危廢處置中心料坑多級消防預(yù)警監(jiān)控與聯(lián)動系統(tǒng)

固廢網(wǎng)訊:1.1應(yīng)用背景

危險廢物焚燒爐料坑是用于焚燒類危險廢物的暫時儲存、配伍混合和進(jìn)料準(zhǔn)備，儲存堆積各類危險廢物，特性較為復(fù)雜且常有易燃、易反應(yīng)廢物在儲池發(fā)生反應(yīng)劇烈燃燒，屬于火災(zāi)高發(fā)區(qū)域，發(fā)生重大火災(zāi)風(fēng)險較大，給安全生產(chǎn)帶來很大隱患。常見的火災(zāi)引起原因有以下幾種：

化學(xué)反應(yīng)放熱

氧化自燃

易燃易爆品

1.2方案思路

目前消防狀況：

有的缺乏消防系統(tǒng)；有的只有簡易消防設(shè)備，例如手持泡沫滅火器、滅火砂；當(dāng)火災(zāi)發(fā)生須當(dāng)班人員奔赴現(xiàn)場持設(shè)備滅火，響應(yīng)時間滯后，造成火災(zāi)事故不能及時控制，引發(fā)事故擴大；有的配備有室內(nèi)消防水炮，但是不具有遠(yuǎn)控功能，料坑發(fā)生火災(zāi)，火勢猛，有爆炸危險性、大量有毒氣體產(chǎn)生、產(chǎn)生強烈輻射熱、火災(zāi)蔓延速度快等特點，滅火人員難以及時接近到消防炮位；有的配備泡沫消防系統(tǒng)，但是泡沫量不足，而且受制于泡沫滅火局限性，效果不好等問題。因此必須根據(jù)料坑火災(zāi)的特點，有針對性設(shè)計一種有效的消防系統(tǒng)；

不同類型火災(zāi)滅火方式的選擇：

撲救A類火災(zāi)即固體燃燒的火災(zāi)應(yīng)選用水、泡沫、干粉、蒸汽、鹵代烷型滅火；撲救B類即液體火災(zāi)和可熔化的固體物質(zhì)火災(zāi)應(yīng)選用干粉、泡沫、蒸汽、鹵代烷、二氧化碳型滅火；

撲救C類火災(zāi)即氣體燃燒的火災(zāi)應(yīng)選用干粉、蒸汽、鹵代烷、二氧化碳型滅火；

料坑區(qū)域合理有效的主要滅火方式應(yīng)為水、泡沫、蒸汽三種。單一的滅火方式無法滿足料坑消防系統(tǒng)需求，采取多級配合的方式會更加有效。

根據(jù)在料坑領(lǐng)域?qū)嵺`證明，目前最為有效、經(jīng)濟的消防系統(tǒng)為：

蒸汽+泡沫+水三級消防系統(tǒng)；（客戶也可以根據(jù)各自情況選擇蒸汽+水、泡沫+水、蒸汽+泡沫、或單一消防系統(tǒng)）

消防水系統(tǒng)建議采用遠(yuǎn)控消防炮系統(tǒng)（料坑區(qū)域特點，無法布置雨淋消防水系統(tǒng)；同時火災(zāi)發(fā)生時有爆炸危險性、有毒氣體產(chǎn)生、強烈輻射熱、火災(zāi)蔓延快，造成無法到達(dá)現(xiàn)場，也不宜采用手動消防炮滅火系統(tǒng)；由于尋的式智能消防炮系統(tǒng)的缺陷，尤其是在火災(zāi)發(fā)生產(chǎn)生煙霧干擾可靠性，以及從經(jīng)濟性考慮，建議也不采用，遠(yuǎn)控消防炮配合熱像監(jiān)控效果與可靠性更好滿足現(xiàn)場要求）；

