工業(yè)危廢貯存庫(kù)的火災(zāi)探測(cè)器選型設(shè)計(jì)

楊政勃

摘要：結(jié)合危廢貯存庫(kù)的布局、存放物料火災(zāi)特性和國(guó)家規(guī)范，按照探測(cè)器設(shè)置需滿足及時(shí)性、準(zhǔn)確性和可靠性的要求，對(duì)常見的大空間火災(zāi)探測(cè)器進(jìn)行比較分析，提出較為合理的設(shè)計(jì)應(yīng)用方案，并列舉了在工程中的實(shí)際應(yīng)用方案。

關(guān)鍵詞：大空間； 火災(zāi)探測(cè)； 吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器； 圖像型火災(zāi)探測(cè)

1 引言

隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)廢物特別是危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生量和種類不斷增多，危險(xiǎn)廢物的集中管理和綜合處置項(xiàng)目得到蓬勃發(fā)展，為了節(jié)約用地成本，提升危廢貯存空間利用率，多層立體倉(cāng)庫(kù)應(yīng)運(yùn)而生。倉(cāng)庫(kù)貨架上貯存物密集性越高，火災(zāi)煙霧阻礙、熱障效應(yīng)越明顯，給火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警探測(cè)器選型帶來很大困難。選型不合理，報(bào)警不及時(shí)，會(huì)導(dǎo)致火勢(shì)迅速蔓延，后期撲救難度大，極易引起重大的財(cái)產(chǎn)損失

2 危廢倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)危險(xiǎn)性分析

根據(jù)危廢倉(cāng)庫(kù)物料特性，一般將存放閃點(diǎn)不大于60℃的可燃廢物的倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)性定為甲類（危廢倉(cāng)庫(kù)存在GB50016表3.1.1甲類倉(cāng)庫(kù)類別中第2、5、6點(diǎn)物料，所以不定義為乙類，定義為甲類），存放閃點(diǎn)大于60℃的可燃廢物及難燃或不燃廢物的倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)性定為丙類，本次主要針對(duì)甲類倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行分析。

為了便于焚燒物料配伍，根據(jù)高低熱值儲(chǔ)存的倉(cāng)庫(kù)內(nèi)既有早期出現(xiàn)煙霧的固態(tài)或固液混合類物料，又有直接明火的液態(tài)類物料。大部分貨物的共同特點(diǎn)是易燃，由于多層立體倉(cāng)庫(kù)內(nèi)貨位之間不設(shè)封閉隔離，貨位空間聯(lián)通，發(fā)生火災(zāi)時(shí)高溫?zé)熿F容易蔓延擴(kuò)散至毗鄰貨位，造成熱煙蔓延起火；貨架列間縫隙和三向堆垛叉車巷道在庫(kù)內(nèi)縱橫貫通，形成氣流豎井，造成煙囪效應(yīng)，火災(zāi)時(shí)可成為熱對(duì)流通道，加劇燃燒的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，火勢(shì)會(huì)順著貨與貨之間、箱與箱之間的縫隙不斷擴(kuò)展，熱煙快速向庫(kù)房上層蔓延；在豎井條件下，熱煙垂直向上蔓延的速度可達(dá)到4 m/s，為充分利用空間，堆垛物品擺放非常密集，火災(zāi)初期不易被發(fā)現(xiàn)，待火勢(shì)沿貨架層層蔓延、擴(kuò)散，撲救難度會(huì)成倍放大，甚至引起爆炸危險(xiǎn)。因此火災(zāi)初期探測(cè)器的準(zhǔn)確設(shè)置很有必要。

3 危廢倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)探測(cè)器選型

工業(yè)危廢貯存庫(kù)貨架高度多在10m 左右（房間高度約12米），在火災(zāi)初始階段會(huì)有兩種情況存在：

對(duì)火災(zāi)初期有陰燃階段，產(chǎn)生大量的煙和少量的熱，很少有火焰輻射的固態(tài)或固液混合狀物料；

對(duì)火災(zāi)發(fā)展迅速，無陰燃階段，伴隨有強(qiáng)烈的火焰輻射和少量煙、熱的液態(tài)物料。根據(jù)GB50116-2013規(guī)范，分別選擇感煙火災(zāi)探測(cè)器和火焰探測(cè)器。為了及時(shí)避免火情擴(kuò)大，需要探測(cè)器同時(shí)滿足及時(shí)性、準(zhǔn)確性報(bào)警的功能。據(jù)此進(jìn)行分析：

