2 000 kW移動式發(fā)電車自動滅火系統(tǒng)設計

王國強

（神華準能集團有限責任公司黑岱溝露天煤礦，內蒙古鄂爾多斯010300）

2 000 kW移動式發(fā)電車自動滅火系統(tǒng)設計

王國強

（神華準能集團有限責任公司黑岱溝露天煤礦，內蒙古鄂爾多斯010300）

黑岱溝露天煤礦現(xiàn)使用2 000 kW移動式發(fā)電車，主要為露天大型采掘設備（電鏟）供電。其作業(yè)現(xiàn)場塵土大，發(fā)電機組散熱差，極易引發(fā)火災，急需設計一套自動滅火系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用抗干擾、靈敏度高且動作可靠、穩(wěn)定的外部探測器；采用能及時有效撲滅電氣類、油脂類火災的滅火介質，且不對發(fā)電機組的部件造成二次污染。

移動式發(fā)電車；發(fā)電機組；高溫環(huán)境；自動滅火系統(tǒng)；外部探測器

0 引言

該地區(qū)冬季時間長且寒冷，夏季短且酷熱，白天與夜間的溫差較大，設備在露天條件下使用，現(xiàn)場道路顛簸，煤塵大，春季風沙大，最大風速23 m/s。環(huán)境溫度為－34～+39.4℃，平均溫度為5.3～7.6℃，海拔1 100～1 310 m，年降水量231.00～459.05 mm，最大降水量37 mm，最大降雪深度150 mm，最大凍結深度1 490 mm，年蒸發(fā)量1 824.7～2 896.1 mm。建議采用單溫感或溫度+紅外火焰等多組合的外部探測方式及管網式脈沖超細干粉和自啟動氣體滅火組合系統(tǒng)[2]，當探測器探測到火情時，將火警信號傳輸至火災報警控制器并發(fā)出聲光報警，提醒發(fā)電車操作人員采取措施并安全撤離，由控制器聯(lián)動超細干粉滅火裝置，延時0～30 s對發(fā)電機組保護區(qū)域進行全淹滅式滅火，該系統(tǒng)具有手動、自動和應急機械啟動3種操作模式，擁有在火災無法避免的情況下進行及早探測、智能動作、迅速撲滅、高效安全等顯著特點[3]。

1 系統(tǒng)構成及工作方式

1.1 系統(tǒng)構成

1.1.1 直接式溫度探測滅火系統(tǒng)

該系統(tǒng)由溫度探測裝置和管網式脈沖超細干粉及自啟式氣體滅火系統(tǒng)組成。當溫度探測裝置探測到火情時將火警信號直接傳輸至超細干粉自啟動裝置直接啟動滅火，自啟動氣體滅火探測至火情時直接自啟動滅火，同時將滅火動作信號發(fā)出聲光報警[4]。

系統(tǒng)布置：

1）系統(tǒng)由火災探測系統(tǒng)和管網式脈沖超細干粉系統(tǒng)及自啟動氣體滅火裝置組成，管道直接延伸至發(fā)電機組集裝箱內的柴油機組、發(fā)電機組、電氣控制柜等區(qū)域。

2）根據(jù)保護區(qū)域點位布置機組集裝箱內設有隔爆型溫度探測器用于實現(xiàn)火情的探測功能，同時將報警信號傳送至超細干粉滅火裝置。直接啟動，無延時。

3）集裝箱出入口設有緊急啟動按鈕，一旦人員發(fā)現(xiàn)火災，按下緊急啟動按鈕，直接啟動超細干粉滅火裝置進行滅火。

4）電氣探測柜由自啟式氣體滅火系統(tǒng)單獨保護。

5）機組集裝箱的出入口及駕駛室設置聲光報警器，當超細干粉系統(tǒng)啟動后發(fā)出聲光報警，提醒操作人員。

優(yōu)點：施工簡單、造價低。

缺點：被動探測、響應時間慢、直接啟動無預警功能，易誤報誤噴，氣體滅火動作無反饋，不易察覺，依賴系統(tǒng)自身電池供電。

1.1.2 溫度探測自動報警滅火系統(tǒng)

