油库火灾探测方案.docx

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油库火灾探测方案

工业消防报警系统产品

（2013年4月）

油库、油罐区火灾探测

解决方案建议书

本方案

针对BK系列防爆系统

在油库、油罐区设计选型安装进行了介绍

西安博康电子有限公司给予产品及技术全面支撑

详细配置在方案确定后进行细化

一、环境描述

本建议针对柴油机库房火灾报警探测产品进行方案建议，经了解，库房中危险隐患为柴油储存可能发生的油品火灾隐患，需对库房中危险区域进行火灾隐患探测防护。

二、火灾特征

1、火灾发生各个阶段可采用的预防手段：

火灾阶段图：

2、如上图，一般火灾发生有4个阶段：

阴燃、烟雾、燃烧、熄灭（剧烈燃烧或爆炸）。

3、油类及金属类火灾常常没有第一和第二阶段，会由于高温、明火等原因照成直接的燃烧或爆炸。

4、一般火灾发生采用的预防手段如下表：

火灾阶段

阴燃

烟雾

燃烧

熄灭

（剧烈燃烧或爆炸）

预防探测手段

空气采样

气体检测

烟感

温感

温感

火焰

抑制灭火

5、燃料油罐的类型很多，根据贮存燃料性质不同，贮罐形式不一，分别有航空煤（汽）油贮罐、柴油贮罐、原油贮罐、液化石油气贮罐、液化天然气贮罐等。

6、液态燃料油库的火灾特点与地上燃料油库的火灾特点不同。

一般储藏空间有限，油气泄漏以后不易散逸，容易达到爆炸下限而爆炸。

而且发生火灾后，烟雾很快就弥散整个空间，温度高，能见度低，加上出入口又少，照明电源没有保证，很不便于火灾的扑救，火灾损失严重。

7、储存油库火灾危险性分析

8、油库及储油场所火灾发生原因分析：

引起油库及储油场所火灾的原因分为电气火、明火、发动机、焊接、高温和其它。

其中：

⏹电气火包括了静电和雷电；

⏹明火包括库内、库外（油品流到库外引起）和吸烟；

⏹发动机是指发动机热表面、电器、火星、高温等；

⏹焊接是指在维修或施工过程中由于操作不当或麻痹大意引起的火灾；

⏹其他原因包括冲击、摩擦等原因。

9、油库千例事故数据分布如下图所示，由图知，电气火灾占36.6%，明火火灾占22.7%。

统计结果表明，电气和用火不慎是引起火灾的主要原因。

10、油库及储油场所火灾的特点：

⏹破坏性：

大规模的集中储存，一旦发生恶性火灾事故，其火灾将是灾难性的。

⏹复杂性：

油库及储油场所储量多，进油、出油管线复杂，管理难度大，事故的几率增加。

⏹瞬时性：

油库及储油场所均是易燃、易爆的油类物质，发生火灾时，具有快速、突发的特点。

⏹爆炸连锁性：

油库及储油场所储罐集中、密集，一旦着火（爆炸）燃烧迅速，容易形成二次爆炸和连锁爆炸，爆炸危害面积更大，损失也更大，造成群死群伤。

三、规范引用

⏹GB50058-92《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》

⏹GB15631-2008《特种火灾探测器》

⏹GB50116-2008《火灾自动报警系统设计规范》

GB50116-2008《火灾自动报警系统设计规范》对火灾探测器选择规定节选如下：

9火灾探测器的选择

9.1一般规定

9.1.1火灾探测器的选择，应符合下列要求：

1对火灾初期有阴燃阶段,产生大量的烟和少量的热，很少或没有火焰辐射的场所，应选择感烟探测器。

2对火灾发展迅速，可产生大量热、烟和火焰辐射的场所，可选择感温探测器、感烟探测器、火焰探测器或其组合。

3对火灾发展迅速，有强烈的火焰辐射和少量的烟、热的场所，应选择火焰探测器。

4对火灾初期可能产生一氧化碳气体且需要早期探测的场所，宜选择一氧化碳火灾探测器。

5对使用、生产或聚集可燃气体或可燃液体蒸气的场所，应选择可燃气体探测器。

6对火灾形成特征不可预料的场所，可根据模拟试验的结果选择探测器。

7对设有联动装置、自动灭火系统以及用单一探测器不应有效确认火灾的场合，宜采用同类型或不同类型的探测器组合。

