)聲光報警信號，提醒工作人員進(jìn)行維護(hù)。

2.2.2設(shè)置消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)注意事項

在制定配電方案過程中，工作人員*常用放射式直供電方法，將消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測點設(shè)置在距離變電所出線端較近位置，一旦消防配電線路出現(xiàn)火災(zāi)現(xiàn)象，該系統(tǒng)無法將數(shù)據(jù)傳輸?shù)较烙秒娫O(shè)備受電端，給整個消防救援工作帶來嚴(yán)重影響。針對該種情況，工作人員要合理設(shè)置電壓監(jiān)控模塊傳感器，通常安裝在距離消防用電設(shè)備未端較近位置，如消防雙電源切換裝置進(jìn)線口，充分發(fā)揮消防電源監(jiān)控作用，保證石油化工企業(yè)日常生產(chǎn)的安全性。

2.3基于智慧消防的石油化工電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用

2017年，公安部消防局發(fā)布《關(guān)于*面推進(jìn)“智慧消防建設(shè)的指導(dǎo)意見》，要求相關(guān)企業(yè)合理利用各種信息技術(shù)，如云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，推動智慧消防建設(shè)進(jìn)程，將信息化技術(shù)和消防業(yè)務(wù)相互結(jié)合，進(jìn)一步完善社會火災(zāi)防控體系，促進(jìn)傳統(tǒng)消防向智能化方向發(fā)展。目前，上述要求主要針對社會火災(zāi)防控體系，石油化工企業(yè)是目前*重要的防控環(huán)節(jié)之一。隨著消防產(chǎn)業(yè)技術(shù)不斷發(fā)展，傳統(tǒng)消防管理工作無法演足企業(yè)生產(chǎn)安全要求，企業(yè)要對消防設(shè)施進(jìn)行動態(tài)監(jiān)管和預(yù)報警功能，積*購買冬種先進(jìn)的消防監(jiān)控系統(tǒng)，如消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)、消防水泵巡檢系統(tǒng)、消防應(yīng)急照明系統(tǒng)。但從目前消防監(jiān)控系統(tǒng)運行情況來看，發(fā)現(xiàn)不能將消防監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行獨立設(shè)置，無形中增加工作人員日常監(jiān)控工作量，要將不同消防監(jiān)控系統(tǒng)相互結(jié)合，實現(xiàn)消防監(jiān)控系統(tǒng)一體化，統(tǒng)一各種消防監(jiān)控系統(tǒng)的通信協(xié)議,實現(xiàn)不同消防監(jiān)控系統(tǒng)間的相互溝通(見表1)。通過實現(xiàn)消防監(jiān)控系統(tǒng)一體化，不僅能保證不同監(jiān)控系統(tǒng)自身監(jiān)控功能，還能利用實現(xiàn)消防監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)互通，避免消防監(jiān)控系統(tǒng)遇到的問題。

在實現(xiàn)消防監(jiān)控系統(tǒng)一體化過程中，要合理利用智慧消防物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)各種設(shè)備和系統(tǒng)間的組網(wǎng)，實時定位每個系統(tǒng)的運行狀態(tài)和故障報警位置，通過分級授權(quán)管理模式向企業(yè)不同級別用戶提供相關(guān)網(wǎng)頁界面，讓企業(yè)管理層根據(jù)不同權(quán)限進(jìn)行實時控制。通過利用消防監(jiān)控系統(tǒng)一體化，遠(yuǎn)程進(jìn)行火災(zāi)報警聯(lián)動，實時檢測消防設(shè)備實際情況，提高日常消防管理水平。同時，安全管理人員可利用相關(guān)App，多方面分析企業(yè)內(nèi)部消防設(shè)備實際情況，一旦消防系統(tǒng)故障報警系統(tǒng)被觸發(fā)，能及時收集到火災(zāi)相關(guān)信息，便于當(dāng)?shù)叵啦块T掌握企業(yè)的消防設(shè)施運行情況，能進(jìn)行日常消防監(jiān)督，確定石油化工企業(yè)火災(zāi)危險程度，給消防部門研究火災(zāi)風(fēng)險提供豐富的數(shù)據(jù)資源。

