發(fā)電廠測溫預警系統(tǒng)

1．序

為了適應電網(wǎng)的發(fā)展和滿足現(xiàn)代化管理的要求，實現(xiàn)電廠現(xiàn)場“無人值班、少人值守”的運行管理方式，有效地防范火災事故的發(fā)生，保障電廠的安全運行和人員設備的安全，根據(jù)“預防為主，防消結(jié)合”的消防工作方針，按照中華人民共和國國家標準《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》(GB50116-98)，以及中華人民共和國電力行業(yè)相關規(guī)范的要求，深圳電利通公司將測溫電纜FTLD、CT2C引入國內(nèi)，以此開發(fā)出《發(fā)電廠測溫預警系統(tǒng)》。真正體現(xiàn)了“防重于消”的消防方針。

2. 發(fā)電廠火災原因分析：

發(fā)電廠主要火源包括 ：點火油罐區(qū)與燃油泵房，油系統(tǒng)，過熱的高壓電纜，變壓器，開關裝置，控制設備，大量的電池組，鍋爐、煤倉間及輸煤系統(tǒng)。

隨著機組容量的增大，自動化水平相應提高，電纜用量越來越多。一臺200MW機組，各類電纜長達200～300Km。 引起電纜火災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) 長期超負荷運行、受潮和受熱，使絕緣層損壞；（3）電纜鋪設不當影響通風散熱；(4) 人為誤操作引起電纜火災；(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，將造成嚴重損失。

火電廠輸煤區(qū)的輸送皮帶均有較長的距離。輸煤系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)過程中，揚起的煤粉會落在設備外殼、電機、皮帶及支架上，這些煤粉不及時清理會逐步氧化產(chǎn)生巨大熱量；皮帶的機械設備摩擦也會釋放出很大熱量，這些巨大的熱量能夠?qū)⒚悍垡?，導致火災事故發(fā)生。揮發(fā)分含量大的褐煤，自燃點僅為250～350℃，更易引起自燃與火災。

油罐區(qū)的安全更是火災防范的重點。油罐的溫度過高，會引起油品揮發(fā)、火災，甚至爆炸。實時監(jiān)測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，將導致整個區(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，在變壓器短時或持續(xù)性故障時間里，會出現(xiàn)溫度上升，同時將分解出甲烷、乙烷、氫等可燃性氣體，如果產(chǎn)生的可燃氣體數(shù)量或壓力超過變壓器的容許值時，將從變壓器器身的薄弱環(huán)節(jié)噴射出來而造成火災。

由于發(fā)電廠環(huán)境潮濕、粉塵大、電磁干擾強等，環(huán)境相對惡劣。使許多傳統(tǒng)的傳感器在火災探測方面會出現(xiàn)誤報、漏報，甚至存在某些探測“盲區(qū)”，嚴重影響用戶使用。

3. 測溫電纜的工作原理與特性：

測溫電纜FTLD－(Flexible Thermocouple Line Detector)，CT2C（Continuous Thermocouple Trans－ducer Cable）是美國近三十年來線狀溫度感測器技術(shù)發(fā)展取得的主要成果，完全不同于世界上現(xiàn)有的其它溫度感測器，它利用熱電效應原理，能夠連續(xù)產(chǎn)生與其長度所及范圍內(nèi)之最高溫度點溫度相對應的毫伏信號?？捎脕磉B續(xù)探測監(jiān)控區(qū)域的最高溫度，對溫度的變化進行實時監(jiān)控，不僅能測定溫度異變的幅度，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：

· 穩(wěn)定可靠，完全無誤報
· 防濕防潮、耐高溫、耐腐蝕、高絕緣、阻燃
· 無需現(xiàn)場標定
· 環(huán)境溫度自動補償
· 異常溫度預報
· 測量溫度不受寒冷氣溫影響
· 用戶可自行設定報警點
· 無需外加電源
· 屬于簡單設備，適合危險區(qū)域

4. 發(fā)電廠測溫預警系統(tǒng)：

物質(zhì)的燃燒過程通?？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，由于物資燃燒開始的預熱和氣化作用，主要產(chǎn)生燃燒氣體和不可見的氣溶膠粒子，沒有可見的煙霧和火焰，熱量也很少。在此階段，火情僅局限于隱患部位的一個有限范圍內(nèi)，探測火情早期預警就應從此階段開始進行。而傳統(tǒng)的火災探測器不能實時檢測溫度，且報警溫度也在68℃以上，而測溫電纜它是利用熱電效應，連續(xù)自動產(chǎn)生與其長度范圍內(nèi)最高溫度點溫度相對應的毫伏信號。其優(yōu)點是在溫度為-40℃—180℃時，不僅能讓用戶測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。在火災尚未發(fā)生前即時進行精確的溫度預報，進一步提高了火災探測報警系統(tǒng)的可靠性，使用戶的消防聯(lián)動系統(tǒng)具有充分的時間采取相應的措施，避免火災的發(fā)生。體現(xiàn)了以預防為主的科學的消防理念。