三級消防系統(tǒng)動作順序：當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，首先啟動蒸汽滅火系統(tǒng)，利用蒸汽沖擊力與快速隔絕空氣等特點迅速滅火（減少泡沫使用，最優(yōu)化泡沫消防系統(tǒng)設(shè)計，節(jié)約建設(shè)成本，同時降低泡沫殘留處理成本），然后再啟動泡沫滅火系統(tǒng)，對火災(zāi)區(qū)域進(jìn)一步隔絕空氣與與降溫，并對陰燃區(qū)域已經(jīng)安全鞏固，最后再根據(jù)實際情況決定是否手動啟用消防水系統(tǒng)（最小化降低消防水的使用，減少消防污水二次處理成本,避免遇水加劇燃燒的廢物反應(yīng)風(fēng)險以及不溶于水廢物產(chǎn)生的流淌火產(chǎn)生）。

系統(tǒng)示意圖

2.1預(yù)警系統(tǒng)

料坑消防安全必須貫徹“預(yù)防為主，防消結(jié)合”的方針，料坑火災(zāi)的成因一般有兩種（不含窯頭回火與破碎機引起火災(zāi)）：1、爆燃：可燃?xì)怏w聚集，可以采用可燃?xì)怏w在線監(jiān)測系統(tǒng)預(yù)警控制；2、自燃：廢物堆積化學(xué)反應(yīng)引起，可以采用紅外熱像監(jiān)測系統(tǒng)預(yù)警控制。

2.1.1可燃?xì)怏w監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)

料坑區(qū)域為可燃、有毒儲存廢物集中區(qū)，為保障料坑區(qū)域作業(yè)人員與設(shè)備安全根據(jù)，以及《工業(yè)企業(yè)煤氣安全規(guī)程》GB6222－2005相關(guān)安全要求：在可燃、有毒儲存區(qū)域加裝可燃、有毒檢測設(shè)施；需要在區(qū)域增加可燃?xì)怏w檢測器檢測該區(qū)域甲烷氣體濃度并把數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)在中控室顯示與報警。此系統(tǒng)包含隔爆型固定式探測器、固定式壁掛式主機、聲光報警器。主機安裝在值班室或者中控室內(nèi)，當(dāng)現(xiàn)場有毒有害超出安全范圍的時候會及時通過主機或者現(xiàn)場的聲光報警器進(jìn)行報警，及時防范或者報告安全部門，起到主動安全監(jiān)控的目的，保障人身及設(shè)備安全。當(dāng)可燃?xì)怏w報警發(fā)出時，要求立即停止料坑現(xiàn)場所有作業(yè)，加強通風(fēng)，直到可燃?xì)怏w濃度降低到安全范圍，報警消除后才能恢復(fù)現(xiàn)場作業(yè)。

2.1.2紅外熱像監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)

1）、災(zāi)前防火報警

由于紅外熱成像儀是反映物體表面溫度而成像的設(shè)備，在所有的消防火險發(fā)生初期，災(zāi)害是由不明顯的隱火引發(fā)的。用現(xiàn)有普通方法，很難發(fā)現(xiàn)這種隱性火災(zāi)苗頭，紅外熱像技術(shù)可以長期針對危廢料坑進(jìn)行溫度監(jiān)測并發(fā)現(xiàn)隱火、暗火，超過預(yù)警值會在5秒內(nèi)觸發(fā)報警裝置。也可以快速有效地發(fā)現(xiàn)危廢料中由于化學(xué)反應(yīng)造成的熱源，配合行車將過熱的區(qū)域進(jìn)行有效處理，做到早發(fā)現(xiàn)、早撲滅。

2）、夜間及惡劣氣候條件下的目標(biāo)監(jiān)控

夜晚需可見光工作的設(shè)備已經(jīng)不能正常工作，采用人工照明也存在盲區(qū)。紅外熱成像儀是被動接受目標(biāo)自身的紅外熱輻射，無論白天黑夜均可以正常工作。在煙、霧、塵等惡劣的氣候條件下，由于可見光的波長短，克服障礙的能力差，因而觀測效果差，但熱成像儀穿透煙、霧、塵的能力較強，因此在夜間以及惡劣氣候條件，紅外熱像監(jiān)控設(shè)備仍可以正常地對各種目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控。

針對危險廢物料坑現(xiàn)場情況開發(fā)相應(yīng)軟件，實現(xiàn)溫度監(jiān)控，火災(zāi)報警，信號輸出等功能。針對不同情況，軟件通過智能算法檢測出危險等級，采取相應(yīng)措施。

