Вы находитесь в разделе Типовых решений систем безопасности

Дымовые пожарные извещатели для пыльных зон

Общепризнано, что дымовые пожарные извещатели наиболее эффективны для определения пожароопасной ситуации. Однако их использование в пыльных грязных зонах, таких как цементные фабрики, лесопилки и деревообрабатывающие цеха, заводы по переработке зерна и по производству сухих химических продуктов различного назначения, конюшни и т. д. проблематично из-за ложных срабатываний. Обычно здесь ставят тепловые извещатели, которые не обеспечивают раннего обнаружения пожара, а реагируют только на очаг открытого огня, что определяет значительные материальные потери, как от пожара, так и от его тушения.

В статье рассматриваются возможности использования линейных, аспирационных и фильтрексных дымовых пожарных извещателей в пыльных зонах.

Исходные положения

Точечные оптико-электронные пожарные извещатели обнаруживают дым по отраженному сигналу в оптической камере (рис. . Конструкция оптической камеры, ее цвет и фактура поверхности, а также расположение и диаграммы направленности светодиода и фотодиода выбираются исходя из минимума сигнала фотодиода при отсутствии дыма. Это условие обеспечения высокой достоверности обнаружения пожароопасной ситуации.

Пыль, накапливающаяся на первоначально черных стенках оптической камеры, постепенно увеличивает отраженный сигнал и при сравнительно небольших электромагнитных, световых и других воздействиях появляются ложные срабатывания. В дальнейшем, при отсутствии технического обслуживания, отраженный сигнал может достичь величины порога срабатывания и дымовой извещатель будет постоянно выдавать сигнал ПОЖАР, не реагируя на сброс. Скорость этого процесса определяется условиями эксплуатации.



Рис. Принцип действия оптико-электронных дымовых извещателей (а,б)

С другой стороны диапазон оптической пары светодиод-фотодиод выбирается таким образом, чтобы обеспечить высокую эффективность при обнаружении дымов различной природы. При наличии отрытого пламени преобладают невидимые частицы с размером меньше микрона. В тлеющем очаге обычно образуются частицы дыма на порядок более крупные. При тлеющих пожарах с участием углеродосодержащих материалов в основном выделяются серые дымы с размером частиц соизмеримым с 1 мкм, при горении пластмасс и горючих жидкостей образуются аэрозоли с еще меньшим размером частиц. Следовательно, вполне возможна защита оптической камеры фильтрами, с ячейкой порядка нескольких десятков микрон, которые будут задерживать пыль, одновременно пропуская чистый воздух и частицы дыма при обеспечении принудительного забора воздуха из контролируемой зоны.



Рис. Относительная чувствительность дымового пожарного извещателя.
(А – оптико-электронный извещатель, В –линейный извещатель)

На рис. 2 приведена типовая зависимость относительного уровня чувствительности дымового оптико-электронного извещателя в зависимости от диаметра частиц, при условии постоянства их суммарной массы. Для сравнения на рис. 2 пунктиром приведена зависимость чувствительности линейного дымового оптико-электронного извещателя, реагирующего на ослабление сигнала при прохождении через задымленную зону. Необходимо отметить, что эти извещатели имеют более равномерную зависимость, что определяет их высокую эффективность при обнаружении очагов возгорания различного типа. Эти извещатели обнаруживают как видимые дымы, так и невидимые аэрозоли.

Линейные дымовые извещатели серии 6500 От очага возгорания поток теплого воздуха и образующегося дыма под действием архимедовой силы поднимается вверх и распределяется под перекрытием. Постепенно происходит накопление газодымовоздушной смеси и увеличение ее концентрации в верхней части помещения. Следовательно наибольшая эффективность работы дымовых линейных извещателей обеспечивается при их размещении в верхней части помещения под перекрытием. Линейный дымовой извещатель реагирует на ослабление сигнала при прохождении через задымленное пространство (рис. .



Рис. Принцип действия линейного дымового извещателя

В этом плане следует отметить наиболее благоприятное расположение линейного извещателя по сравнению с точечными дымовыми извещателями, которые необходимо располагать на перекрытии в центральной части помещения, где присутствуют воздушные потоки и процесс запыления происходит достаточно интенсивно. Движение воздуха обычно практически отсутствует в углу между стеной и потолком, куда не допускается установка точечных извещателей. Следовательно, размещенные здесь компоненты линейного извещателя, меньше всего подвержены влиянию пыли.