3.1 感煙式探測(cè)器

危廢貯存庫(kù)存在以下特點(diǎn)：

物料堆放較密，煙氣上升通道影響明顯，過道上檢測(cè)煙氣滯后性明顯，底層物料發(fā)生火情需要待煙氣上升到貨架頂部才能檢測(cè)到煙氣；

為防止物料堆放引起升溫或可燃、有毒氣體聚集，倉(cāng)庫(kù)均采取排風(fēng)措施；

煙氣在上升過程中的冷卻和下落，熱對(duì)流形成的氣流會(huì)使煙縷擴(kuò)散，發(fā)生煙霧斷流現(xiàn)象或?qū)踊F(xiàn)象等特點(diǎn)。

上述特點(diǎn)導(dǎo)致建筑頂處因煙霧稀少不足以觸發(fā)火災(zāi)探測(cè)器報(bào)警，常規(guī)的點(diǎn)型感煙探測(cè)器無法在危廢多層立體倉(cāng)庫(kù)中及時(shí)發(fā)揮作用，需要采用特殊場(chǎng)所使用的火災(zāi)探測(cè)器：線性光束感煙火災(zāi)探測(cè)器、吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器。

3.1.1 線型光束感煙火災(zāi)探測(cè)器

線型光束感煙火災(zāi)探測(cè)器報(bào)警原理是判斷探測(cè)器光路上出現(xiàn)煙霧時(shí)， 減光率達(dá)到預(yù)設(shè)閾值而產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。

根據(jù)危廢倉(cāng)庫(kù)特點(diǎn)，如設(shè)置線型光束感煙火災(zāi)探測(cè)器，需要按照煙霧的分層特點(diǎn)在不同高度分層設(shè)置。當(dāng)煙霧聚集至頂棚達(dá)到報(bào)警濃度時(shí)，設(shè)在頂棚附近的線型光束感煙火災(zāi)探測(cè)器報(bào)警，此時(shí)火情極有可能已經(jīng)較為嚴(yán)重，無法滿足及時(shí)性；而設(shè)在中間高度的探測(cè)器光路極易被三向堆垛叉車或桶裝貨物遮擋產(chǎn)生誤報(bào)，無法滿足準(zhǔn)確性。因此線型光束感煙火災(zāi)探測(cè)器在危廢貯存庫(kù)使用過程中響應(yīng)速度難以達(dá)到初期準(zhǔn)確報(bào)警。

3.1.2 吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器

吸氣式感煙探測(cè)器主要針對(duì)火災(zāi)的陰燃階段，在陰燃階段對(duì)煙塵進(jìn)行識(shí)別，如果超過預(yù)定濃度，在第一時(shí)間發(fā)出火災(zāi)預(yù)警，為在場(chǎng)人員撤離和消防隊(duì)員滅火爭(zhēng)取時(shí)間，滿足及時(shí)性。

探測(cè)器采用水平和垂直結(jié)合方式在不同高度布置水平采樣管，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同高度的煙霧探測(cè)，解決煙霧斷流現(xiàn)象或?qū)踊F(xiàn)象帶來的無法探測(cè)火災(zāi)問題，滿足準(zhǔn)確性。

工業(yè)危廢貯存庫(kù)的物料多以罐體承裝，灰塵影響較小，而吸氣式煙霧探測(cè)器本身具有高效過濾功能，可以有效消除灰塵的影響。具有靈敏度高、誤報(bào)率會(huì)很低特點(diǎn)。

由此可見吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器滿足本類項(xiàng)目火情檢測(cè)的設(shè)置要求。

3.2 火焰探測(cè)器

工業(yè)危廢倉(cāng)庫(kù)中存在液體物料，其燃燒無無陰燃階段。需要探測(cè)器對(duì)燃燒火焰的輻射性具有快速的響應(yīng)能力，故選需要配置火焰探測(cè)器?；鹧嫣綔y(cè)器分為點(diǎn)型火焰探測(cè)器及圖像型火災(zāi)探測(cè)器兩大類：