8对于需要早期发现火灾的特殊场所，可以选择高灵敏度的吸气式感烟火灾探测器，且应将该探测器的灵敏度设置为高灵敏度状态；也可根据现场实际分析早期可探测的火灾参数

而选择相应的探测器。

9.2点型火灾探测器的选择

9.2.1对不同高度的房间，火灾探测器的选择，应符合下列要求：

表9.2.1对不同高度的房间点型火灾探测器的选择

房间高度h

（m）

感烟探测器

感温探测器

火焰

探测器

A1

A2、B、C、D、E、F、G

12﹤h≤20

不适合

不适合

不适合

适合

8﹤h≤12

适合

不适合

不适合

适合

6﹤h≤8

适合

适合

不适合

适合

h≤6

适合

适合

适合

适合

房间高度大于12m时，不宜选择感烟探测器；房间高度大于8m时，不宜选择感温探测

器；房间高度大于6m时，不宜选择A2、B、C、D、E、F、G类感温探测器。

9.2.8符合下列条件之一的场所，宜选择火焰探测器：

1火灾时有强烈的火焰辐射。

2液体燃烧火灾等无阴燃阶段的火灾。

3需要对火焰做出快速反应。

9.2.9符合下列条件之一的场所，不宜选择火焰探测器：

1可能发生无焰火灾。

2在火焰出现前有浓烟扩散。

3探测器的镜头易被污染。

4探测器的“视线”易被遮挡。

5探测区域内的可燃物是金属和无机物时，不宜选择红外火焰探测器。

6探测器易受阳光、白炽灯等光源直接或间接照射场所，不宜选择单波段红外火焰探测器。

7探测区域内正常情况下有高温黑体的场所，不宜选择单波段红外火焰探测器，但日光盲的火焰探测器除外。

8正常情况下有阳光、明火作业及易受X射线、弧光和闪电等影响，不宜选择紫外火焰探测器。

9探测器视线易被油雾、烟雾、水雾和冰遮挡的场所。

9.3线型火灾探测器的选择

9.3.1无遮挡的大空间或有特殊要求的房间，宜选择红外光束感烟探测器。

9.3.2符合下列之一的场所，不宜选择红外光束感烟探测器：

1有大量粉尘、水雾滞留。

2可能产生蒸气和油雾。

3在正常情况下有烟滞留。

4探测器固定的建筑结构由于振动等会产生较大位移的场所。

四、设计建议

通过以上对油库及储油场所火灾发生原因及特点的分析，火灾发生的初期主要有两个方面的表现形式，一是明火的产生，二是温度变化和伴随有黑烟产生。

因此火灾信号探测主要采用火光检测作为火灾探测主要手段，并配备其它辅助措施，构建成一套完善的探测报警系统。

根据现场实际及规范要求及产品特点，我们建议采用如下探测器监测方式：

⏹方式1：

红外火焰探测方式。

考虑到油品存储场所其火灾特点，火灾隐患发生时会出现火焰燃烧特征，因此采用火焰探测方式。

（产品技术指标和特点见之后描述）

⏹方式2：

红外火焰+线性光束探测方式。

考虑到柴油火灾发生时会伴随有黑烟产生的特征，为安全起见，可采用双参数探测方式，更有利于对火灾的早期发现。

（技术指标和特点见之后描述）

⏹方式3：

红外火焰+线性光束探测+缆式感温（包括感温电缆或DTS分布式感温光纤）探测方式。

考虑到由于温度是产生火灾发生的特征之一，可对危险重点区域采用温度辅助探测，可以及时发现火灾隐患场所环境场的危险隐患，提早进行预防检测。

（技术指标和特点见之后描述）

五、各类产品技术指标说明

红外火焰探测器：

隔爆型三波长红外火焰探测器

IR3红外火焰探测器采用了三个对红外线敏感的红外传感器，对特定范围内的火灾红外辐射波长进行侦测。

采用可编程的运算法则，核对三个传感器接收到的数据比例和相互关系。

独有的内置微处理器确保其对错误报警具有极高的免疫力。

该探测器广泛应用于汽油、煤油、柴油、航空汽油、液压油、碳氢化合物：

乙烯、聚乙烯、天然气、民用燃气、液化石油气、甲烷、乙烷、丙烷等火焰检测。

三波段红外火焰探测器的探测距离可达25米。

探测器能够在室内外高/低温，高湿，震动等最苛刻的环境下工作。

工作原理

图5.1.1图5.1.2

如上图5.1.1所示隔爆型三波长红外火焰探测器由三个检测通道组成，通道A工作谱带为4.0～4.6um,通道B工作谱带为5.1～6um,通道C工作谱带为0.7～1.1um,其工作谱带如图2.1.2所示。

