洁净厂房发展不断加快,它广泛应用于电子、生物制药、宇航、精密仪器制造及科研各个行业中,其重要性越来越被人们所认识。新建和改建的洁净厂房也越来越多。大多数洁净厂房内设有昂贵设备、仪器,而且建造费用昂贵,一旦着火,损失巨大。同时洁净厂房内人员进出迂回曲折,人员疏散困难,火灾不易发现,消防人员难以接近,防火有一定的困难。为达到室内得净化级别,洁净室内对气流、空间大小、换气率都有较高的要求。火灾后若一旦关闭净化空调系统,即使再恢复也会影响洁净度,使其达不到工艺生产要求而造成损失。而且,中断生产造成的损失也无法弥补。洁净室内一般空间较大、气流速度高,普通的感烟探测器对烟雾探测有很大的困难。所以,洁净室内的烟雾探测既重要又困难。常规的火灾探测器系统往往不能有效的发挥作用,因此采用早期火灾探测及报警技术克服洁净室内高气流、大空间探测难度达到火灾极早期报警,最小化火灾损失的目的,甚至无损失。
目前,国内的消防工程中应用的早期火灾探测及报警技术产品主要来自国外,有澳大利亚的VESDA公司的LaserPLUS火灾探测技术和GO-DEX公司的LDD火灾探测技术、英国的KIDDE公司的Unilaser火灾探测技术。国际上,澳洲火灾防御中心、澳大利亚国家防火委员会、美国国家火灾防护委员会都有对早期火灾报警的阐述,并有推荐使用早期火灾探测报警技术的建议。
以VESDA公司的LaserPLUS火灾探测技术为例:系统通过高效抽气机,主动、连续不断的在防护区内的空气吸入采样管,然后经采样管到达双级过滤器,其中10%经第一级过滤后,作为空气样本进入系统探测腔,用于分析和测定烟雾含量。经过的二次过滤后的空气用来冲洗探测腔内的光学元件表面,确保设备正常工作和延长使用寿命。探测腔内有一个稳定的激光源,烟雾离子使激光发生散射,散射光使高灵敏度的光接收器产生信号。经过系统分析,完成光电转换。烟雾浓度值及其报警等级由显示器显示出来。
火灾都有一个酝酿发展的过程,可分为四个阶段:第一阶段,火灾起始阶段,存在人眼看不见的很微弱的烟,早期烟雾探测系统工作在这个阶段,可以探测到这些烟雾。这个阶段可达数小时;第二阶段,人们可以看见明显的烟雾存在,这就是离子、光电感烟探测器工作的阶段。这个阶段离明火有数分钟至数十分钟;第三阶段,阴燃聚集的热量导致物质出现有焰燃烧,火焰探测器可探测阶段;第四阶段,高温强热阶段,温度上升数十度乃至上百度,这就是感温探测器、线型定温探测器工作范围。
早期火灾探测报警系统与传统感烟式火灾探测系统在探测原理、采样方式、探测灵敏度、抗干扰能力、适应环境等方面存在较大的差异,两种系统之间的性能比较如下表所示。

比较可以看出:第一,普通感烟感温探测器工作至少都在火灾第二阶段之后,其灵敏度一般在5~15减光率/米,VESDA的灵敏度高达0.005减光率/米,是普通感烟探测器的1000倍。试验中得知:普通探测器报警时,烟雾已经弥漫了整个保护区,虽然报了警,但留下处理火灾的时间不多,错过了将火灾扑灭最佳时机。即使联动了灭火设备,也已造成财产和人员不同程度的损失。VESDA早期火灾探测报警系统在火灾第一阶段就可以探测到火灾起始的烟雾,并分四级进行报警,分别为一级预警、二级行动提示、三级临界火警(工作在火灾第一阶段)、四级火警(工作在火灾第二阶段)。值班人员可以有足够的时间来查找火源,控制火情发展和蔓延,从而确保厂房内工艺设备不会因火警而引起生产中断,避免了火灾带来的损失。第二,VESDA早期火灾探测系统不被洁净室中高气流影响,甚至可在风管中对空气进行采样收集,分析烟雾浓度。第三,VRSDA早期火灾探测报警系统误报率低,性能可靠。消除了误报引起的连锁反应。VSM3软件的自学习功能使误报率降至最低,甚至在设置环境参考点后可达到零误报率。第四,VRSDA早期火灾探测报警系统主动采样,管网布置灵活,不受风管、灯具等影响。VESDA系统通过在尽可能早的阶段探知烟雾的存在来提供最优的防火保护。
在洁净室这种空气要求关键环境里,安装较短的取样管网可保证对潜在的火灾风险有一个较早的反应时间。另一个考虑重点是单个系统的覆盖面积。单个探测器的效率与它保护的空间和通过此区域的气体交换率成正比,同样也很重要的是室外污染气流可能会通过新风进入取样管产生误报。可安装一台基准探测器进行弥补,尽可能减少或消除误报。
VESDA系统在洁净室中取样位置:根据现场勘测的数据或整体设计要求,考虑保护区域大小(如房间长、宽、高、吊顶、活动地板的尺寸),保护区域的环境状况(如空调的通风口、回风口位置、空气流动的路径及可能产生发热生烟的部位),保护对象的位置(如设备距墙,距天花板的距离)及保护程度的等级,划分探测区域,选择探测设备,进行管网设计。
早期火灾探测报警系统在早期火灾报警中有着突出的特点,只有根据不同的使用场所及保护对象合理选用该系统,才能充分发挥其报警作用。实际应用中会有许多问题有待解决,如没有相应系统设计和验收规范、系统的质量监督管理、主机仅能显示报警探测的区域,没能显示出具体探测采样点,这给火灾原因调查,确定起火点造成一定的困难等。
以上只是我的一些工作中的想法,欢迎同行批评指正。
参考资料:
火灾自动报警设计规范
洁净厂房设计规范
火灾监控技术 陈南 编著
VESDA系统的应用
陈宏飞 联系电话 021-62162753-1005
[责任编辑:net_studio]
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