該系統(tǒng)由溫度自動探測報警控制系統(tǒng)和管網式脈沖超細干粉及自啟式氣體滅火系統(tǒng)組成。當探測到火情時，探測器將火情信號傳送至控制主機，主機發(fā)出聲光報警提醒操作人員進行火災確認及撤離，30 s內如無人為終止，系統(tǒng)將啟動超細干粉滅火裝置進行滅火。同時，當自啟式氣體滅火裝置啟動后，控制主機接收反饋后發(fā)出放氣指示，提醒操作人員采取相應措施。

系統(tǒng)布置：

1）根據(jù)保護區(qū)域點位布置機組集裝箱內設有隔爆型溫度探測器用于實現(xiàn)火情的自動探測功能，同時將報警信號上傳到火災報警控制器上，由控制器驅動滅火裝置進行滅火動作，并由控制器智能報警和動作，同時聯(lián)動其他設備。

2）集裝箱出入口設有緊急啟停按鈕，一旦發(fā)現(xiàn)火災，按下緊急啟動按鈕，通過30 s的延時啟動超細干粉滅火裝置進行滅火。同時具有緊急停止功能，在延時期間如發(fā)現(xiàn)火災未發(fā)生，可以通過按下停止按鈕進行停止噴放。

3）機組集裝箱的出入口設有大功率聲光報警器，當探測器探測到火情反饋到控制器后，控制器自動啟動聲光報警器發(fā)出聲光信號，提醒操作人員采取相應的措施。

4）駕駛室內設置聲光報警器，當探測器探測到火情反饋到控制器后啟動聲光報警，提醒操作人員采取相應的措施。

5）機組集裝箱內設有布置報警滅火控制器，該控制器同時具有“手動/自動”設置功能，可以根據(jù)現(xiàn)場的需要設置“手動/自動”兩種狀態(tài)?？梢詫崟r監(jiān)測現(xiàn)場各種設備的正常工作狀態(tài)，及時提醒操作人員設備是否正常工作或是否發(fā)生火情。

6）管網式脈沖超細干粉滅火系統(tǒng)安裝在機組集裝箱尾部，管路、噴頭覆蓋所有保護區(qū)域，啟動閥組根據(jù)控制器驅動指令或應急機械啟動方式通過輸送管網釋放超細干粉進行滅火。

7）自啟式氣體滅火裝置放置在電器柜側，通過氣體輸送軟管探入電器柜內部，當發(fā)生火情時，自動釋放氣體進行滅火，并將動作信號反饋至控制器發(fā)出警示。

優(yōu)點：探測、報警、滅火功能齊全，有效減少誤報誤噴現(xiàn)象。

缺點：純溫度探測，響應速度慢，報警靈敏度低。

1.1.3 溫度+紅紫外線復合探測自動報警滅火系統(tǒng)

該系統(tǒng)由溫度+紅紫外線復合火焰自動探測報警控制系統(tǒng)和管網式脈沖超細干粉及自啟式氣體滅火系統(tǒng)組成。日常發(fā)電機機組內部長期處于高溫環(huán)境，單感溫探測方式容易產生誤報誤噴，且溫度的上升需要過程，故響應速度略微滯后。增加了紅紫外線火焰探測方式能迅速提高火災探測速度，且不受自然光、環(huán)境溫度等外部干擾，有效地提高了火災報警的反應速度及可靠性[5]。

系統(tǒng)布置：

1）2 000 kW移動式發(fā)電車機組自動滅火系統(tǒng)是由火災自動報警控制系統(tǒng)和管網式脈沖超細干粉系統(tǒng)及自啟式氣體滅火裝置系統(tǒng)組成，主要保護集裝箱內的柴油機組、發(fā)電機組、電氣控制柜等區(qū)域。