通道A是火灾探测通道，是主通道；通道B、C是监视通道，是辅助通道，用于探测干扰源的红外辐射和日光辐射。

当存在火焰及干扰时，其工作情形如图5.1.2所示。

当存在火焰时，通道A的信号幅值大于通道B和通道C的信号幅值，于是发出火灾报警信号；当通道A的信号幅值小于通道B和通道C的信号幅值，说明存在外部干扰辐射，此时不报警。

这种探测器具有抗人工光源、阳光照射、各种热源、紫外线的性能。

产品特点

※三重红外IR3光谱检测※防爆、防尘等级高

※远距离探测※90度宽锥形区域侦测

※实时自诊断功能※电磁辐射免疫

※专利、工业化外形设计※灵敏度可调

※标准4-20mA电流输出、标准RS-485接口、无源接点输出

主要技术参数

基本技术参数：

光谱响应：

0.7～1.0umIR,4.0～4.4umIR,5～6umIR火灾响应时间：

<10S

监测角度：

≤90°环境温度：

-40℃～70℃

环境湿度：

≤95﹪RH（40+2℃）探测距离：

25米（0.1㎡汽油火）

电器参数：

工作电压：

18V～32VDC指示灯：

正常时闪亮，报警时常亮

工作电流：

待机状态≤20mA（24VDC）报警状态≤40mA（24VDC）

输出方式：

继电器输出、4-20mA输出、RS-485输出

机械特性：

重量：

＜1.7kg（铸铝）＜3.2kg（不锈钢）材质：

铸铝，可选不锈钢

电缆出口螺纹：

标准3-G3/4”（1”=25.4mm）

外形尺寸：

103mm×149mm×160mm（长×宽×高）

认证：

防爆标志：

ExdIICT6粉尘防爆标志：

DIPA21TA,T6

型式检验：

满足GB15631-2008国家标准防护等级：

IP65

执行标准：

GB15631-2008，GB3836.1-2000，GB3836.2-2000，GB12476.1-2000

探测器保护区域示意图

外形及安装尺寸

线性光束探测器

概述

JTY-HS-BK801Ex本安型线型光束感烟火灾探测器是一种长区间反射式光束感烟探测器，是为开阔区域的防火而设计的，与火灾报警控制器配套使用。

探测器由发射器/接收器组合单元和反射镜组成，发射器发出的信号经反射镜反射后进入接收器。

当探测器光路上出现烟雾时，会使到达接收器的信号减弱，当减光率达到预设阈值（可在发射器/接收器组合单元上设定）时，探测器就会产生报警信号。

光束全被挡住，会产生故障信号，以防止漏报警。

探测器内置微处理器，具有智能判断、自动快速定位校准、灰尘自动补偿等功能，同时安装简单方便，光路准直性好，抗干扰能力强。

探测器包含一组报警时输出的无源常开触点、一组用于故障报警的常闭触点和标准0～20mA信号输出，可方便与各消防生产厂家火灾报警系统连接。

主要技术参数

电源电压：

DC24V允许范围DC16V～DC28V（需由安全栅供电）

调试电流：

≤20mA

监视电流：

≤12mA

报警电流：

≤80mA

外壳防护等级：

IP54

执行标准：

GB3836.1-2000GB3836.4-2000Q/BK/QG/QGB-BK801

防爆标志：

ExibⅡBT6

安全栅内部参数:

