燃氣輪機消防系統(tǒng)電氣自動化設(shè)計探討

丁 楊

（南京消防器材股份有限公司，江蘇 南京211100）

1 火災(zāi)探測報警系統(tǒng)

火災(zāi)探測報警系統(tǒng)主要由：消防火災(zāi)報警控制盤、火焰探測器、溫度探測器、手動操作箱、接線箱和聲光報警器等設(shè)備組成。消防火災(zāi)報警控制盤是火災(zāi)探測報警系統(tǒng)中最重要的設(shè)備。

1.1 消防火災(zāi)報警控制盤

（1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。消防火災(zāi)報警控制盤可使用西門子S7-1214CPLC系統(tǒng)作為控制核心，搭配高度集成化STC單片機PCB電路板的多線控制盤、信號盤和滅控盤，使用大屏幕高清HMI進行人機界面操作。同時，使用西門子CB1241（RS485）通訊模塊將各分系統(tǒng)之間采用通訊總線相連接，多CPU并行處理，提高系統(tǒng)的運算能力和工作效率[2]。

（2）自檢和巡檢機制。消防火災(zāi)報警控制盤應(yīng)配套使用具有分布智能技術(shù)的模擬量探測器和模塊，程序設(shè)計中設(shè)置系統(tǒng)自檢和滅控盤巡檢機制，最大限度降低火災(zāi)探測的誤報率。

（3）通訊接口。消防火災(zāi)報警控制盤還應(yīng)具有豐富的對外接口，可以同時與多種設(shè)備進行通訊，程序?qū)崟r將監(jiān)控數(shù)據(jù)上傳至通訊端口。

1.2 火災(zāi)探測報警系統(tǒng)功能

（1）火災(zāi)探測報警功能。燃機罩殼內(nèi)部安裝火焰探測器和感溫探測器，火焰探測器安裝在燃機進氣端的前壁板上部兩側(cè)，感溫探測器安裝在燃機罩殼頂上，一般分布在燃機罩殼的前中后3個區(qū)域。

當(dāng)任1路探測器探測到火災(zāi)時，消防火氣控制器將會收到探測器發(fā)出的報警信號，同時燃機控制器上也會顯示出相應(yīng)的報警信息。消防火氣控制器內(nèi)預(yù)設(shè)火災(zāi)確認邏輯，根據(jù)各火焰探測器與感溫探測器的報警狀態(tài)，控制器判斷是否確認火災(zāi)報警?？刂破鞔_認火災(zāi)報警后，指示燈亮，燃機罩殼內(nèi)外的聲光報警器響起，同時向燃機控制器和控制中心發(fā)出停機報警，并觸發(fā)CO2延時（一般為30s）釋放程序?？刂破鞔_認火災(zāi)報警后，燃機內(nèi)工作人員須迅速撤出釋放區(qū)。直到延時結(jié)束后，電磁閥得電CO2開始釋放，燃機外釋放指示燈點亮[3]。

（2）火警報警優(yōu)先功能。當(dāng)消防系統(tǒng)中火災(zāi)和故障報警同時發(fā)生且在不同位置時，火災(zāi)報警優(yōu)先于故障報警。

（3）主、備電轉(zhuǎn)換功能。消防火災(zāi)報警控制盤設(shè)置有消防電源盤，系統(tǒng)可由主電(AC220V，50Hz，1ph）或備電（DC24V）供電工作。當(dāng)主電和備電都正常時，消防系統(tǒng)由主電源供電工作。一旦主電源失電，則自動切換到備電源供電，同時發(fā)出故障聲光報警信號，當(dāng)主電源恢復(fù)后，自動轉(zhuǎn)換到主電源供電[2]。

（4）通訊功能。消防火災(zāi)報警控制盤可通過選配不同的遠程通信模塊，實現(xiàn)遠程的監(jiān)視和控制功能，將消防系統(tǒng)的報警及其他信息傳輸給燃機控制系統(tǒng)或場站F&G控制盤。

2 高壓CO2滅火系統(tǒng)

CO2滅火系統(tǒng)主要由：高壓CO2滅火裝置、CO2釋放聲光報警器，CO2釋放指示燈、接線箱等組成[5]。

3 消防系統(tǒng)運行流程

（1）手動啟動方式。手動啟動方式是指直接操作安裝在消防火災(zāi)報警控制盤的緊急啟動按鈕或操作保護區(qū)門口附近的手動操作箱上的緊急啟動按鈕實施滅火功能。

（2）自動啟動方式。自動啟動方式是當(dāng)消防火災(zāi)報警控制盤檢測到燃機保護區(qū)內(nèi)的火災(zāi)信號，并經(jīng)邏輯判斷后向高壓CO2滅火裝置發(fā)出滅火信號，由消防火災(zāi)報警控制盤執(zhí)行自動啟動CO2滅火裝置的一種方式。

（3）火災(zāi)探測。當(dāng)探測器探測到火災(zāi)時，消防火氣控制器將會收到探測器發(fā)出的火災(zāi)報警信號。消防火氣控制器根據(jù)預(yù)設(shè)邏輯確認火災(zāi)報警后，指示燈點亮，保護區(qū)內(nèi)外的聲光報警器響起。

（4）滅火劑噴放。消防火氣控制器啟動CO2滅火噴放流程，延時一段時間后，輸出24VDC打閥信號打開啟動氣瓶上的電磁瓶頭閥，其余氣瓶通過啟動管路被聯(lián)動打開，初放CO2滅火劑將通過初放噴放管道和初放噴頭噴到保護區(qū)，續(xù)放CO2滅火劑將通過續(xù)放噴放管道和續(xù)放噴頭噴到保護區(qū)[5]。

（5）噴放反饋。初放/續(xù)放集流管道上裝有壓力開關(guān)，在CO2噴放時會感應(yīng)到壓力，然后向消防火氣控制器輸出干接點信號，表示目前保護區(qū)內(nèi)正處于CO2滅火噴放過程中，如壓力開關(guān)沒有感應(yīng)到壓力，則系統(tǒng)會認為發(fā)生CO2噴放管道堵塞故障。

4 燃機安全保護邏輯

（1）跳機保護邏輯。燃氣輪機的跳機保護邏輯（單個保護區(qū)域）為：當(dāng)有1個火焰或溫度探測器探測到火災(zāi)時，發(fā)出火災(zāi)報警信號，并在報警控制器的面板上顯示出火災(zāi)報警的信息。

（2）禁止啟動邏輯。當(dāng)消防系統(tǒng)檢測到以下4種情況時處于禁止啟動狀態(tài)：a.消防火災(zāi)報警控制盤處于禁放狀態(tài)；b.初放、續(xù)放隔離閥處于關(guān)閉狀態(tài)；c.手動操作箱的維修按鈕處于啟動狀態(tài)；d.燃機罩殼等保護的門禁系統(tǒng)檢測到有門處于打開狀態(tài)。

5 結(jié)語

燃氣輪機系統(tǒng)是由具備不同用途、功能相對獨立的若干設(shè)備組成，與發(fā)電機本體組成完整的燃氣輪機發(fā)電機組。消防系統(tǒng)對燃氣輪機機組的安全、穩(wěn)定與可靠運行具有十分重要的作用，如果出現(xiàn)故障，將直接影響到燃氣輪機的正常起動與運行，甚至引起燃氣輪機嚴(yán)重的機械損傷。因此，必須要熟練掌握消防系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的設(shè)計要點，為燃氣輪機發(fā)電機組的安全穩(wěn)定運行提供一份可靠的保障。