纖光柵火災(zāi)報警系統(tǒng)方案

1、 隧道火災(zāi)報警系統(tǒng)方案二二一二二一年十月一、 隧道火災(zāi)報警技術(shù)概述隧道是公路、鐵路、城市地鐵等交通工程項目建設(shè)的關(guān)鍵部分，在隧道中進(jìn)行實(shí)時、準(zhǔn)確的火情監(jiān)測對保障公共財產(chǎn)安全和人身安全有著十分重要的意義。目前應(yīng)用到隧道火災(zāi)報警的有三種技術(shù)（1）感溫電纜技術(shù)、（2）喇曼散射技術(shù)、（3）光纖光柵技術(shù)。(1) 早期的隧道火災(zāi)報警采用感溫電纜方案，其優(yōu)點(diǎn)是成本低，但其在溫度報警點(diǎn)的設(shè)置以及定位、定量、可重復(fù)使用性等方面有著嚴(yán)重缺陷。(2) 利用喇曼散射技術(shù)進(jìn)行分布式溫度測量在上世紀(jì)80年代被提出，它能進(jìn)行分布式、長距離的溫度測量，但這種系統(tǒng)是基于對微弱的反射模擬信號的測量，所以容易受光源起伏等其它因素的

2、干擾；另一方面，它的測量精度和響應(yīng)時間相互制約，無法同時實(shí)現(xiàn)短的響應(yīng)時間和高的測量精度。(3) 光纖光柵傳感技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的新一代傳感技術(shù)，它采用對波長信號的數(shù)字式測量方法，具有極高的測量精度和抗干擾能力，而且監(jiān)測距離長、響應(yīng)時間快，布點(diǎn)靈活，已應(yīng)用于許多領(lǐng)域的安全監(jiān)測。這三種技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)如下表所示：光纖光柵感溫電纜喇曼光纖響應(yīng)速度較快較快中（受測量精度、監(jiān)測距離影響）測量精度高低中報警定位準(zhǔn)確一般一般測量范圍-30-120任意設(shè)定固定-30-120任意設(shè)定報警方式定溫差溫混合定溫定溫差溫混合檢測量類型數(shù)字量開關(guān)量模擬量系統(tǒng)價格中低高系統(tǒng)穩(wěn)定性穩(wěn)定超溫及被破壞經(jīng)常維護(hù)總體性能價格適中；不受

3、電磁干擾和惡劣環(huán)境影響，抗干擾能力強(qiáng)；反應(yīng)速度快；報警定位準(zhǔn)確；精度高；波長檢測，長期穩(wěn)定性好，基本免維護(hù)。價格最便宜；易受電磁干擾，只能一次性使用；感溫銅管施工維護(hù)困難；靈敏度低，容易誤報、漏報。造價高；光強(qiáng)檢測，對光源要求高，長期穩(wěn)定性差，使用壽命短；反應(yīng)速度慢；報警定位不準(zhǔn)確。綜上所述，光纖光柵火災(zāi)報警系統(tǒng)能集多級定差溫報警、手動報警以及實(shí)時的溫度監(jiān)測于一體，真正做到防患于未然，作為隧道的火情監(jiān)測系統(tǒng)具有其它技術(shù)無可比擬的優(yōu)勢。三、TGW光纖光柵感溫火災(zāi)報警系統(tǒng)的原理TGW系統(tǒng)采用光纖光柵作為溫度敏感元件，對波長信號進(jìn)行數(shù)字式測量；采用先進(jìn)的可調(diào)法布里珀羅腔濾波技術(shù)進(jìn)行波長檢測。TGW系

4、統(tǒng)的原理圖如圖1所示，當(dāng)信號處理器檢測到光纖光柵的反射波長出現(xiàn)異常，它會發(fā)送報警信號給火災(zāi)報警控制器，火災(zāi)報警控制器再發(fā)出采取措施的信號。圖1 火災(zāi)報警信號傳輸示意圖在傳統(tǒng)的光纖光柵系統(tǒng)中，由于受光源帶寬的限制下，傳感器探頭的復(fù)用數(shù)量非常有限，一般只有15-30個左右，不能滿足隧道的應(yīng)用需求。圖2 混合復(fù)用方法示意圖波分復(fù)用與全同光纖光柵混合復(fù)用的方法如圖2所示，系統(tǒng)將隧道分為多個防火分區(qū)，不同防火分區(qū)以全同光柵的波長l1,l2ln進(jìn)行區(qū)分，每個分區(qū)長度為50100米。l1,l2ln中每一個波長對應(yīng)的防火分區(qū)內(nèi)有許多監(jiān)測點(diǎn)，同一防火分區(qū)的所有監(jiān)測點(diǎn)采用全同光柵，通常100米的監(jiān)測區(qū)布設(shè)1015

