В рубрику "Системы" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Современное промышленное предприятие - это, как правило, крупный завод с обширными прилегающими территориями. Во внутренних помещениях такого предприятия и на его внешних площадях необходима установка противопожарного оборудования. Говоря об объектах непрерывного производства с характерными для него рисками внезапных возгораний, не стоит забывать и о находящихся на предприятии ответственных центрах управления, внутренних зонах повышенного риска (взрывоопасных зонах) и обычных офисных помещениях. Все они требуют особого подхода. Чтобы учесть различные факторы риска, ведущие производители пожарных извещателей постоянно разрабатывают новые методы обнаружения пожара и совершенствуют уже имеющиеся, стремясь обеспечить лучшие эксплуатационные качества продукции. Оптимизируя технологию обнаружения пожара и максимально приближая ее к требованиям определенной группы риска, инженерные компании стараются создать надежное средство быстрого обнаружения возгорания с помощью которого процент ложных сигналов тревоги удалось бы свести к минимуму. Очевидно, мгновенное обнаружение пожара в сочетании с достоверным срабатыванием сигнализации - цель утопическая, однако современные пожарные датчики действуют значительно лучше тех, которые были доступны 2-3 года назад. Наиболее значимыми мировыми тенденциями 2003-2004 годов в области систем обнаружения возгораний являются достижение нового уровня функциональности пожарных извещателей, отказ от ионизационных извещателей и внедрение одно-компонентных линейных, комплексных мультисенсорных и лазерных пожарных извещателей.
Техника обнаружения пожара
Технику обнаружения пожара, разработанную для применения на промышленных предприятиях, можно подразделить на две категории - внутреннюю и внешнюю. Внешняя защита:
Внутренняя защита:
На любом промышленном предприятии есть зоны, характеризующиеся как взрывоопасные из-за постоянного или периодического присутствия там горючих веществ. В мировой практике в этих зонах устанавливают приборы обнаружения пожара, одобренные АТЕХ для применения на участках повышенного риска. Данные приборы подразделяются на две категории: взрывоустойчивые и взрывобезопасные. Устройства, пригодные для использования во взрывоопасных условиях, имеют разряды, определяющие тип зоны повышенного риска, в которой они могут использоваться. Перед эксплуатацией данных приборов нужно провести тщательный осмотр зоны. При монтаже оборудования особое внимание необходимо уделять электропроводке, оконцовке кабеля, арматуре и т.д. Планирование и проведение монтажа должны осуществлять высококвалифицированные работники.
Взрывоустойчивые приборы разработаны для того, чтобы сдерживать внутри корпуса взрыв, возникающий в результате воспламенения попавших в корпус взрывчатых веществ; взрывобезопасные приборы сконструированы таким образом, что их энергии недостаточно для воспламенения любого находящегося в корпусе опасного вещества. Зенеровский барьерный (гальванический) разъединитель должен быть установлен в начале взрывобезопасной цепи для ограничения энергии в петле, поэтому неисправности в электропроводке не смогут вызвать достаточное количество энергии, чтобы активизировать возгорание находящегося там взрывоопасного вещества.
Ультрафиолетовые и инфракрасные извещатели
Пламя (особенно углеводородного и нефтехимического вида, которое присуще возгораниям на заводах по переработке нефти или газа) имеет четкие характеристики, излучает свет инфракрасного, визуального и ультрафиолетового спектра с ясно различимыми пиками на волнах определенной длины и производит низкочастотное мерцание (обычно 1-10 Гц). Приемники излучения, функционирующие в ультрафиолетовом или в инфракрасном спектре, позволяют с большой точностью обнаруживать возгорания как внутри помещений, так и снаружи. У подобных устройств высокая скорость реакции и широкая зона покрытия, они нечувствительны к воздействию ветра, дождя и солнечного света. Для уверенной работы системы необходимо, чтобы приемники и извещатели находились на расстоянии прямой видимости. В настоящее время доступны новейшие автономные и комбинированные приборы, где совмещены либо ультрафиолетовые и инфракрасные извещатели, либо многоканальные инфракрасные извещатели, приспособленные для различных частот. Эти приборы обычно невосприимчивы к изменениям окружающей среды, к солнечному свету, к некоторым другим источникам жары и света (например, галогеновым лампам, электродуговой сварке, молнии) и могут функционировать в пределах 60 м с углом обзора 90°/90°.
