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发电厂测温预警系统 |
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作者：深圳电利通科技有限公司 徐晟 |
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摘要：本文分析了发电厂易引起火灾的场所及发生原因，介绍了新型温度探测器---测温电缆的特性及应用，提出了发电厂测温预警系统的综合解决方案。
1．序
为了适应电网的发展和满足现代化管理的要求，实现电厂现场“无人值班、少人值守”的运行管理方式，有效地防范火灾事故的发生，保障电厂的安全运行和人员设备的安全，根据“预防为主，防消结合”的消防工作方针，按照中华人民共和国国家标准《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116-98)，以及中华人民共和国电力行业相关规范的要求，深圳电利通公司将测温电缆FTLD、CT2C引入国内，以此开发出《发电厂测温预警系统》。真正体现了“防重于消”的消防方针。
2. 发电厂火灾原因分析：
发电厂主要火源包括 ：点火油罐区与燃油泵房，油系统，过热的高压电缆，变压器，开关装置，控制设备，大量的电池组，锅炉、煤仓间及输煤系统。
随着机组容量的增大，自动化水平相应提高，电缆用量越来越多。一台200MW机组，各类电缆长达200～300Km。 引起电缆火灾的原因主要有以下几种： (1) 电缆老化、绝缘层损坏、发生短路；(2) 长期超负荷运行、受潮和受热，使绝缘层损坏；（3）电缆铺设不当影响通风散热；(4) 人为误操作引起电缆火灾；(5) 电缆外部堆积的煤粉自燃。发电厂一旦发生电缆火灾，将造成严重损失。
火电厂输煤区的输送皮带均有较长的距离。输煤系统在运转过程中，扬起的煤粉会落在设备外壳、电机、皮带及支架上，这些煤粉不及时清理会逐步氧化产生巨大热量；皮带的机械设备摩擦也会释放出很大热量，这些巨大的热量能够将煤粉引燃，导致火灾事故发生。挥发分含量大的褐煤，自燃点仅为250～350℃，更易引起自燃与火灾。
油罐区的安全更是火灾防范的重点。油罐的温度过高，会引起油品挥发、火灾，甚至爆炸。实时监测油罐的最高温度是必须的。
电力变压器在电力系统中发挥着"心脏"的功能，是电力系统不可缺少的重要部件，一旦发生故障，将导致整个区域内的电力网瘫痪；特别是其器身内充有几十甚至上百吨的绝缘油，在变压器短时或持续性故障时间里，会出现温度上升，同时将分解出甲烷、乙烷、氢等可燃性气体，如果产生的可燃气体数量或压力超过变压器的容许值时，将从变压器器身的薄弱环节喷射出来而造成火灾。
由于发电厂环境潮湿、粉尘大、电磁干扰强等，环境相对恶劣。使许多传统的传感器在火灾探测方面会出现误报、漏报，甚至存在某些探测“盲区”，严重影响用户使用。
3. 测温电缆的工作原理与特性：
测温电缆FTLD－(Flexible Thermocouple Line Detector)，CT2C（Continuous Thermocouple Trans－ducer Cable）是美国近三十年来线状温度感测器技术发展取得的主要成果，完全不同于世界上现有的其它温度感测器，它利用热电效应原理，能够连续产生与其长度所及范围内之最高温度点温度相对应的毫伏信号。可用来连续探测监控区域的最高温度，对温度的变化进行实时监控，不仅能测定温度异变的幅度，而且能确定温度异变的区域。 
技术参数表
 FTLD和CT2C特点：
· 稳定可靠，完全无误报
· 防湿防潮、耐高温、耐腐蚀、高绝缘、阻燃
· 无需现场标定
· 环境温度自动补偿
· 异常温度预报
· 测量温度不受寒冷气温影响
· 用户可自行设定报警点
· 无需外加电源
· 属于简单设备，适合危险区域
4. 发电厂测温预警系统：