5、個監(jiān)測點(diǎn)，這些監(jiān)測點(diǎn)上的光纖光柵的反射波長都等于該區(qū)域的對應(yīng)波長。如果系統(tǒng)檢測到li波長產(chǎn)生了移動，就表明它所監(jiān)測的防火分區(qū)的溫度發(fā)生了變化，若溫度變化超過了設(shè)定值，系統(tǒng)就會報警。這種混合復(fù)用的方法，大大增加了系統(tǒng)的測量距離和測量點(diǎn)數(shù)，使之能夠應(yīng)用到長距離的隧道工程中去。四、TGW系統(tǒng)的特點(diǎn)和應(yīng)用情況 1TGW系統(tǒng)特點(diǎn)TGW系統(tǒng)的以下特性使它尤其適合于隧道中的火情監(jiān)測：² 對溫度實(shí)時、分布監(jiān)測TGW系統(tǒng)對隧道中所有分區(qū)的溫度進(jìn)行實(shí)時在線、全天候24小時監(jiān)測，對確定事故地點(diǎn)以及火勢蔓延方向提供重要數(shù)據(jù)。² 靈活的報警控制TGW系統(tǒng)測量的是連續(xù)的溫度信號，可設(shè)置多級定溫報警，比

6、如在70時預(yù)報警，90時報警并采取措施，并且可以根據(jù)環(huán)境不同進(jìn)行修正。在定溫報警的同時，還可以設(shè)定多級差溫報警，根據(jù)溫度上升的快慢程度給出不同的報警信號，分別啟動噴水降溫裝置或者滅火裝置。兩種報警方式結(jié)合可以基本消除誤報。用戶可以根據(jù)實(shí)際情況自定各個區(qū)域的報警溫度，以提供早期的報警警報。² 響應(yīng)時間短TGW系統(tǒng)的響應(yīng)時間不超過10秒，而且與監(jiān)測長度與精度無關(guān)，對溫度變化做出及時的反應(yīng)。² 準(zhǔn)確性、可靠性采用先進(jìn)的數(shù)字式測量技術(shù)，不受光源波動、連接損耗、光纜的隨機(jī)振動等因素的影響。產(chǎn)品經(jīng)國家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢測合格，企業(yè)通過了ISO9001：2000認(rèn)證。

7、8; 優(yōu)良的兼容性TGW系統(tǒng)可以通過RS232/485標(biāo)準(zhǔn)通信端口或者繼電器輸出與外部其它控制設(shè)備進(jìn)行通信，可以與消防領(lǐng)域中使用的其它系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。² 靈活的布點(diǎn)措施TGW系統(tǒng)組成方便靈活，各檢測系統(tǒng)相對獨(dú)立，避免了設(shè)備間的相互影響；可根據(jù)工程需要，靈活方便的選擇探頭位置和疏密程度。² 安全特性TGW系統(tǒng)的光纖光柵感溫探頭對溫度信號的采集是在無電的情況下進(jìn)行的，本質(zhì)防燃防爆。² 自檢功能TGW系統(tǒng)具有自檢功能，通過尾端的自檢探頭可實(shí)時監(jiān)測自身運(yùn)行情況并輸出故障報警聲光信號。2TGW系統(tǒng)的應(yīng)用情況TGW光纖光柵感溫火災(zāi)報警系統(tǒng)以其先進(jìn)性、實(shí)用性、可靠性、長期穩(wěn)定性得到一