3.2.1 點(diǎn)型探測(cè)器

點(diǎn)型探測(cè)器，是將目標(biāo)和干擾源的能量是疊加到單元器件上。實(shí)際檢測(cè)中根據(jù)探測(cè)火焰發(fā)出的紅外或紫外光感光火災(zāi)探測(cè)器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。但由于判據(jù)單一，容易對(duì)高功率熱源或強(qiáng)光產(chǎn)生誤報(bào)警。復(fù)合型防火探測(cè)器雖然增加了判據(jù)的數(shù)目，但沒有完全消除以上缺點(diǎn)。

3.2.2 圖像型火災(zāi)探測(cè)

是將目標(biāo)和干擾源的能量是分別體現(xiàn)在不同的單元器件上，從根本上將將目標(biāo)和干擾源進(jìn)行區(qū)分，很好的解決了上述問題。基于實(shí)時(shí)視頻影像分析的感火焰式火災(zāi)探測(cè)技術(shù)，同時(shí)分析監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的紅外影像和彩色色影像，利用火災(zāi)火焰在影像上的表現(xiàn)特征，進(jìn)行多方面參數(shù)的綜合分析。具有及時(shí)性高、抗干擾能力強(qiáng)、準(zhǔn)確性高等優(yōu)點(diǎn)。

4 工程實(shí)例

4.1 工程概況

本工程為某危廢焚燒處理廠的1#可焚燒廢物貯存庫(kù)，建筑平面尺寸108.6米*54.6米，高14.1米，單層，屋面采用輕鋼屋面。倉(cāng)庫(kù)設(shè)置22排貨架，均為五層立體排架，貨架層高1.8米，倉(cāng)庫(kù)內(nèi)物料主要有油類、乳化液、有機(jī)溶劑類、表面處理液等液態(tài)類危廢物料；油渣、污泥類、廢酸堿、溶劑渣類、廢石棉等半固態(tài)/固態(tài)物料。

4.2 探測(cè)器設(shè)計(jì)方案

根據(jù)物料燃燒特性以及倉(cāng)庫(kù)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)采用吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器與雙波段圖像型火災(zāi)探測(cè)器的相結(jié)合方式。

貯存庫(kù)內(nèi)共設(shè)置22套吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器，探測(cè)系統(tǒng)均掛在貨架端頭側(cè)面距地面1.5 米處，由于煙氣可能在7米處出現(xiàn)分層現(xiàn)象，因此每個(gè)貨架在二層頂部、四層頂部設(shè)置2層水平采樣管，采樣管采用φ25PVC 管，采樣點(diǎn)間距為3 米。從探測(cè)器引出3 根垂直貼在立架側(cè)延伸到安裝位置后再水平敷設(shè)，置于貨架中間縫隙，具體位置不影響貨物進(jìn)出。

由于貯存庫(kù)頂部為網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，采樣管在頂部采用穿管直接敷設(shè)。探測(cè)系統(tǒng)掛在墻壁上距地面1.5 米處. 采樣管從探測(cè)器引出3根垂直貼在墻上延伸到屋頂后再分開水平敷設(shè)，水平采樣管間距為6 米，采樣點(diǎn)間距為3 米，頂部共配置6套吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器。

考慮雙波段圖像型火災(zāi)探測(cè)器最大探測(cè)距離為100米，探測(cè)角度：64°×50°（25m）、42°×50°（50m）、22°×17°（100m），本工程橫向距離超過100米，因此設(shè)計(jì)在四角裝設(shè)4套圖像型火災(zāi)探測(cè)器，采用壁裝方式，裝設(shè)在頂棚底部，滿足探測(cè)器設(shè)置要求。

5 結(jié)束語

結(jié)合工業(yè)危廢貯存庫(kù)的布局特點(diǎn)及存放物料火災(zāi)特點(diǎn)，選取吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器與雙波段圖像型火災(zāi)探測(cè)器的相結(jié)合方式，既實(shí)現(xiàn)了對(duì)早期火災(zāi)煙霧探測(cè)的要求，又滿足了早期火焰探測(cè)的要求，同時(shí)兼具視頻可視功能，在保護(hù)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)雙重覆蓋，探測(cè)功能上實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)。同時(shí)也為實(shí)際工程應(yīng)用中工業(yè)危廢貯存庫(kù)的火災(zāi)探測(cè)器選型提供了依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 林錦江，某高層工業(yè)廠房的消防設(shè)計(jì)[J].建材技術(shù)與應(yīng)用，2013（3）： 17-19.

[2] 馮引安，李引賢.圖像型火災(zāi)探測(cè)技術(shù)研究[J].建筑電氣，2009，28（7）：16-19.