2.1.3消防預(yù)警聯(lián)動系統(tǒng)工作過程

紅外熱像儀替代傳統(tǒng)煙感，溫感火災(zāi)探測器，將災(zāi)后消防變?yōu)闉?zāi)前預(yù)警，在紅外熱像儀探測到火災(zāi)隱患后，紅外監(jiān)控系統(tǒng)會根據(jù)風(fēng)險等級發(fā)出預(yù)警。系統(tǒng)本身通過聲光報警的形式發(fā)出警報，同時觸發(fā)消防聯(lián)動柜提供動作信號，聯(lián)動消防系統(tǒng)工作以控制火災(zāi)。為了便于接入不同的消防系統(tǒng)，消防聯(lián)動柜提供干接點開關(guān)量信號，可以滿足所有消防系統(tǒng)的聯(lián)動。對于不同消防系統(tǒng)，分為以下兩種聯(lián)動方式。

1、單一消防設(shè)備：

消防系統(tǒng)單級時，熱像系統(tǒng)與消防設(shè)備直接聯(lián)動，如：蒸汽或泡沫消防系統(tǒng)，熱像系統(tǒng)可以在軟件中對料坑進(jìn)行區(qū)域細(xì)分，不同區(qū)域報警時驅(qū)動聯(lián)動柜對應(yīng)控制點，只需將相應(yīng)干接點并聯(lián)到電磁閥控制按鈕上即可，可實現(xiàn)不同區(qū)域的噴射控制。

2、多級消防系統(tǒng)：

消防系統(tǒng)為多級消防系統(tǒng)時，熱像監(jiān)控系統(tǒng)可以與消防控制系統(tǒng)聯(lián)動?；馂?zāi)隱患階段可以選擇手動人工模式，根據(jù)現(xiàn)場情況，在蒸汽，泡沫，消防水系統(tǒng)中選擇合適的介質(zhì)進(jìn)行滅火。在遇到爆燃或火勢較大時，系統(tǒng)自動執(zhí)行預(yù)制程序，啟動多級消防動作。

1）對于緩慢溫度上升引起的自燃：

在溫度緩慢升高，達(dá)到一級報警閥值時，報警會在熱像監(jiān)控電腦上顯示隱患位置與聲光報警，這是操作員就需要安排處理隱患（利用行車抓斗移開堆積廢物，或者安排現(xiàn)場人員到料坑隱患位置處理）；處理完后，溫度降至報警閥值后，報警自動消除。

當(dāng)隱患沒有有效處理，溫度繼續(xù)升高到二級報警閥值時，熱像監(jiān)控電腦發(fā)出二級報警提示與聲光報警；并觸發(fā)消防聯(lián)動控制柜發(fā)出聲光報警，提示操作員準(zhǔn)備啟動消防聯(lián)動系統(tǒng)（消防聯(lián)動系統(tǒng)有手動與自動兩種模式選擇，正常情況下消防聯(lián)動處于自動模式），操作員根據(jù)現(xiàn)場情況確認(rèn)是否啟動消防聯(lián)動系統(tǒng)，切換到手動狀況下可以選擇多級消防系統(tǒng)的任意一級方式來處理火災(zāi)；自動狀況下，二級報警發(fā)出30秒后，消防系統(tǒng)自啟動，首先動作蒸汽系統(tǒng)，對隱患或火災(zāi)區(qū)域自動隔絕空氣并降溫三分鐘后，再動作泡沫系統(tǒng)，對隱患或火災(zāi)區(qū)域自動隔絕空氣并降溫三分鐘后，最后由操作員人員手動使用遠(yuǎn)控消防炮對該區(qū)域進(jìn)一步降溫處理，進(jìn)行有效抑制或控制火災(zāi)；處理完后，溫度降至報警閥值后，報警自動消除。