Для защиты от пыли в линейном извещателе используются различные конструктивные и схемотехнические решения. Например, в однокомпонентных (премопередатчик и отражатель) пожарных извещателях серии 6500 рабочая часть светофильтра закрыта сверху и с боков выступающими частями, на которых в основном оседает пыль. Оптика и электроника внутри корпуса герметизируется при помощи эластичной прокладки в месте соединения, что обеспечивает защиту на уровне IP54.



Рис. Оригинальная форма корпуса извещателя 6500 защищает светофильтр от пыли

Медленное изменение сигнала за счет осаждения пыли на светофильтре и отражателе компенсируется по специальному алгоритму (рис. с хранением текущей информации в энергонезависимой памяти на случай отключения питания.



Рис. Компенсация запыления оптических элементов линейного извещателя.

При локальном тесте индицируется степень запыления числом вспышек индикатора Неисправность: запыление от 10% до 20% - одна вспышка, от 20% до 30% - две и т.д. Уровень запыления определяется с точностью 10%, позволяет спрогнозировать сроки проведения технического обслуживания. При достижении границы диапазона автоматической компенсации формируется сигнал Неисправность на приемно-контрольный прибор, указывающий на необходимость проведения технического обслуживания, которое заключается в чистке наружных частей светофильтра и рефлектора. Таким образом, объем технического обслуживания значительно ниже по сравнению с точечными извещателями, которые необходимо снять разобрать, почистить, собрать установить и протестировать.

Линейные извещатели позволяют выбирать порог чувствительности в зависимости от защищаемой зоны. При достаточно протяженных зонах и в пыльных помещениях рекомендуется устанавливать более низкие уровни чувствительности 40% или 50% затухания, что обеспечит больший диапазон автокомпенсации запыления оптического фильтра и отражателя.

Достаточно часто встречаются объекты, где запыление вызывает увеличение оптической плотности только в рабочие часы. В таких условиях можно использовать так называемый адаптивный порог. В отличие от фиксированного порога в этом случае медленные изменения оптической плотности в течении суток компенсируются в заданных пределах (рис. , при этом реальная чувствительность остается на верхнем уровне. Например, при выборе адаптивного порога А1 (30% - 50%) чувствительность будет поддерживаться на уровне 30% затухания, при выборе адаптивного порога А2 (40% - 50%) – на уровне 40% затухания.


Рис. Компенсация изменения оптической плотности среды в течение суток

Аспирационные дымовые извещатели серии ASD и LASD Для помещений больших размеров с большой концентрацией пыли, оптимально использовать аспирационный пожарный дымовой извещатель . Он состоит из системы труб с отверстиями для забора воздуха, фильтров, блока с точечным дымовым извещателем и с аспиратором для обеспечения потока воздуха (рис. . Система труб располагается в контролируемой зоне, а аспирационное устройство – центральный блок, может быть установлен в удобном для управления и обслуживания месте в том же или в другом помещении.



Рис. Расположение аспирационного извещателя

Аспирационный извещатель, как и линейный дымовой извещатель позволяет контролировать большую площадь. Каждая точка отбора проб обеспечивает контроль площади круга радиусом примерно 7,5 м (по европейским нормам), что эквивалентно одному точечному дымовому датчику. По российским нормам точечные дымовые извещатели устанавливаются через 9 метров, соответственно, одноканальный аспирационный извещатель с трубой длиной 75 метров обеспечивает контроль площади около 650 м2. При выравнивании чувствительности по различным отверстиям изменением их диаметра, и при обеспечении требуемого времени транспортировки воздуха, один канал аспирационного извещателя может по НПБ 88-2001* контролировать площадь до 1600 м2.

Выпускается широкий спектр аспирационных извещателей: ультрачувствительные извещатели ASD-7251 для адресно-аналоговых систем и LASD для традиционных неадресных систем, с высокой и стандартной чувствительностью извещатели ASD-LEO для адресных и ASD-PRO для неадресных систем. Все это расширяет область применения аспирационных извещателей, упрощает процесс модернизации существующей противопожарной системы.