2）根據(jù)保護區(qū)域點位布置，機組集裝箱內設有隔爆型溫度探測器、箱體的前端和后端布置隔爆型紅紫外線復合火焰探測器等，用于實現(xiàn)火情的自動探測功能，同時將報警信號上傳到火災報警控制器上，由控制器驅動滅火裝置進行滅火動作，上述探測器探測方式邏輯關系可根據(jù)現(xiàn)場實際情況靈活設定（與、或關系），并由控制器智能報警和動作同時聯(lián)動其他設備。

3）集裝箱出入口設有緊急啟停按鈕，一旦發(fā)現(xiàn)火災，按下緊急啟停按鈕，通過30 s的延時啟動超細干粉滅火裝置進行滅火。同時具有緊急停止功能，在延時期間如發(fā)現(xiàn)火災未發(fā)生，可通過按下停止按鈕停止噴放。

4）機組集裝箱的出入口設有大功率聲光報警器，當探測器探測到火情反饋到控制器后，控制器自動啟動聲光報警器發(fā)出聲光信號，提醒操作人員采取相應的措施。

5）駕駛室內設置聲光報警器，當探測器探測到火情反饋到控制器后啟動聲光報警，提醒操作人員采取相應措施。

6）機組集裝箱內設有報警滅火控制器，該控制器同時具有“手動/自動”設置功能，可以根據(jù)現(xiàn)場的需要設置“手動/自動”兩種狀態(tài)?？梢詫崟r監(jiān)測現(xiàn)場各種設備的正常工作狀態(tài)，及時提醒操作人員設備是否正常工作或是否發(fā)生火情。

7）管網式脈沖超細干粉滅火系統(tǒng)安裝在機組集裝箱尾部，管路、噴頭覆蓋所有保護區(qū)域，啟動閥組根據(jù)控制器驅動指令或應急機械啟動方式通過輸送管網釋放超細干粉進行滅火。

8）自啟式氣體滅火裝置放置在電氣柜側，通過氣體輸送軟管探入電氣柜內部，當發(fā)生火情時自動釋放氣體進行滅火，并將動作信號反饋至控制器。

系統(tǒng)特點：

現(xiàn)場設備工作可靠性強，能適應各種惡劣環(huán)境。非插拔式接線、防拆功能、防震動結構設計等，滿足現(xiàn)場抗震要求?，F(xiàn)場設備內置浪涌保護措施，抗雷擊、電脈沖干擾[6]。EMC優(yōu)化設計，對現(xiàn)場電磁場輻射干擾免疫。自動、手動、機械應急等多種啟動方式，可靠性高，誤報率低。潔凈滅火介質，無殘留，無污染，避免設備二次損害。0～30 s延時，防止誤操作。

優(yōu)點：火災探測、報警、滅火功能齊全，反應速度靈敏，兩種探測方式組合可靠，主機自備電源，在無外部電源供應的情況下也能保證正常工作[7]。

缺點：造價較直接式溫度探測滅火系統(tǒng)、溫度探測自動報警滅火系統(tǒng)略高。

1.2 系統(tǒng)工作方式

1.2.1 自動啟動

當控制器處于自動控制方式時，外部探測設備報警時啟動報警裝置，提示人員撤離或疏散，并將火情傳輸給控制器，延時0～30 s啟動滅火裝置后反饋信號至報警主機，自動滅火報警主機對第一火警，復合火警同時進行記憶儲存，以便于事后火災事故的調查。

1.2.2 手動啟動

當保護區(qū)發(fā)生火情時，外部探測器發(fā)出火警信號，自動滅火控制器顯示火情，并將火情傳輸給控制器聯(lián)動聲光報警器以聲光兩種信號顯示火警，當現(xiàn)場操作人員確認火情后，迅速撤離同時按下控制器上的啟動按鈕或集裝箱出入口處的緊急啟動按鈕啟動滅火系統(tǒng)實施滅火。無火情時按下控制器上的復位鍵，系統(tǒng)重新正常運行。