當(dāng)情況進(jìn)一步發(fā)展，溫度繼續(xù)升高到三級報警閥值時，報警發(fā)出后10秒后，沒有得到任何反饋后（操作人員沒有把消防系統(tǒng)切換到手動狀態(tài)控制時），消防聯(lián)動系統(tǒng)自動啟動，首先動作蒸汽系統(tǒng)，對隱患或火災(zāi)區(qū)域自動隔絕空氣并降溫三分鐘后，再動作泡沫系統(tǒng)，對隱患或火災(zāi)區(qū)域自動隔絕空氣并降溫三分鐘后，最后再由操作員人員手動使用遠(yuǎn)控消防炮對該區(qū)域進(jìn)一步降溫處理，進(jìn)行有效抑制或控制火災(zāi)；處理完后，溫度降至報警閥值后，報警自動消除。

2）爆燃：

對于料坑區(qū)域發(fā)生的爆燃情況，熱像監(jiān)控系統(tǒng)直接進(jìn)入三級報警，報警發(fā)出后10秒后，沒有得到任何反饋后（操作人員沒有把消防系統(tǒng)切換到手動狀態(tài)控制時），消防聯(lián)動系統(tǒng)自動啟動，首先動作蒸汽或泡沫系統(tǒng)，對隱患或火災(zāi)區(qū)域自動隔絕空氣并降溫三分鐘后，再由操作員人員手動使用遠(yuǎn)控消防炮對該區(qū)域進(jìn)一步降溫處理，進(jìn)行有效抑制或控制火災(zāi)。

整個料坑隱患或火災(zāi)發(fā)生過程的熱像監(jiān)控視頻將被自動錄制與保存，以利于事后分析與預(yù)防。

以上控制過程可以根據(jù)各項目消防系統(tǒng)設(shè)計不同單獨訂制開發(fā)。

2.2消防系統(tǒng)

2.2.1蒸汽消防系統(tǒng)

蒸汽消防系統(tǒng)的要求：

蒸汽的供給強度不應(yīng)小于0.0015kg/s·m3;

滅火蒸汽管線蒸汽源的壓力應(yīng)不小于0.6MPa；

輸汽干管和支管的長度不應(yīng)長于60m（蒸汽源到保護房間的距離），當(dāng)總長度超過60m時，應(yīng)設(shè)置蒸汽滅火分配箱，以保證蒸汽滅火效果；

蒸汽支管高度：蒸汽支管位于料坑區(qū)域時，其應(yīng)安裝于料坑邊沿周圍，其蒸汽噴孔應(yīng)朝向料坑方向并與地面保持平行；蒸汽支管位于進(jìn)料口區(qū)域時，其應(yīng)安裝于進(jìn)料口邊沿周圍，其蒸汽噴孔應(yīng)與地面保持平行；

2.2.2泡沫噴淋系統(tǒng)

泡沫噴淋系統(tǒng)采用抗溶性水成膜氟蛋白泡沫混合液，由消防泵房供給。每個料坑設(shè)置相對獨立的噴淋系統(tǒng)，根據(jù)電信號開啟相應(yīng)區(qū)域的雨淋閥組同時開啟泡沫罐進(jìn)水氣動閥門，噴頭開始噴水，啟動消防泵，系統(tǒng)手動關(guān)閉。其中泡沫貯罐有效容積應(yīng)不低于1000L。

2.2.3消防炮系統(tǒng)

消防炮系統(tǒng)控制分為三種方式：

1、自動控制

系統(tǒng)處于自動狀態(tài)下，自動消防炮滅火系統(tǒng)自動完成火災(zāi)探測和報警，自動啟動消防炮瞄準(zhǔn)火源和噴射滅火劑的一種運行方式。

2、消防室遠(yuǎn)程手動控制

消防控制室值班人員在控制室接到火災(zāi)報警信號后，手動遠(yuǎn)程控制消防炮瞄準(zhǔn)火源，啟動消防泵和打開電動閥門，進(jìn)行火災(zāi)撲救的一種方式。

3、就地手動控制（應(yīng)具有優(yōu)先控制功能）

現(xiàn)場人員發(fā)現(xiàn)火災(zāi)后，通過設(shè)置在自動消防炮附近的智能遙控臺，手動控制消防炮瞄準(zhǔn)火源、啟動消防泵和打開電動閥門，進(jìn)行火災(zāi)撲救的一種方式。

原標(biāo)題:危廢處置中心料坑多級消防預(yù)警監(jiān)控與聯(lián)動系統(tǒng)