物质的燃烧过程通常可分为早期阶段、阴燃阶段、火焰放热阶段及衰减阶段等。在早期阶段，由于物资燃烧开始的预热和气化作用，主要产生燃烧气体和不可见的气溶胶粒子，没有可见的烟雾和火焰，热量也很少。在此阶段，火情仅局限于隐患部位的一个有限范围内，探测火情早期预警就应从此阶段开始进行。而传统的火灾探测器不能实时检测温度，且报警温度也在68℃以上，而测温电缆它是利用热电效应，连续自动产生与其长度范围内最高温度点温度相对应的毫伏信号。其优点是在温度为-40℃—180℃时，不仅能让用户测定温度异变的幅度和速率，而且能让他们确定温度异变的地点。在火灾尚未发生前即时进行精确的温度预报，进一步提高了火灾探测报警系统的可靠性，使用户的消防联动系统具有充分的时间采取相应的措施，避免火灾的发生。体现了以预防为主的科学的消防理念。
本系统以美国进口的线形温度探测器 – FTLD/ CT2C -测温电缆作为系统的主要检测元件，连续实时监测布防区域的最高温度，克服传统的“点式”温度传感器只能探测“某点”温度的缺陷及线型感温探测器只能在达到定温点后发出短路报警信号的缺陷；主控计算机具备友好的中文操作界面，生动、逼真的图形，实时数据显示。操作人员通过对主控站操作，可了解各区域（电缆隧道、电缆接头、开关柜、变压器、油罐、输煤栈桥等）温度数据、温度历史曲线、实时曲线，并可进行语音报警、报表打印、数据查询等。可了解现场如电缆隧道（桥架、电缆中间接头）的布线、接头情况、检修情况以及开关柜内的温度情况等。及时发现隐患，及时进行防范，防止发生重大事故或火灾。探测器与主机通过总线或无线远距离传输，工作人员可在控制室内对各防火点进行监视。
监控范围：
系统采用模块化设计，监控范围涵盖电缆隧道测温预警子系统、输煤传输测温预警子系统、油罐测温预警子系统、变压器/开关控制柜测温预警子系统等。各子系统可独立运行，系统可与消防系统无缝连接，全系统可分步实施，组态灵活。
系统结构如下图：
现将其中的电缆隧道测温预警子系统应用实例介绍如下：
本系统主要对电厂内125MW机组电缆隧道的桥架、开关柜、电缆接头进行监测，对其范围内12个防火门进行自动/手动控制。监测区域分为19个FTLD测温区（包括4个开关柜）、20个电缆接头。在系统发出火灾报警的同时，能自动关闭报警区域相关的防火门，减少火灾损失。系统主画面
 系统运行后，进入主画面如上图。主画面为监控总图，正常显示为系统电缆分布图，FTLD各区域温度在总图的各区域附近。系统有报警产生时系统自动切换到报警窗口，触发声音报警、手机短信报警等。如报警值达到第二报警限自动关闭防火门，并产生反馈信号。反馈到防火门信号后，主画面图示的防火门两侧有两道红线。
系统功能
· 主画面为全部监测区的电缆隧道布置情况及各区域的温度情况及报警情况。
· 区域温度超限(温度上限及温升速率上限)报警自动弹出区域报警画面(包括电缆隧道现场图片、电缆维修记录、铺设年份等)。有实时趋势及历史趋势曲线。
· 手机短信报警功能，在发生报警后,系统自动给设定的手机发送过热预警信号。
· 实时曲线：对每一区域的温度有实时趋势曲线，更新时间可到1秒。
· 历史趋势曲线：可对任一时段(数据存储范围内)的数据进行曲线显示。可进行各分区温度比较等。
· 实时趋势曲线和历史趋势曲线可以分析各区域温度实时和历史变化情况及趋势。(包括温度超限分析、温度趋势分析、温升速率超限分析)
系统投入运行,中控室值班人员可以实时了解现场电缆各区域、各电缆接头及6KV开关柜的实时温度情况；报警值可方便调整；对温度异变均可实现自动声光报警及手机短信报警功能；对各温度数据进行存储且可方便查询历史数据；温度过热报警信号与防火门联动，进行防火门自动关闭功能；在厂局域网内任一台计算机上均可了解测温防火自动报警系统的实时数据。
5. 结束语
本《发电厂测温预警系统》已广泛使用，运行情况良好，没出现误报、漏报，事实证明采用这套系统从设计到施工并不复杂，抗干挠能力强，性能稳定，无需任何维护,经济效益明显，完全能满足发电厂防火预警的要求。
地址：深圳市高新技术产业园南区方大大厦1608室
电话：（0755）26993995，26993973
email: huagong77@163.com
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(投稿)
(4/4/2006) |
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