8、致好評，近年來已在國內(nèi)石化、交通、冶金、電力、水利等領(lǐng)域，以及大型廠礦和大型工程中得到廣泛的應(yīng)用，目前已有數(shù)百套設(shè)備正在運(yùn)行，是國內(nèi)光纖火災(zāi)探測系統(tǒng)應(yīng)用最多的產(chǎn)品。例如交通領(lǐng)域，TGW系統(tǒng)已經(jīng)成功應(yīng)用在滬蓉西高速公路宜昌至長陽段的多個隧道火災(zāi)報警系統(tǒng)中；并已經(jīng)成功應(yīng)用在國內(nèi)最長隧道終南山隧道的火災(zāi)報警工程中。石化領(lǐng)域，最近幾年在武漢石化、洛陽石化、中原油田、鎮(zhèn)海煉化、茂名石化、湖北雙環(huán)、武漢鋼鐵公司、大港油田、上海石化等大型企業(yè)應(yīng)用，已充分展現(xiàn)了其技術(shù)和使用性能的優(yōu)勢，在國家有關(guān)大型儲油罐設(shè)計規(guī)范中，擬將光纖光柵火災(zāi)探測報警系統(tǒng)列入優(yōu)先采用技術(shù)；電力領(lǐng)域，在重慶某高壓電纜安全監(jiān)測等項目中得到成

9、功的應(yīng)用。TGW系統(tǒng)采用的所有設(shè)備的設(shè)計、制造、檢查、試驗(yàn)及施工都遵守最新版IEC標(biāo)準(zhǔn)和中國國家標(biāo)準(zhǔn)（GB）等，具體如下：火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范 GB50116-98火災(zāi)自動報警系統(tǒng)施工及驗(yàn)收規(guī)范 GB50100-92交通部公路隧道火災(zāi)報警系統(tǒng)技術(shù)條件企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編號Q/WGD006-2004中國消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心的型式檢驗(yàn)通過交通部重慶交科院的隧道點(diǎn)火試驗(yàn)通過中南國家計量測試中心的定期校驗(yàn)五、 工程內(nèi)容1 TGW光纖光柵感溫火災(zāi)報警系統(tǒng)組成TGW系統(tǒng)主要由以下部分組成，各部分的主要作用分述如下。11 光纖光柵探測器：光纖光柵探測器是TGW系統(tǒng)的溫度敏感元件，由連接光纜和探頭組成，探頭

10、采用光纖光柵為測量單元，多個檢測探頭之間相互串接，形成線型結(jié)構(gòu)。其主要作用為：檢測現(xiàn)場環(huán)境溫度，實(shí)時傳遞火災(zāi)報警信息給信號處理器，在隧道現(xiàn)場，光纖光柵探測器懸吊敷設(shè)于隧道頂部。12 傳輸光纜及光纜接續(xù)盒傳輸光纜將隧道控制室內(nèi)信號處理器和隧道內(nèi)光纖光柵探測器連接在一起，用來傳輸光信號。光纜接續(xù)盒用來保護(hù)光纖接頭的熔合點(diǎn)和光纖連接法蘭，使之能在惡劣環(huán)境下正常工作。13 信號處理器：信號處理器的主要作用為：（1）給現(xiàn)場檢測光柵提供光源；（2）對檢測光柵返回的光信號進(jìn)行調(diào)制解調(diào)；（3）輸出報警信號；（4）輸出溫度信息；（5）處理器各光通道連接光纖光柵探測器，分別監(jiān)測各報警分區(qū)，其編碼與隧道的位置坐標(biāo)相

11、對應(yīng)。14 火災(zāi)報警控制器火災(zāi)報警控制器接收來自光纖光柵感溫火災(zāi)探測信號處理器和該隧道段的手動火災(zāi)報警按鈕的信號，通過通訊口（RS232）將信號傳送至控制中心計算機(jī)，計算機(jī)可顯示可視化報警界面，經(jīng)人工確認(rèn)后，輸出報警和其它控制信號。15 手動報警按鈕手動報警按鈕用于現(xiàn)場人員發(fā)現(xiàn)火警后向火災(zāi)報警控制器發(fā)送報警信號，當(dāng)人工確認(rèn)發(fā)生火災(zāi)后，按下此鈕，即可向火災(zāi)報警控制器發(fā)送報警信號，控制器接受到報警信號后，顯示出報警按鈕的編號或位置并發(fā)出警報。2 實(shí)施方案所有的光纖光柵傳感器均用傳輸光纜將信號傳輸至變電所的儀表柜，分別與對應(yīng)的信號處理器通道連接，信號處理器將光纖光柵傳感器的信號轉(zhuǎn)換為溫度信號和報警信

