發(fā)電廠測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)

1．序

為了適應(yīng)電網(wǎng)的發(fā)展和滿足現(xiàn)代化管理的要求，實(shí)現(xiàn)電廠現(xiàn)場(chǎng)“無(wú)人值班、少人值守”的運(yùn)行管理方式，有效地防范火災(zāi)事故的發(fā)生，保障電廠的安全運(yùn)行和人員設(shè)備的安全，根據(jù)“預(yù)防為主，防消結(jié)合”的消防工作方針，按照中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50116-98)，以及中華人民共和國(guó)電力行業(yè)相關(guān)規(guī)范的要求，深圳電利通公司將測(cè)溫電纜FTLD、CT2C引入國(guó)內(nèi)，以此開(kāi)發(fā)出《發(fā)電廠測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)》。真正體現(xiàn)了“防重于消”的消防方針。

2. 發(fā)電廠火災(zāi)原因分析：

發(fā)電廠主要火源包括 ：點(diǎn)火油罐區(qū)與燃油泵房，油系統(tǒng)，過(guò)熱的高壓電纜，變壓器，開(kāi)關(guān)裝置，控制設(shè)備，大量的電池組，鍋爐、煤倉(cāng)間及輸煤系統(tǒng)。

隨著機(jī)組容量的增大，自動(dòng)化水平相應(yīng)提高，電纜用量越來(lái)越多。一臺(tái)200MW機(jī)組，各類電纜長(zhǎng)達(dá)200～300Km。 引起電纜火災(zāi)的原因主要有以下幾種： (1) 電纜老化、絕緣層損壞、發(fā)生短路；(2) 長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行、受潮和受熱，使絕緣層損壞；（3）電纜鋪設(shè)不當(dāng)影響通風(fēng)散熱；(4) 人為誤操作引起電纜火災(zāi)；(5) 電纜外部堆積的煤粉自燃。發(fā)電廠一旦發(fā)生電纜火災(zāi)，將造成嚴(yán)重?fù)p失。

火電廠輸煤區(qū)的輸送皮帶均有較長(zhǎng)的距離。輸煤系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，揚(yáng)起的煤粉會(huì)落在設(shè)備外殼、電機(jī)、皮帶及支架上，這些煤粉不及時(shí)清理會(huì)逐步氧化產(chǎn)生巨大熱量；皮帶的機(jī)械設(shè)備摩擦也會(huì)釋放出很大熱量，這些巨大的熱量能夠?qū)⒚悍垡?，?dǎo)致火災(zāi)事故發(fā)生。揮發(fā)分含量大的褐煤，自燃點(diǎn)僅為250～350℃，更易引起自燃與火災(zāi)。

油罐區(qū)的安全更是火災(zāi)防范的重點(diǎn)。油罐的溫度過(guò)高，會(huì)引起油品揮發(fā)、火災(zāi)，甚至爆炸。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)油罐的最高溫度是必須的。

電力變壓器在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著"心臟"的功能，是電力系統(tǒng)不可缺少的重要部件，一旦發(fā)生故障，將導(dǎo)致整個(gè)區(qū)域內(nèi)的電力網(wǎng)癱瘓；特別是其器身內(nèi)充有幾十甚至上百噸的絕緣油，在變壓器短時(shí)或持續(xù)性故障時(shí)間里，會(huì)出現(xiàn)溫度上升，同時(shí)將分解出甲烷、乙烷、氫等可燃性氣體，如果產(chǎn)生的可燃?xì)怏w數(shù)量或壓力超過(guò)變壓器的容許值時(shí)，將從變壓器器身的薄弱環(huán)節(jié)噴射出來(lái)而造成火災(zāi)。

由于發(fā)電廠環(huán)境潮濕、粉塵大、電磁干擾強(qiáng)等，環(huán)境相對(duì)惡劣。使許多傳統(tǒng)的傳感器在火災(zāi)探測(cè)方面會(huì)出現(xiàn)誤報(bào)、漏報(bào)，甚至存在某些探測(cè)“盲區(qū)”，嚴(yán)重影響用戶使用。

3. 測(cè)溫電纜的工作原理與特性：

測(cè)溫電纜FTLD－(Flexible Thermocouple Line Detector)，CT2C（Continuous Thermocouple Trans－ducer Cable）是美國(guó)近三十年來(lái)線狀溫度感測(cè)器技術(shù)發(fā)展取得的主要成果，完全不同于世界上現(xiàn)有的其它溫度感測(cè)器，它利用熱電效應(yīng)原理，能夠連續(xù)產(chǎn)生與其長(zhǎng)度所及范圍內(nèi)之最高溫度點(diǎn)溫度相對(duì)應(yīng)的毫伏信號(hào)。可用來(lái)連續(xù)探測(cè)監(jiān)控區(qū)域的最高溫度，對(duì)溫度的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，不僅能測(cè)定溫度異變的幅度，而且能確定溫度異變的區(qū)域。