Для защиты точечных дымовых извещателей от пыли на входе в центральный блок устанавливаются воздушные фильтры, очищающие поступающий воздух. В пыльных зонах используются трехступенчатые встроенные фильтры (грубой, средней и высокой степени очистки) и внешний фильтр FLU1 (рис. . В фильтре FLU1 установлен сменный картридж с большой площадью фильтрующего элемента, что снижает аэродинамическое сопротивление при обеспечении высокой степени очистки воздуха.



Рис. Внешний фильтр FLU1

Специальные датчики обеспечивают контроль величины воздушного потока на входе в центральный блок. При выходе за установленные границы формируется сигнал Неисправность. При засорении фильтров фиксируется снижение воздушного потока, при механическом повреждении трубопровода – увеличение воздушного потока. Программируется скорость вращения турбины (10 ступеней), дискрет измерения уровня воздушного потока и допустимые границы его изменения. На 10 сегментном светодиодном индикаторе отображаются установленные верхняя граница потока, нижняя граница и текущее значение воздушного потока, нижние четыре светодиода дополнительно индицируют: воздушный поток в норме OK – зеленого цвета, выше нормы HI↑, ниже нормы LO↓ и нарушение работы турбины – все желтого цвета (рис. . На аспирационных извещателях серии ASD данная информация отображается постоянно, на извещателях серии LASD основной режим – индикация уровня удельной оптической плотности среды с переключением на индикацию воздушного потока нажатием одной из кнопок на боковой стенке блока.



Рис. Индикация величины воздушного потока При использовании дополнительной выходной трубы аспирационный извещатель позволяет организовать циркуляцию воздуха по замкнутому циклу. В зависимости от условий эксплуатации могут использоваться воздухозаборные трубки из ABS или UPVC пластика, меди, нержавеющей стали и т.д. диаметром 3/ В стандартной конфигурации забор воздуха производится через отверстия диаметром 3 мм, направленные вниз для обеспечения оптимального дымозахода, конец воздухозаборной трубы закрывается заглушкой с отверстием диаметром 6 мм для обеспечения равномерного поступления воздуха через различные отверстия. Для выполнения изгибов используются два типа уголков для отклонения трубы на 45° и на 90°. Также поставляются дополнительные монтажные элементы: муфты для соединения труб, тройники, клипсы открытые и закрытые для крепления труб к потолку и т.д. В зонах с высокой влажностью используются устройства для защиты центрального блока от конденсата (рис. 1 .



Рис. 1 У-образное колено для защиты от конденсата

Степень защиты оболочки аспирационных извещателей серий ASD и LASD IP50 и может быть опционально повышена до уровня IP65.

Высокий уровень фильтрации воздуха позволяет использовать в пыльных зонах даже ультрачувствительные аспирационные извещатели серий ASD-7251 и LASD с лазерными адресно-аналоговыми дымовыми точечными извещателями 7251 производства Систем Сенсор с чувствительностью 0,003 дБ/м, что обеспечивает максимально раннее обнаружение пожароопасной ситуации. В извещателе 7251 запрограммированы 10 уровней удельной оптической плотности среды в диапазоне от 0,003 дБ/м до 0,295 дБ/м, что упрощает расчет аспирационного извещателя при различном количестве отверстий в трубах и выбор порогов предварительных сигналов тревоги и сигнала Пожар. В извещателях серии LASD текущее значение оптической плотности измеренное извещателем 7251 отображается на 10 сегментном светодиодном индикаторе, что дает дополнительное удобство в процессе настройки и эксплуатации системы (рис. 1 . В зависимости от вида защищаемого объекта возможно использование одноканальных аспирационных извещателей ASD-7251-1 и LASD-1 с одной трубой и двухканальных аспирационных извещателей ASD-7251-2 и LASD-2 с двумя трубами.



Рис. 1 Центральный блок двухканального аспирационного извещателя LASD-2

Аспирационные извещатели серии ASD-7251 и адресно-аналоговая версия извещателей серии LASD и подключаются к ААПКП, поддерживающим протокол 200 System Sensor. Все пороги в этих извещателях программируются в ААПКП, что позволяет адаптировать систему по времени суток, дням недели и т.д.