3安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

3.1概述

Acre1-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，是根據(jù)國家現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)由安科瑞電氣股份有限公司研發(fā)的全數(shù)字化獨立運行的系統(tǒng)，已通過國家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心的消防電子產(chǎn)品試驗認(rèn)證，并且均通過嚴(yán)格的EMC電磁兼容試驗，保證了該系列產(chǎn)品在低壓配電系統(tǒng)中的安全正常運行，現(xiàn)均已批量生產(chǎn)并在全國得到廣泛地應(yīng)用。該系統(tǒng)通過對剩余電流、過電流、過電壓、溫度和故障電弧等信號的采集與監(jiān)視，實現(xiàn)對電氣火災(zāi)的早期預(yù)防和報警，當(dāng)必要時還能聯(lián)動切除被檢測到剩余電流、溫度和故障電弧等超標(biāo)的配電回路;并根據(jù)用戶的需求，還可以滿足與AcreIEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺或火災(zāi)自動報警系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和共享。

3.2應(yīng)用場合

適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、國家*點消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領(lǐng)域。

3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.4系統(tǒng)功能

監(jiān)控設(shè)備能接收多臺探測器的剩余電流、溫度信息，報警時發(fā)出聲、光報警信號，同時設(shè)備上紅色“報警"指示燈亮，顯示屏指示報警部位及報警類型，記錄報警時間，聲光報警一直保持，直至按設(shè)備的“復(fù)位"按鈕或觸摸屏的“復(fù)位"按鍵遠(yuǎn)程對探測器實現(xiàn)復(fù)位。對于聲音報警信號也可以使用觸摸屏“消聲"按鍵手動消除。

當(dāng)被監(jiān)測回路報警時，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護(hù)電路或其他設(shè)備，當(dāng)報警消除后，控制輸出繼電器釋放。

通訊故障報警：當(dāng)監(jiān)控設(shè)備與所接的任一臺探測器之間發(fā)生通訊故障或探測器本身發(fā)生

故障時，監(jiān)控畫面中相應(yīng)的探測器顯示故障提示，同時設(shè)備上的黃色“故障"指示燈亮，并發(fā)出故障報警聲音。電源故障報警：當(dāng)主電源或備用電源發(fā)生故障時，監(jiān)控設(shè)備也發(fā)出聲光報警信號并顯示故障信息，可進(jìn)入相應(yīng)的界面查看詳細(xì)信息并可解除報警聲響。

當(dāng)發(fā)生剩余電流、超溫報警或通訊、電源故障時，將報警部位、故障信息、報警時間等信息存儲在數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)報警解除、排除故障時，同樣予以記錄。歷史數(shù)據(jù)提供多種便捷、快速的查詢方法。

4配置方案

5結(jié)語

綜上所述，隨著石油化工企業(yè)消防安全意識逐漸增強，為避免火災(zāi)給工作人員帶來嚴(yán)重傷害，防止給周圍生態(tài)環(huán)境帶來嚴(yán)重破壞，要改革傳統(tǒng)消防理念，實現(xiàn)消防事前預(yù)警。工作人員要結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)情況，構(gòu)建健全的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)和消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)，通過利用火災(zāi)自動報警系統(tǒng)將消防電源監(jiān)控、電氣火災(zāi)監(jiān)控相互融合，提高日?；馂?zāi)監(jiān)督效率。同時，采用智能消防物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)火災(zāi)遠(yuǎn)程監(jiān)控，給石油化工企業(yè)消防巡檢工作提供豐富的數(shù)據(jù)資源，充分發(fā)揮其在人員疏散方面的作用，將企業(yè)電氣火災(zāi)風(fēng)險控制在*小范圍。

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