Ui=28V，Ii=93mA,Ci≈0uF,Li≈0mHPi=O.65W

指示灯状态：

调试状态：

绿色、红色和黄色指示灯以特定的方式点亮

正常监视状态：

所有指示灯熄灭

火警状态：

红色指示灯常亮，黄色指示灯熄灭

故障状态：

黄色指示灯常亮

光路被全部遮挡：

探测器报故障并点亮黄色指示灯

保护面积：

探测器最大保护面积为14×100＝1400m2，最大宽度为14m

使用环境：

温度：

-20C～+60C

相对湿度≤95%，不结露

外形尺寸：

长度：

206mm宽度：

94mm厚度：

135mm。

结构特征与工作原理

本安型线型光束感烟火灾探测器外形示意图如图1所示

工作原理

本光束探测器采用直流24V供电方式，通过控制器发出24V电源，平时探测器通过发射管将红外光照射到反射镜上，然后通过反射镜将红外光反射到探测器的接收管上。

当有烟雾时红外光被遮挡，探测器的接收管接收的信号将会降低，探测器对此作出判断，并发出报警信号。

使用和操作

设计指南

依照国家标准《GB50116-98火灾自动报警系统设计规范》的规定：

无遮挡大空间或有特殊要求的场所，宜选用红外光束感烟探测器；红外光束感烟探测器的光束轴线至顶棚的垂直距离宜为0.3～1m，距地高度不宜超过20m；相邻两组红外光束感烟探测器的水平距离不应大于14m。

探测器至侧墙水平距离不应大于7m，且不应小于0.5m。

探测器的主机和反射棱镜之间距离不宜超过100m。

火灾试验显示烟并不是径直从火焰往上升起的，而是受气流和热力层的作用扇开，或呈蘑菇状迅速扩散。

对火灾情况发出信号的时间依赖于满足前提条件下的探测器的位置、产生的烟的量、屋顶结构和通风装置。

⏹探测器在平滑天花板顶部的安装定位。

在平滑天花板的条件下，达到令人满意的探测效果，光束轴线两侧典型的最大探测距离各为7米。

在天花板以下0.3至0.6米之间处安装了探测器，保证红外光束在热空气层以下而处在烟雾层之中。

如果对特殊的天顶，安装的高度有何疑问，应该通过烟雾测试来决定其位置。

⏹探测器在斜面天花板顶部的安装定位。

从房顶最高点到天花板与毗邻墙交汇处的垂直距离如果大于0.6米，就被视为斜面屋顶。

在斜面屋顶的下方安装探测器（见下图）。

当探测器安装在天花板最高处（见下图）。

光束的水平覆盖距离（Y）可以增加，并且与镜角有关系。

例如：

如果镜角20度，那么水平覆盖距离可以从光束两侧（Y）各7米增加到：

Y=7+（7×20/100）米=8.4米。

因此，对于镜角为20度的房顶，水平覆盖距离可以从两侧的各7米增加到各8.4米，但这仅就将探测器安装在屋顶最高处而定。

若安装在其它处，则距离不变。

对于斜面或尖顶房屋，探测器与棱镜及与墙壁，天花板的位置关系如图所示。

斜顶及尖顶房屋红外光束探测器安装位置位置示意图

安装与布线

安装尺寸图

安装示意图

布线要求

电缆均选用截面积≥1.5mm2的本安电缆，具体要求参见表1所示。

接线方式及应用方法

接线端子图

端子说明：

D1，D2：

接DC24V，不区分极性；

SI：

标准信号0～20mA输出：

故障0～1mA;正常：

4～10mA;火警：

15～20mA ;

SO：

电流信号0～20mA转换成0～5V电压输出;