技術(shù)參數(shù)表

FTLD和CT2C特點(diǎn)：

· 穩(wěn)定可靠，完全無(wú)誤報(bào)
· 防濕防潮、耐高溫、耐腐蝕、高絕緣、阻燃
· 無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定
· 環(huán)境溫度自動(dòng)補(bǔ)償
· 異常溫度預(yù)報(bào)
· 測(cè)量溫度不受寒冷氣溫影響
· 用戶可自行設(shè)定報(bào)警點(diǎn)
· 無(wú)需外加電源
· 屬于簡(jiǎn)單設(shè)備，適合危險(xiǎn)區(qū)域

4. 發(fā)電廠測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)：

物質(zhì)的燃燒過(guò)程通?？煞譃樵缙陔A段、陰燃階段、火焰放熱階段及衰減階段等。在早期階段，由于物資燃燒開(kāi)始的預(yù)熱和氣化作用，主要產(chǎn)生燃燒氣體和不可見(jiàn)的氣溶膠粒子，沒(méi)有可見(jiàn)的煙霧和火焰，熱量也很少。在此階段，火情僅局限于隱患部位的一個(gè)有限范圍內(nèi)，探測(cè)火情早期預(yù)警就應(yīng)從此階段開(kāi)始進(jìn)行。而傳統(tǒng)的火災(zāi)探測(cè)器不能實(shí)時(shí)檢測(cè)溫度，且報(bào)警溫度也在68℃以上，而測(cè)溫電纜它是利用熱電效應(yīng)，連續(xù)自動(dòng)產(chǎn)生與其長(zhǎng)度范圍內(nèi)最高溫度點(diǎn)溫度相對(duì)應(yīng)的毫伏信號(hào)。其優(yōu)點(diǎn)是在溫度為-40℃—180℃時(shí)，不僅能讓用戶測(cè)定溫度異變的幅度和速率，而且能讓他們確定溫度異變的地點(diǎn)。在火災(zāi)尚未發(fā)生前即時(shí)進(jìn)行精確的溫度預(yù)報(bào)，進(jìn)一步提高了火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的可靠性，使用戶的消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)具有充分的時(shí)間采取相應(yīng)的措施，避免火災(zāi)的發(fā)生。體現(xiàn)了以預(yù)防為主的科學(xué)的消防理念。

本系統(tǒng)以美國(guó)進(jìn)口的線形溫度探測(cè)器 – FTLD/ CT2C -測(cè)溫電纜作為系統(tǒng)的主要檢測(cè)元件，連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)布防區(qū)域的最高溫度，克服傳統(tǒng)的“點(diǎn)式”溫度傳感器只能探測(cè)“某點(diǎn)”溫度的缺陷及線型感溫探測(cè)器只能在達(dá)到定溫點(diǎn)后發(fā)出短路報(bào)警信號(hào)的缺陷；主控計(jì)算機(jī)具備友好的中文操作界面，生動(dòng)、逼真的圖形，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示。操作人員通過(guò)對(duì)主控站操作，可了解各區(qū)域（電纜隧道、電纜接頭、開(kāi)關(guān)柜、變壓器、油罐、輸煤棧橋等）溫度數(shù)據(jù)、溫度歷史曲線、實(shí)時(shí)曲線，并可進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)警、報(bào)表打印、數(shù)據(jù)查詢等?？闪私猬F(xiàn)場(chǎng)如電纜隧道（橋架、電纜中間接頭）的布線、接頭情況、檢修情況以及開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的溫度情況等。及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，及時(shí)進(jìn)行防范，防止發(fā)生重大事故或火災(zāi)。探測(cè)器與主機(jī)通過(guò)總線或無(wú)線遠(yuǎn)距離傳輸，工作人員可在控制室內(nèi)對(duì)各防火點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)視。

監(jiān)控范圍：

系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，監(jiān)控范圍涵蓋電纜隧道測(cè)溫預(yù)警子系統(tǒng)、輸煤傳輸測(cè)溫預(yù)警子系統(tǒng)、油罐測(cè)溫預(yù)警子系統(tǒng)、變壓器/開(kāi)關(guān)控制柜測(cè)溫預(yù)警子系統(tǒng)等。各子系統(tǒng)可獨(dú)立運(yùn)行，系統(tǒng)可與消防系統(tǒng)無(wú)縫連接，全系統(tǒng)可分步實(shí)施，組態(tài)靈活。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖：