Линейные дымовые и тепловые извещатели
Линейные дымовые извещатели, действующие в инфракрасном спектре, идеально подходят для защиты больших открытых пространств внутри помещения. Они не годятся для внешнего использования, так как принцип их работы основывается на том, что продукты горения скапливаются под потолком и ослабляют отраженный сигнал. Тестирование и текущее техническое обслуживание линейных извещателей, установленных на высоких уровнях, до недавнего времени представляло сложности из-за затрудненного к ним доступа, дороговизны установки высокоуровневых платформ и слишком крупных затрат на проведение технического обслуживания. Одно из достижений 2004 года: приход однокомпонентного линейного извещателя на смену двухкомпонентному. Теперь излучатель и рефлектор совмещены в едином корпусе, находящемся на одной стене, а на противоположной - устанавливается пассивный рефлектор. Это серьезно сокращает объем монтажных работ: кабель подводится в определенную точку помещения, расход кабеля и время юстировки уменьшаются. Проверка чувствительности осуществляется дистанционно - с помощью серводвигателя, который по сигналу "ТЕСТ" вводит оптический фильтр в светопровод, луч ослабляется и прибор подает сигнал тревоги. В отличие от других методов данный тест обеспечивает полную проверку каждого компонента в цепи сигнала тревоги без проведения верхолазных работ. Линейные тепловые извещатели могут стать полезными в тех зонах, где допустимо обнаружение возгорания по тепловому излучению и где применение линейного извещателя предпочтительней, чем использование точечных извещателей. В качестве примера приведем противопожарную защиту длинных тоннелей или обнаружение возгорания по тепловому излучению внутри труб, используемых для перегона горючих веществ, таких как метан. Линейные тепловые извещатели соединены кабелем, который прокладывается в виде непрерывной цепи. В зависимости от типа, данные извещатели могут снимать показания либо с ограниченного участка, либо с более обширной зоны. Некоторые линейные тепловые извещательные системы по существу являются взрывобезопасными.
Видеоизвещатели
Обнаружение возгорания с помощью дымовых видеоизвещателей - это альтернативный метод противопожарной защиты открытых участков как внутри помещений, так и снаружи, как в дневное, так и в вечернее время. Используя стандартные камеры для замкнутой телевизионной системы в качестве датчиков, система распознает и обрабатывает изображения с целью определения характерных признаков структуры дыма и пламени, делая различия между дымом и легким туманом или пылью. При эксплуатации внутри помещений дымовые видеоизвещатели способны обнаружить дым на более ранней стадии возгорания, чем традиционные извещатели, поскольку частицы дыма могут быть выявлены до того, как они поднимутся к потолку. Представляя собой "нейтральное" средство установления очагов возгорания, применяемые видеоизвещатели особенно эффективны в зонах повышенного риска, взрывоопасных или радиоактивных зонах.
Обнаружение дыма: сравнение оптической и ионизационной технологий
Дымовой извещатель характеризуется двумя важными качествами: во-первых, он позволяет обнаруживать пожар на ранней стадии возгорания с низким коэффициентом ложных сигналов тревоги; во-вторых, идеально подходит для использования внутри помещений. Последнее время большинство компаний, занимающихся производством пожарных извещателей, в своих проектно-конструкторских работах уделяют значительное внимание переносу полезных качеств сложных адресных и адресно-аналоговых извещателей на традиционные (пороговые). Новейшее поколение европейских традиционных (пороговых) извещателей обладает рядом инновационных преимуществ (таких, как автоматическая компенсация запыленности, регулируемая чувствительность, мульти-сенсорная технология, а также дистанционный опрос и дистанционная проверка), которые существенно отличают их от первоначального варианта извещателя -"включено-выключено". В некоторые современные традиционные извещатели встроено дистанционное программирующее устройство, с помощью которого инженеры могут считывать различные показания: последнюю дату проведения технического обслуживания, уровень загрязнения оптической камеры, параметры термоэлемента, а также выбирать нужный порог срабатывания и производить дистанционную проверку работоспособности прибора. Это экономит время при введении устройства в эксплуатацию и при осуществлении текущего технического обслуживания.