Аспирационные извещатели серии LASD с реле подключаются к любому пороговому ПКП. В каждом канале программируются уровни сигналов Внимание, Предупреждение, Пожар. Формирование предварительных сигналов позволяет реализовать ультравысокую чувствительность аспирационной системы даже в традиционной пороговой системе. Сигналы Внимание и Предупреждение обычно транслируются на обслуживающий персонал, что позволяет ликвидировать пожароопасную ситуацию до полной остановки производства и до начала эвакуации. Реле Неисправность формируют соответствующие сигналы по каждому каналу при снижении или увеличении уровня воздушного потока, при изменении числа оборотов вращения турбины, при снижении напряжении питания и т.д. Все реле имеют полную группу контактов, что обеспечивает совместимость практически с любым приемно-контрольным прибором.

Расчет числа воздухозаборных отверстий и их диаметра, скорости вращения вентилятора, уровня чувствительности и других параметров системы производится с использованием удобной компьютерной программы (поставляется бесплатно). В результате определяется уровень чувствительности по каждому отверстию, выбираются дискреты, на которых устанавливаются предварительные сигналы и сигнал Пожар, а так же выбирается скорость вращения турбины исходя требуемого времени транспортирования воздуха по трубе.

Достаточно часто встречаются производственные объекты, где практически невозможно реализовать ультравысокую чувствительность лазерных извещателей, например, из-за наличия выхлопных газов или аэрозолей, либо где не требуется формирование предварительных сигналов. В таких случаях можно использовать более дешевые аспирационные извещатели адресные ASD-LEO-1, ASD-LEO-2 и неадресные ASD-PRO с адресными извещателями Леонардо-О (ИП 212-60А) и с неадресными извещателями ПРОФИ-О (ИП 212-7 . Эти точечные извещатели имеют стабильную в процессе эксплуатации чувствительность на уровне 0,07 дБ/м, что позволяет отнести извещатели серий ASD-LEO и ASD-PRO к классу высокой или стандартной чувствительности в зависимости от числа воздухозаборных отверстий в трубе. Расчет извещателей ASD-LEO и ASD-PRO может производиться по программе расчета извещателя LASD с фиксированным порогом ПОЖАР на уровне 6-го дискрета, соответствующего чувствительности извещателя 7251 равной 0,072 дБ/м.

В аспирационных извещателях ASD-LEO адресные дымовые извещатели ЛЕОНАРДО-О (ИП 212-60А) подключаются непосредственно к адресной шине ППКОПА СИГНАЛ-9 Сигналы Неисправность, при выходе величины воздушного потока за установленные пределы, при включении реле Неисправность транслируются на ППКОПА СИГНАЛ-99 посредством отключения оконечного элемента неадресного шлейфа.

В аспирационных извещателях ASD-PRO неадресные дымовые извещатели ПРОФИ-О (ИП 212-7 с базами B401R с токоограничивающим резистором 470 Ом подключаются к совместимому ПКП двухпроводной схеме. В тот же или в отдельный шлейф включаются реле Неисправность.

Фильтрексные извещатели Адресно-аналоговый дымовой оптико-электронный извещатель FTX-P1 Filtrex - Фильтрекс специально разработан для грязных, пыльных зон. В нем установлены два 30 микронных фильтра один за другим и минитурбина для нагнетания воздуха в дымовую камеру (рис. 1 .



Рис. 1 Принцип действия Фильтрекса

Один фильтр встроен в съемную крышку извещателя для удобства замены, второй установлен на корпусе непосредственно перед турбиной. Пыль или водяная взвесь остается в основном на поверхности первого фильтра, а в дымовую камеру поступает только воздух и дым. Герметизация при помощи прокладки из пористой резины исключает попадание пыли через другие соединения в конструкции извещателя (рис. 1 .



Рис. 1 Прокладка из пористой резины

Минитурбина управляется и контролируется отдельным процессором, включается периодически каждые 30 секунд на 5 секунд, что обеспечивает снижение среднего тока потребления до 16 мА при напряжении питания 24 В. Специальная схема с датчиком потока воздуха контролирует загрязнение фильтров (рис. 1 . При снижении воздушного потока до установленного порога формируется сигнал Неисправность на приемно-контрольный прибор. При отсутствии воздушного потока происходит отключение минитурбины. Включение извещателя Фильтрекс в дежурный режим после замены фильтра происходит автоматически.


Рис. 1 Схема управления минитурбиной

Входящие и выходящие воздушные потоки в корпусе извещателя оптимизированы: большая часть площади фильтров используется для фильтрации входного воздушного потока (рис. 1 , меньшая – для выпуска воздуха.