現(xiàn)將其中的電纜隧道測(cè)溫預(yù)警子系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例介紹如下：

本系統(tǒng)主要對(duì)電廠內(nèi)125MW機(jī)組電纜隧道的橋架、開(kāi)關(guān)柜、電纜接頭進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)其范圍內(nèi)12個(gè)防火門(mén)進(jìn)行自動(dòng)/手動(dòng)控制。監(jiān)測(cè)區(qū)域分為19個(gè)FTLD測(cè)溫區(qū)（包括4個(gè)開(kāi)關(guān)柜）、20個(gè)電纜接頭。在系統(tǒng)發(fā)出火災(zāi)報(bào)警的同時(shí)，能自動(dòng)關(guān)閉報(bào)警區(qū)域相關(guān)的防火門(mén)，減少火災(zāi)損失。

系統(tǒng)主畫(huà)面

系統(tǒng)運(yùn)行后，進(jìn)入主畫(huà)面如上圖。主畫(huà)面為監(jiān)控總圖，正常顯示為系統(tǒng)電纜分布圖，F(xiàn)TLD各區(qū)域溫度在總圖的各區(qū)域附近。系統(tǒng)有報(bào)警產(chǎn)生時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)切換到報(bào)警窗口，觸發(fā)聲音報(bào)警、手機(jī)短信報(bào)警等。如報(bào)警值達(dá)到第二報(bào)警限自動(dòng)關(guān)閉防火門(mén)，并產(chǎn)生反饋信號(hào)。反饋到防火門(mén)信號(hào)后，主畫(huà)面圖示的防火門(mén)兩側(cè)有兩道紅線。

系統(tǒng)功能

· 主畫(huà)面為全部監(jiān)測(cè)區(qū)的電纜隧道布置情況及各區(qū)域的溫度情況及報(bào)警情況。
· 區(qū)域溫度超限(溫度上限及溫升速率上限)報(bào)警自動(dòng)彈出區(qū)域報(bào)警畫(huà)面(包括電纜隧道現(xiàn)場(chǎng)圖片、電纜維修記錄、鋪設(shè)年份等)。有實(shí)時(shí)趨勢(shì)及歷史趨勢(shì)曲線。
· 手機(jī)短信報(bào)警功能，在發(fā)生報(bào)警后,系統(tǒng)自動(dòng)給設(shè)定的手機(jī)發(fā)送過(guò)熱預(yù)警信號(hào)。
· 實(shí)時(shí)曲線：對(duì)每一區(qū)域的溫度有實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線，更新時(shí)間可到1秒。
· 歷史趨勢(shì)曲線：可對(duì)任一時(shí)段(數(shù)據(jù)存儲(chǔ)范圍內(nèi))的數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線顯示。可進(jìn)行各分區(qū)溫度比較等。
· 實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線和歷史趨勢(shì)曲線可以分析各區(qū)域溫度實(shí)時(shí)和歷史變化情況及趨勢(shì)。(包括溫度超限分析、溫度趨勢(shì)分析、溫升速率超限分析)

系統(tǒng)投入運(yùn)行,中控室值班人員可以實(shí)時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)電纜各區(qū)域、各電纜接頭及6KV開(kāi)關(guān)柜的實(shí)時(shí)溫度情況；報(bào)警值可方便調(diào)整；對(duì)溫度異變均可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)聲光報(bào)警及手機(jī)短信報(bào)警功能；對(duì)各溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)且可方便查詢歷史數(shù)據(jù)；溫度過(guò)熱報(bào)警信號(hào)與防火門(mén)聯(lián)動(dòng)，進(jìn)行防火門(mén)自動(dòng)關(guān)閉功能；在廠局域網(wǎng)內(nèi)任一臺(tái)計(jì)算機(jī)上均可了解測(cè)溫防火自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

5. 結(jié)束語(yǔ)

本《發(fā)電廠測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)》已廣泛使用，運(yùn)行情況良好，沒(méi)出現(xiàn)誤報(bào)、漏報(bào)，事實(shí)證明采用這套系統(tǒng)從設(shè)計(jì)到施工并不復(fù)雜，抗干撓能力強(qiáng)，性能穩(wěn)定，無(wú)需任何維護(hù),經(jīng)濟(jì)效益明顯，完全能滿足發(fā)電廠防火預(yù)警的要求。