1.2.3 機械啟動

當系統(tǒng)手/自動啟動失靈時，操作人員可以機械啟動機組集裝箱尾部滅火裝置瓶組閥門，釋放滅火劑直接滅火。

2 系統(tǒng)主要設備介紹

2.1 氣體滅火控制器

該單區(qū)滅火控制器是專業(yè)為移動式發(fā)電車自動滅火系統(tǒng)設計的，滿足移動式發(fā)電車高溫、高粉塵、高震動、高強度的特殊工作需求，采用CPU超大規(guī)模集成電路設計，和現(xiàn)場的感煙探測器、感溫探測器、緊急啟停按鈕、聲光報警器等組成一個完整的氣體滅火控制系統(tǒng)。現(xiàn)場發(fā)生火災時，相應的火災探測器報警，滿足預設的邏輯控制功能后，驅動聲光報警器現(xiàn)場報警，關閉保護區(qū)內相應的門窗，控制盤經過延時以后驅動滅火裝置實施滅火，保護區(qū)內放氣指示燈點亮，避免保護區(qū)人員進入，可接4路常規(guī)型探測器,具有手動、自動、緊急啟動3種控制模式，能自動、手動、緊急輸出2組24 V打閥信號，其最大電流為24 VDC/2A。能輸出2組24 V聯(lián)動信號，其最大電流為1 A。具有線路斷路、短路自檢、消音、復位功能，能接收每個防火分區(qū)急啟動作及反饋信號并記錄供檢查使用，繼電器觸點容量為直流24 VDC/3A或交流220 V/1A，具有抗雷擊、抗靜電、抗電磁、抗電瞬變等功能，自動動作延時時間可設定（0～30 s）[8]。

2.2 高溫型感溫探測器

該探測器外形美觀，生產工藝采用現(xiàn)代SMT技術，殼體采用阻燃耐高溫材料，在120℃的高溫下不發(fā)生變形。靜態(tài)電流小，工作電壓范圍寬，抗潮性能優(yōu)良，響應速度快,具有極高的靈敏度,探測器對非火災干擾影響具有很強的免疫力，超大高亮環(huán)狀報警指示，360°全方位可見，內置探測器采用二線制，正常時報警燈閃爍，發(fā)生火災時常亮,使用時須與BK8800底座或編碼底座及相兼容的控制器配套使用。特別適用于高溫、高濕、高腐蝕性、震動強烈、粉塵干擾等惡劣工業(yè)場所。

2.3 緊急啟動按鈕

緊急啟/停按鈕通常安裝在現(xiàn)場氣體滅火控制區(qū)的出入門旁，實現(xiàn)現(xiàn)場氣體裝置緊急啟動或緊急停止功能。當發(fā)現(xiàn)火災時，按下緊急啟動按鈕，控制器在設定的延時下開始倒計時，倒計時結束后，開始噴放氣體；若想在噴放前停止噴氣，必須在延時過程中按下緊急切斷按鈕。

2.4 聲光報警器

聲光報警器是一種安裝在現(xiàn)場的聲光報警設備，當現(xiàn)場發(fā)生火災并被確認后，氣體滅火控制器就會啟動現(xiàn)場的聲光報警器，使現(xiàn)場發(fā)出震驚效果的火災報警聲響，以此達到影響人們注意的目的。聲光報警器可直接由有源的24 VDC常開觸點進行控制。主要特性及技術指標∶

2.5 七氟丙烷（HFC－227ea）氣體滅火系統(tǒng)