12、號，并傳輸至區(qū)域火災(zāi)報警控制器，火災(zāi)報警控制器根據(jù)接收的信號可以進(jìn)行本地控制，也可以通過標(biāo)準(zhǔn)通信端口與監(jiān)控分中心的消防計算機(jī)連接，將溫度、報警信號傳輸至消防計算機(jī)。 1) 探測器部分：探測器通常安裝在隧道頂部，據(jù)天花板120mm，以保證光纜周圍良好的空氣流動。先用固定支架將鋼索固定，支架采用膨脹螺栓固定在隧道中間頂部，其縱向間距20m40m，施工人員在移動升降平臺上作業(yè)，先安裝支架，并將鋼索固定，再將探測器線纜用線夾固定在鋼索上，一根探測器線纜安裝完畢后，將探測器尾纖沿隧道壁敷設(shè)（或穿護(hù)管）至隧道側(cè)面底部光纖接續(xù)盒，與傳輸光纖進(jìn)行熔接。2) 傳輸光纜部分：光纖光柵感溫火災(zāi)報警系統(tǒng)的信號傳輸采用

13、單模多芯護(hù)套阻燃光纜，光纜沿隧道側(cè)面底部的電纜溝布置，在光纖接續(xù)盒處通過隧道壁的穿護(hù)管連接光纖光柵探測器。3) 信號處理器部分：光纖光柵感溫火災(zāi)探測信號處理器為架裝式，安裝在儀表控制柜內(nèi)，采用DC24V供電，輸出信號為RS485/232和無源接點(diǎn)開關(guān)信號，以及以太網(wǎng)輸出。信號處理器的各個光通道接口分別連接光纖光柵傳感器。各個分區(qū)的報警信號通過光纖光柵感溫火災(zāi)探測信號處理器輸出給火災(zāi)報警控制器，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)報警及地址判斷。4) 手動報警按鈕部分：手動報警按鈕安裝在隧道側(cè)面，安裝位置距地面1.4M，安裝間隔為50M，聯(lián)接線為雙絞線，穿管敷設(shè)至控制室，與火災(zāi)報警控制器聯(lián)接。5) 火災(zāi)報警控制器部分:火災(zāi)

14、報警控制器安裝在儀表控制柜內(nèi)，它負(fù)責(zé)接收來自光纖光柵感溫火災(zāi)探測信號處理器的開關(guān)量報警信號或故障信號，提供報警、故障、分區(qū)位置等信息，并將這些信號通過通訊方式傳送至消防主控室計算機(jī)系統(tǒng)，由主控室計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行報警介面顯示，經(jīng)確認(rèn)后采取相應(yīng)措施。六具體隧道實(shí)施方案主要設(shè)備清單序號產(chǎn)品名稱規(guī)格型號單位黑山隧道2766 2840煤窯山隧道1280 1155分水嶺隧道6899 6798李家堡隧道2400朱家裕2號隧道1198孔澗隧道管理站數(shù)量合計廠家1火災(zāi)報警系統(tǒng)管理軟件（光纖光柵火災(zāi)報警及手動報警合一）光科火災(zāi)自動報警系統(tǒng)軟件V1.0 套112光纖光柵感溫火災(zāi)探測信號處理器TGW100D臺32611

15、133光纖光柵感溫火災(zāi)探測器TGW-100/600m 條842242404光纖光柵感溫火災(zāi)探測器TGW-100/500m 條115光纖光柵感溫火災(zāi)探測器TGW-100/400m 條116光纖光柵感溫火災(zāi)探測器TGW-100/300m 條117光纖光柵感溫火災(zāi)探測器TGW-100/200m 條118光纖光柵感溫火災(zāi)探測器TGW-100/100m 條119支架（含附件）套24810860010553111410鍍鋅鋼絞線5.4米62002600150002600130027700 11火災(zāi)報警控制器EST3臺11211612智能手動報警按鈕 J-SAP-M-SIGI-271個11250276482451013光柵協(xié)議模塊GSMK套11111514防水光纜接續(xù)盒二進(jìn)二出個6518423515傳輸光纜8芯（接光柵探測器）GYTZA-8B1米62002600190002600130031700國產(chǎn)16屏蔽雙絞線（手報按鈕用）RVSP-2×2.5米65003000180002800150031800國產(chǎn)17儀表柜2200*800*600