本系統(tǒng)以美國進口的線形溫度探測器 – FTLD/ CT2C -測溫電纜作為系統(tǒng)的主要檢測元件，連續(xù)實時監(jiān)測布防區(qū)域的最高溫度，克服傳統(tǒng)的“點式”溫度傳感器只能探測“某點”溫度的缺陷及線型感溫探測器只能在達到定溫點后發(fā)出短路報警信號的缺陷；主控計算機具備友好的中文操作界面，生動、逼真的圖形，實時數(shù)據(jù)顯示。操作人員通過對主控站操作，可了解各區(qū)域（電纜隧道、電纜接頭、開關柜、變壓器、油罐、輸煤棧橋等）溫度數(shù)據(jù)、溫度歷史曲線、實時曲線，并可進行語音報警、報表打印、數(shù)據(jù)查詢等?？闪私猬F(xiàn)場如電纜隧道（橋架、電纜中間接頭）的布線、接頭情況、檢修情況以及開關柜內(nèi)的溫度情況等。及時發(fā)現(xiàn)隱患，及時進行防范，防止發(fā)生重大事故或火災。探測器與主機通過總線或無線遠距離傳輸，工作人員可在控制室內(nèi)對各防火點進行監(jiān)視。

監(jiān)控范圍：

系統(tǒng)采用模塊化設計，監(jiān)控范圍涵蓋電纜隧道測溫預警子系統(tǒng)、輸煤傳輸測溫預警子系統(tǒng)、油罐測溫預警子系統(tǒng)、變壓器/開關控制柜測溫預警子系統(tǒng)等。各子系統(tǒng)可獨立運行，系統(tǒng)可與消防系統(tǒng)無縫連接，全系統(tǒng)可分步實施，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溫預警子系統(tǒng)應用實例介紹如下：

本系統(tǒng)主要對電廠內(nèi)125MW機組電纜隧道的橋架、開關柜、電纜接頭進行監(jiān)測，對其范圍內(nèi)12個防火門進行自動/手動控制。監(jiān)測區(qū)域分為19個FTLD測溫區(qū)（包括4個開關柜）、20個電纜接頭。在系統(tǒng)發(fā)出火災報警的同時，能自動關閉報警區(qū)域相關的防火門，減少火災損失。

系統(tǒng)主畫面

系統(tǒng)運行后，進入主畫面如上圖。主畫面為監(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)有報警產(chǎn)生時系統(tǒng)自動切換到報警窗口，觸發(fā)聲音報警、手機短信報警等。如報警值達到第二報警限自動關閉防火門，并產(chǎn)生反饋信號。反饋到防火門信號后，主畫面圖示的防火門兩側(cè)有兩道紅線。

系統(tǒng)功能

· 主畫面為全部監(jiān)測區(qū)的電纜隧道布置情況及各區(qū)域的溫度情況及報警情況。
· 區(qū)域溫度超限(溫度上限及溫升速率上限)報警自動彈出區(qū)域報警畫面(包括電纜隧道現(xiàn)場圖片、電纜維修記錄、鋪設年份等)。有實時趨勢及歷史趨勢曲線。
· 手機短信報警功能，在發(fā)生報警后,系統(tǒng)自動給設定的手機發(fā)送過熱預警信號。
· 實時曲線：對每一區(qū)域的溫度有實時趨勢曲線，更新時間可到1秒。
· 歷史趨勢曲線：可對任一時段(數(shù)據(jù)存儲范圍內(nèi))的數(shù)據(jù)進行曲線顯示?？蛇M行各分區(qū)溫度比較等。
· 實時趨勢曲線和歷史趨勢曲線可以分析各區(qū)域溫度實時和歷史變化情況及趨勢。(包括溫度超限分析、溫度趨勢分析、溫升速率超限分析)

系統(tǒng)投入運行,中控室值班人員可以實時了解現(xiàn)場電纜各區(qū)域、各電纜接頭及6KV開關柜的實時溫度情況；報警值可方便調(diào)整；對溫度異變均可實現(xiàn)自動聲光報警及手機短信報警功能；對各溫度數(shù)據(jù)進行存儲且可方便查詢歷史數(shù)據(jù)；溫度過熱報警信號與防火門聯(lián)動，進行防火門自動關閉功能；在廠局域網(wǎng)內(nèi)任一臺計算機上均可了解測溫防火自動報警系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)。

5. 結(jié)束語

本《發(fā)電廠測溫預警系統(tǒng)》已廣泛使用，運行情況良好，沒出現(xiàn)誤報、漏報，事實證明采用這套系統(tǒng)從設計到施工并不復雜，抗干撓能力強，性能穩(wěn)定，無需任何維護,經(jīng)濟效益明顯，完全能滿足發(fā)電廠防火預警的要求。