七氟丙烷（HFC－227ea/FM200）是一種以化學滅火為主，兼有物理滅火作用的潔凈氣體滅火劑；它無色、無味、低毒、不導電、不污染被保護對象，不會對保護對象造成損壞；能以較低的滅火濃度，迅速的滅火速度（≤10 s），可靠的撲滅B、C類火災及電器火災；儲存空間小，臨界溫度高，臨界壓力低，在常溫下可液化儲存；釋放后不含粒子或油狀殘余物，對大氣臭氧層無破壞作用，在大氣層停留時間為30～40年，符合環(huán)保要求[9]。

3 結語

移動式發(fā)電車集裝箱內機組運行時易積塵土、產生高溫，內部空間散熱差，隨著長時間在高溫環(huán)境下運行，相關控制線路易老化，當發(fā)生短路故障時，極易引發(fā)火災，通過加裝自動滅火系統(tǒng)可以及時撲滅火情，把損失降到最低，避免不必要的人身傷害和財產損失。

［1］杜蘭萍，謝德隆，東靖飛，等.哈龍?zhí)娲夹g的研究［J］.消防科學與技術，2002，21（1）：59－60.

［2］DG/T J08－307—2002，七氟丙烷滅火系統(tǒng)技術規(guī)程［S］．

［3］經建生，謝德隆.七氟丙烷滅火系統(tǒng)應用之優(yōu)化［J］.消防科學與技術，2003，22（1）：40－41.

［4］東靖飛.潔凈氣體滅火系統(tǒng)工程應用評價技術的研究［J］.消防科學與技術，2003，22（6）：483－486.

［5］許春元.七氟丙烷滅火系統(tǒng)設計問題探討［J］.消防科學與技術，2003，22（4）：307－308.

［6］GB 50370—2005氣體滅火系統(tǒng)設計規(guī)范［S］．

［7］GB 50166—2007災自動報警系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范［S］．

［8］GB 50166—2007氣體滅火系統(tǒng)設計規(guī)范［S］．

［9］趙昕．七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)在工程中的應用［J］．山西建筑，2009（6）：171－172.

【責任編輯：陳毓】

表4 儲量計算對照

［4］張壽濤.3DMine礦業(yè)工程軟件在勝利露天煤礦的應用［J］.露天采礦技術，2011（4）：74－76.

［5］劉云，蓋俊鵬，劉穎.利用3DMine軟件建立礦山地質三維模型［J］.礦業(yè)工程，2009，7（5）：58－59.

［6］楊密，楊樂，柯樹森.VBA從入門到精通［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2008.

［7］羅剛君.Excel VBA范例大全［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2008.

［8］賈智捷.基于3Dmine的煤礦三維建模研究［D］.廈門：廈門大學，2011.

［9］余牛奔，齊文濤，王立歡，等.基于3DMine軟件的三維地質建模及儲量估算［J］.金屬礦山，2015，44（3）：138－142.

【責任編輯：解連江】

Design of automatic fire extinguishing system of 2 000 kW mobile generators

WANG Guoqiang
(Heidaigou Open-pit Coal Mine,Shenhua Zhunge'er Energy Co.,Ltd.,Ordos 010300,China)

2 000 kW mobile generator is used for large mining equipment(excavator)power supply in Heidaigou Open－pit Coal Mine.The dust of the work site is large,the power generation unit heat dissipation is poor,which is easy to cause fire.The automatic fire extinguishing system adopts anti－interference,high sensitivity and reliable action,stable external detector,which timely and effectively puts out the fire extinguishing media of electric and grease class and not causes the secondary pollution on generator unit.

mobile generator；generator unit;high temperatures environment;automatic fire extinguishing system;external detector

TD75+2.1

B

1671－9816（2017）02－0068－04

王國強.2 000 kW移動式發(fā)電車自動滅火系統(tǒng)設計［J］.露天采礦技術，2017，32（2）：68－71.

2016－07－20

王國強（1980—），男，內蒙古烏蘭察布人，工程師，2007年畢業(yè)于遼寧工程技術大學，現(xiàn)從事機電管理工作。

DOI∶10.13235/j.cnki.ltcm.2017.02.019