故障0～0.25V;正常：

1～2.5V;火警：

3.75～5V;（采样电阻250欧）

K11,K12：

火警继电器输出，无源常开触点；平时常开，报警时闭合；

K21,K22：

故障继电器输出，无源常闭触点；正常时常开，掉电或故障时断开。

三线制有源接线方式（标准信号0～20mA输出）

四线制无源接线方式（无源干接点输出）

应用方法：

产品安装应按照GB3836.15-2000《爆炸性气体环境用电气设备第15部分：

危险所电气安装（煤矿除外）》的有关规定进行。

系统接线图如下：

安全区危险区

[Exia]IICExibIIBT6

Um=250VAC/DCUi=28VDC

Uo=28VDCIi=93mA

Io=93mAPi=0.65W

Po=0.65WCi=0uF

Co,LoLi=0mH

见安全栅使用说明书

本安系统参数匹配须遵循如下原则：

Uo≤Ui;Io≤Ii;Po≤Pi;Cc≤Co-Ci;Lc≤Lo-Li

Cc、Lc：

安全栅到报警器之间连接电缆（或导线）允许总的最大分布电容和电感，

Co、Lo：

安全栅的最大外部电容和电感，

Uo：

安全栅的最高输出电压，

Io：

安全栅的最大输出电流，

Po：

安全栅的最大输出功率，

Ui：

报警器的最高输入电压，

Ii：

报警器的最大输入电流，

Pi：

报警器的最大输入功率。

*电缆的分布参数必须符合上述要求。

调试方法

⏹打开发射器外壳，内有4位拨码开关为为探测器安装现场探测距离调整开关，具体使用方法为：

k1闭合，k2、k3、k4断开，探测距离为5～10米。

k1、k3、k4闭合，k2断开，探测距离为10～20米。

k1、k2闭合，k3、k4断开，探测距离为20～40米。

k1、k2、k3、k4全闭合，探测距离为40～100米。

⏹灵敏度设置：

S2为灵敏度设置开关，短路为一级灵敏度，开路为二级灵敏度。

调试方法：

安装固定探测器，接通电源，观察探测器上的指示灯状态：

绿灯亮――探测器未接收到反射的红外光束或太弱

绿灯亮，黄灯亮――探测器接收到反射的红外光束偏弱

黄灯亮――探测器接收到反射的红外光束强度适中，

红灯亮，黄灯亮――探测器接收到反射的红外光束偏强，

红灯亮――探测器接收到反射的红外光束太强，

调试过成功中，首先用反光板以较近距离确定探测器发射及接受红外光束的大致角度范围（此时黄灯，红灯亮都有效，如红灯亮效果更佳），然后沿该角度范围中心位置逐步增大距离，直至目的距离。

如果方向偏离较大，可调整安装支架以调整探测角度。

每次上电后即处于调试过程，当黄灯一直保持常亮约30秒后即进入正常工作状态。

注：

调试过程中不能在日光及白炽灯光的强烈干扰下进行，因为这样对探测器登记初值影响较大，不利于稳定运行。

当探测器进入正常运行状态启动了算法处理程序后，方可具有较强的抗光干扰能力。

维护

一般性故障的维修

⏹在正常工作中，出现下列情况时，有可能误报火警。

⏹水蒸汽，较多的灰尘很快进入光束区域；有遮挡物或者飞鸟停留在探测器窗口上；打雷或剧烈振动，或探测器底座松动；强红外辐射源如日光、强白炽灯光照射或反射到接收器上；多人聚集在一起吸烟。

⏹如有报警信号发生，值班人员必须综合考虑，并到现场查看，有效的处理火灾信号。

如果探测器误报火警，一般在控制器上复位10秒，能消除误报。

如果是真火警出现，一般复位10秒后，继续报火警。

正常维护

⏹本探测器具备光量自动补偿功能，接收光量即使发生略小偏差也不会影响探测器正常工作。

但是探测器有它的补偿极限值。

为了保证探测器的正常工作，请定期（建议每6个月）对探测器和反射镜进行灰尘检查，若有故障，及时排除故障，以保证探测器处于正常工作状态。

⏹检查发射器及接收器外观是否存在损伤，确保探测器紧密固定在墙壁或其它固定位置上。

⏹如果发现镜头被污染，请使用软布及酒精擦拭，注意不要使用水及其它化学药剂。

⏹在正常维护过程中，如果清洁镜头或重新调整光路后，必须对探测器重新进行上电并调试对正。

⏹本探测器属于消防产品，在使用过程中必须严格值班和交接班制度，认真做好运行记录。

⏹值班人员应熟练掌握该设备的技术功能与操作程序，严禁误操作。

注意事项

⏹安全栅须取得防爆合格证，其安装使用须按照说明书的要求进行。

⏹不允许随意更换元器件或结构以免影响防爆性能。

⏹静电危险，须用拧干的湿布擦拭外壳。

缆式感温探测器

感温电缆探测器因已广泛使用，在此不做描述。

DTS分布式光纤探测系统介绍如下：

基本工作原理

JTW-DTS-BK200系列火灾探测器基于经过验证的拉曼光时域反射计技术。

通过光纤传播的激光脉冲把散射光传回到发射端，并在发射端进行分析，拉曼散射强度是衡量光纤中温度的指标。

激光脉冲在光纤内部的传输过程中有背向散射光出现，散射光Stokes和Anti-stokes受到温度变化影响，其中Anti-stokes受温度影响较大，其它波长则不受温度变化影响。