Первоначально дымовые извещатели конструировались на основе ионизационной камеры - устройстве, имеющем большие возможности для обнаружения мельчайших частиц горения, но склонном выдавать ложные сигналы тревоги из-за изменения влажности, атмосферного давления, температуры и скорости движения воздуха. Теоретически характеристики ионизационного извещателя делают его более эффективным, чем фотоэлектрический прибор в том, что касается незамедлительной реакции на быстро разгорающийся пожар с открытым пламенем. Но сейчас становится все трудней получить разрешение на использование ионизационного извещателя, а требования к транспортировке радиоактивных веществ становятся все строже, в результате чего возрастает общая стоимость инсталляции. Уничтожение приборов с истекшим сроком эксплуатации (за что чаще всего несет ответственность их изготовитель) также требует крупных и постоянно увеличивающихся затрат. В некоторых странах применение ионизационных извещателей полностью запрещено, вследствие чего за последние пять лет или даже более ни один из крупных производителей пожарных извещателей не ввел в эксплуатацию ни одного нового ионизационного извещателя.
Раньше цены на ионизационные и оптические дымовые извещатели значительно разнились. Однако с появлением специализированных интегральных микросхем и передовых технологий массового производства изготовление фотоэлектрических извещателей становится сегодня все привлекательнее. В отличие от ионизационных фотоэлектрические извещатели действуют в другой части спектра обнаружения дыма и более эффективны в выявлении крупных частиц дыма, нежели мелких. Фотоэлектрические приборы относительно невосприимчивы к изменениям окружающей среды, хотя они могут давать ложные срабатывания на частицы, источником которых не является пожар. Последнее поколение мультисенсорных извещателей обладает подобными эксплуатационными качествами и является приемлемой альтернативой ионизационным извещателям с точки зрения реагирования на изменения окружающей среды. Некоторые производители предлагают взрывобезопасные версии дымовых извещателей.
Комбинированные извещатели
Как показывает история, лишь немногие производители пожарных извещателей выпускали комбинированные модели. В основном системы пожарной сигнализации состояли из дымовых и тепловых извещателей. Каждый из них подсоединялся к панели управления и вызывал сигнал тревоги при превышении параметра, контролируемого этим извещателем. Однако при таком подходе не достигался должный уровень пожарной безопасности, как при использовании ионизационных извещателей.
Современные комбинированные извещатели сильно отличаются от своих предшественников. И в традиционных, и в адресных извещателях используется программа обработки сигналов, которая выдает сигнал тревоги только в том случае, если выходные данные обоих каналов подтверждают такое решение. Подобные извещатели обеспечивают эффективную защиту как от медленно разгорающегося огня, так и от внезапного воспламенения. Они действительно являются многопрофильными. Выходные данные и оптической камеры, и терморезистора постоянно проверяются встроенным процессором, который использует алгоритмы, разработанные спевключается в извещателе только в том случае, если процессор обнаружил начинающееся возгорание. Благодаря использованию комбинации входных данных, ложные сигналы тревоги происходят гораздо реже, при этом время обнаружения реального пожара не только не увеличивается, но даже может быть уменьшено.
Мультисенсорные и газовые извещатели
Широко известно, что газовые извещатели могут быть эффективным средством выявления возгорания. Не так давно, благодаря внедрению технологии гальванического элемента, стало возможным создание пожарных извещателей, в которых содержится элемент, реагирующий на угарный газ. Однако детектор угарного газа в качестве единственного метода обнаружения пожара не удовлетворяет всем критериям универсального пожарного датчика: не исключены ложные сигналы тревоги. Детекторы угарного газа не пригодны в качестве отдельных пожарных извещателей по двум основным причинам. Первая причина: гальванический элемент не является безотказным, поскольку он может потерять чувствительность без каких-либо заметных изменений и при наличии угарного газа действовать так же, как при его отсутствии (хотя технологии в этой области постоянно улучшаются). Вторая причина: не каждое возгорание характеризуется большим количеством угарного газа, поэтому гарантировать успешное обнаружение пожара при использовании одного лишь детектора угарного газа с уверенностью нельзя. Исследования показали, что мультисенсорное устройство, содержащее в себе по крайней мере один газовый детектор, один фотоэлектрический датчик и один тепловой датчик, является значительно более эффективным средством обнаружения пожара. Технология производства таких извещателей интенсивно развивается и успешно начала внедряться на рынке. Мультисенсорные извещатели, по сравнению с другими типами извещателей, гораздо лучше справляются с поставленными задачами, причем коэффициент ложных сигналов тревоги у них ниже.