Рис. 1 Накопление пыли на фильтрах

Основная часть пыли осаждается на первом фильтре в крышке, небольшая часть пыли попадает на второй фильтр. Совершенно чистыми остаются четыре сектора, через который воздух выходит наружу, и внутренние части «Фильтрекса», что говорит о высокой эффективности фильтрации. Оптическая камера в течении срока службы извещателя остается чистой, что значительно снижает трудоемкость технического обслуживания даже по сравнению с обычными дымовыми извещателями в относительно чистых зонах. Периодически требуется только замена первого фильтра, установленного в крышке, его можно заменять вместе с крышкой. База B524FTXE для Фильтрекса поставляется с активизированной защитой от несанкционированного снятия и при снятии фильтра не происходит отсоединение извещателя от базы.

Эффективность Фильтрекса подтверждается различными испытаниями и эксплуатацией на многочисленных объектах в тяжелейших условиях . Например, проводилось сравнение Фильтрекса со стандартным оптико-электронным дымовым извещателем. Тестирование проводилось в ящике размером 18 х 19 х 66 дюймов (объемом 0,37 м3) с воздушно-пылевой средой, с массой пыли 0,12 г (испытание и 0,24 г (испытание . В стандартном дымовом извещателе в обоих случаях пыль создавала сигнал, превышающий порог тревоги и вызывала ложное срабатывание, а в Фильтрексе уровень сигнала незначительно отличался от уровня чистого воздуха (рис. 1 .



Рис. 1 Влияние пыли в воздухе на Фильтрекс и на стандартный дымовой извещатель

Такой уровень защиты от пыли по позволяет в тяжелых условиях с высокой достоверностью формировать сигналы Пожар и сигналы «Предупреждение» незначительных концентрациях дыма.

Фильтрексы успешно эксплуатируются в различных странах на мукомольных и мясомолочных комбинатах, пилорамах, кондитерских, мыльных и мебельных фабриках, предприятиях по переработке отходов, в целлюлозобумажной индустрии и пр. В этих тяжелых условиях (пыль, либо водяная взвесь) обычные дымовые извещатели не могут использоваться из-за ложных срабатываний, «Фильтрексы» же демонстрируют высокую достоверность сигналов Пожар.

Несколько впечатляющих примеров: мебельная фабрика в Германии, в условиях запыленности которой не мог работать ни один дымовой извещатель. Спустя 15 месяцев после установки Фильтрексов - ни одного случая ложного срабатывания и ни одной замены фильтров! На мыльной фабрике в Швеции, где содовая пыль вызывает ложное срабатывание оптико-электронных извещателей через 48 часов, в течение 12 месяцев использования Фильтрексов – НИ ОДНОГО ЛОЖНОГО СРАБАТЫВАНИЯ! На мукомольном производстве “Rank Hovis” UK,где обычные дымовые извещатели давали постоянные ложные тревоги, Фильтрексы проработали уже 11 месяцев без ложных тревог и без замены фильтров. Переработка мяса в Германии (опилки, водяная пыль), постоянные ложные тревоги от дымовых и от ионизационных извещателей, в течении 15 месяцев работы Filtrex ни одного ложного срабатывания.



Рис. 1 Базовое основание B524FTXE для подключения извещателя Filtrex

Извещатели Фильтрекс с базами B524FTXE (рис. 1 подключаются к адресно-аналоговым ПКП, поддерживающим протокол 200 System Sensor. К базе подключается адресно-аналоговая петля и источник питания 24 В, есть терминалы для выносного индикатора и соединения экрана кабеля. Дополнительный разъем предназначен для соединения со схемой управления минитурбиной и контроля состояния фильтров.

Вывод:




Читайте далее:
Организация охраны коттеджного поселка
Современный программный комплекс. технология corba
Новые особенности контрольных панелей
Последняя версия интегрированной системы безопасности isecureд™ pro компании simplex
10 - 14 сентября 2007 года
Охраное телевидение в зеркале заднего вида
19 - 25 ноября 2007 года
Мониторинг интеллектуальности_2006
1. принцип обнаружения – импульсная рефлектометрия
4. настройка системы
Что нужно знать о волоконной оптике?
Антивирусное противодействие механизмами защиты информации от несанкционированного доступа. требован
Методологическая основа сравнительного анализа средств защиты конфиденциальной информации ,часть 2
Куб. что в имени тебе моем?
Эффективные решения по противодействию внутренним ит-угрозам