当光纤沿线温度发生变化时，它的强度会发生变化。

通过非常精确地测量散射光的信号强度差，可以准确地测量温度。

测量返回光脉冲的到达时间，可以确定温度读数的位置，这与显示汽车或飞机距离的雷达回声类似。

图2.1.1详细描述了整个火灾探测器的工作过程。

图错误！

文档中没有指定样式的文字。

.1系统工作原理

光纤技术

JTW-DTS-BK200系统采用光纤作为分布式温度测量的传感单元。

以下将详细介绍光纤知识，以便用户可以更好的选择理想的传感光纤。

光纤结构

JTW-DTS-BK200系统使用的光纤类型是专门用来传输数据的，该光纤为62.5/125渐变折射率多模光纤。

纤芯与包层

光纤由一股对称的圆柱形玻璃纤芯组成光纤的中心部分，外面围一层外包层。

纤芯引导光沿着光缆运动，外包层的作用是减少光波导信号的损耗。

JTW-DTS-BK200系统使用62.5/125光纤，其纤芯直径为62.5微米，包层直径为125微米。

一次涂层

纤芯与包层外包裹着一次涂层。

一次涂层在预防纤芯和包层的机械损坏时能让光纤进行物理性处理。

一次涂层通常由丙烯酸盐构成，其直径为250微米。

渐变折射率多模光纤

JTW-DTS-BK200系统使用的62.5/125多模光纤，是一种渐变折射率多模光纤。

“渐变折射”是指玻璃纤芯的结构为抛物线的折射率渐变，它可以增加从包层内某一固定值渐变到纤芯内的最大值的平滑度。

“多模”是指该光纤可以传导多重光线。

渐变折射率多模光纤可以在一定周期范围内，沿光纤集中多重模式。

光纤连接器

JTW-DTS-BK200系统主机与光纤之间通过活动光纤适配器进行连接。

在进行光纤连接时，要求较小的损耗，以确保系统运行最优化。

我们选择的适配器为E2000，要求传感光纤熔接的连接器类型为E2000。

主要技术参数

测温主机

在下述环境条件使用JTW-DTS-BK200系统进行测试，除非另有说明。

——温度：

15℃～35℃；

——相对湿度：

25%RH～75%RH；

——大气压力：

86kPa～106kPa；

——电源电压：

最大242V，最小187V。

表1系统性能指标

项目

技术性能指标

备注

测温范围，℃

0～120

说明1

监测距离，km

4

说明2

探测单元长度，m

3

温度精确度，℃

±2.0

说明3

温度分辨率，℃

0.5

测量最短时间，s

10

与工程选择的光纤类型有关；

在系统安装时可以通过校准来改进温度精度；

与系统测量时间有关。

表2系统适用的气候条件

气候条件

参数

温度

工作温度

0℃～40℃

贮存运输

-20℃～+60℃

湿度

工作

25%RH～75%RH（40℃）

贮存运输

25%RH～75%RH（40℃）

大气压

86kPa～106kPa

表3主机主要配置及物理参数

项目

型号

详细配置说明

CPU

英特尔奔腾E2200

主存储器

160GB

内存

2GB

操作系统

MicrosoftWindowsXP

语言

中文

视频输出

（显示器端口）

VGA连接器（标准PC显示器）

最低S-VGA输出

键盘/鼠标端口

USB/PS2

音频输出

有

网络端口

RJ-45，接口支持10M/100M网络连接

串行端口

9针D型连接器

USB端口

四个通用串行总线（USB）连接器

重量

约100kg

尺寸

600mm×600mm×1750mm

重量和尺寸仅针对主机。

探测光纤

探测光纤可由多种材料制成，如石英光纤、塑料光纤、蓝宝石光纤等。

目前，大部分应用的是石英光纤，它由特殊工艺拉制而成。

它基本上是由具有很小直径的分层玻璃或塑