Аспирационные системы или лазерный извещатель?
На таких объектах, как станции связи, машинные залы, диспетчерские и другие значимые зоны, где вынужденный простой влечет за собой существенные убытки (банки и здания телекоммуникации) или где были сделаны крупные долгосрочные вложения в установленное оборудование, обязательным требованием является обнаружение возгорания на самой ранней стадии. При условии, что на подобных объектах будет поддерживаться нормальная температура и влажность, а из атмосферы отфильтровываться пыль, становится возможным значительное повышение чувствительности дымового извещателя без риска увеличения количества ложных сигналов тревоги. Традиционно для достижения очень высокой чувствительности в этих особых зонах использовали аспирационную систему. Трубопроводная сеть, предназначенная специально для решения данной задачи, устанавливалась на защищаемых объектах, и через них воздух всасывался в удаленную камеру индикации, в которой находился большой высокочувствительный оптический дымовой извещатель, использовавший лазер в качестве источника света.
В настоящее время стал доступен сверхчувствительный фотоэлектрический точечный дымовой извещатель, в котором в качестве источника света вместо инфракрасного светодиода применяется лазер. Лазерный извещатель - это очень чувствительный и чрезвычайно прочный датчик. По чувствительности он в 100 раз превышает показатели стандартного инфракрасного извещателя. По сравнению с аспирационной системой лазерный извещатель обладает рядом преимуществ. Источник дыма легче определить посредством анализа конкретной области (как при использовании отдельного извещателя), а не всей зоны целиком (что характерно для применения аспирационной системы). Лазерный извещатель предполагает совмещение с любыми видами дымовых и тепловых извещателей в замкнутом шлейфе адресной противопожарной системы и полностью контролируется в ней. Данный извещатель можно устанавливать на той же базе вместо любого другого адресного датчика в замкнутом шлейфе, что позволяет минимизировать затраты на модернизацию противопожарной системы в тех помещениях, где требуется максимально высокий уровень защиты. Чувствительность каждого извещателя может устанавливаться согласно требованиям охраняемого объекта, при этом нет необходимости равномерно повышать чувствительность всей системы, как это требуется в аспирационной системе из-за рассасывания дыма. Аспирационный извещатель всасывает воздух через все отверстия в трубопроводной системе и, если источник дыма небольшой, будет всасывать чистый воздух через большую часть отверстий. В тех помещениях, для которых характерна периодическая запыленность, ложные сигналы тревоги при использовании аспирационной системы будут возникать чаще.
Модули контроля и управления пожарной автоматикой
На промышленном предприятии особенно важна налаженная связь между противопожарной системой и другими системами и оборудованием. Эта связь необходима для того, чтобы сигнал тревоги можно было использовать для аварийной остановки технологического процесса, а также для контроля и управления зондами, стробами, дверными механизмами открывания дверей, ручными пожарными извещателями и другими вспомогательными устройствами. На данный момент единого европейского стандарта модулей контроля и управления пожарной автоматикой не существует, поэтому должны учитываться государственные стандарты там, где они есть. Надо отметить появление в 2004 году нового поколения модулей контроля и управления, совмещающих в себе до двух каналов входа и один выхода в различных комбинациях. При этом каждый модуль оснащен встроенным локализатором короткого замыкания и имеет возможность монтажа на DIN-рейку.
Заключение
Мировые производители пожарных извещателей, являющиеся частью важной отрасли промышленности по производству охранного оборудования, постоянно совершенствуют свою продукцию, стремясь повысить уровень защиты охраняемых объектов. Примером того, какие преимущества дает использование передовых технологий, могут служить последние разработки противопожарных извещателей, появившиеся на рынке в 2004 году: однокомпозиционные линейные извещатели, новейшие традиционные (пороговые) извещатели с некоторыми функциями адресно-аналоговых, мультисенсорные и лазерные извещатели. Такое разнообразие типов извещателей позволяет улучшить процесс обнаружения пожара в сильно отличающихся друг от друга зонах современных промышленных предприятий.
Стив Скофилд,
эксперт
Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #1, 2005
Посещений: 19075
Автор
| |||
В рубрику "Системы" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
