軋機生產線CO2滅火控制系統的設計與施工

吳存福

(中色科技股份有限公司，河南 洛陽 471039)

隨著我國現代化進程的加快，對有色金屬帶、箔材的需求日益增長。許多有色加工企業裝備有生產帶、箔材的軋機設備，該類設備使用的工藝潤滑劑大部分為煤油，在生產過程中因機械磨擦生熱或斷帶產生的火花很容易引起火災。高壓二氧化碳氣體(CO2)自動滅火控制系統的設置是保障軋機設備安全及正常生產的重要技術措施，而火災報警及自動控制系統是保障火災發生時能及時有效滅火的重要手段?；馂膱缶白詣涌刂葡到y能早期發現火災并快速自動啟動滅火系統；同時，向運行設備發出火災報警信號，并聯動生產線相關設備投入運行，從而有效保證了生產線的正常生產。

CO2對絕大多數物質沒有破壞作用，滅火后不留痕跡，沒有毒害；且CO2具有不導電、不玷污物品、清潔、無污染、滅火迅速、高效價廉等優點，尤其對軋機而言，滅火后對工藝潤滑油不產生污染，是理想的選擇。

1 系統組成及工作流程

CO2自動滅火系統需根據軋機生產線保護區域的具體情況配置，并根據不同類型的防護區域應用不同類型的滅火方式。對重點保護區域如軋機本體和輥縫進行二次滅火設置，以確保防護可靠，避免二次復燃。

首先將軋機生產線根據工藝布局劃分為幾個不同的保護區域：軋機本體(排煙罩下)區域、排煙管道、輥縫集油槽區域、主地溝區域、稀油潤滑區域、工藝潤滑油(泵房、油箱)區域、板式過濾器區域。其中主地溝區域、稀油潤滑區域和工藝潤滑油區域，一般為封閉空間，應用全淹沒滅火系統；其他區域為敞開空間，采用局部應用滅火系統。

CO2自動滅火系統可以根據配置情況，設計成單元獨立系統和組合分配系統。軋機生產線一般設計為一套組合分配系統和一個單元獨立系統。單元獨立系統用于軋機輥縫區域的滅火。

CO2自動滅火系統由火災探測器、火災報警控制器、區域滅火控制器、警報裝置、儲存容器、集流管、啟動氣體裝置、管路和噴嘴等組成。

發生火災時，感溫探測器將探測到的火災信號通過火災報警控制器進行邏輯分析，短時延時后發出滅火指令。通過開啟啟動氣體裝置的容器閥釋放啟動氣體，然后打開CO2容器閥，CO2經閥門、管道、噴嘴噴射到保護區域內，迅速氣化降溫、隔絕氧氣，撲滅火災。CO2自動滅火系統工藝流程如圖1。

圖1 CO2自動滅火系統工藝流程

2 CO2火災自動報警及聯動控制系統

2.1 控制系統的技術設計和分析(表1)

表1 控制系統技術設計

2.2 控制系統的構成及功能

CO2自動滅火控制系統由電源、總控制單元、分區控制單元構成，各控制單元均采用計算機芯片組合，系統組成及功能如圖2。

圖2 CO2自動滅火控制系統構成

發生火災時，報警控制系統接收探測器的火警信號，每區的兩路感溫探測器將同時報警，總控制單元發出火災警報信號，并聯鎖生產線的有關設備啟動。分區控制單元輸出各區警報信號及滅火指令。

各區控制單元也可接受緊急啟停按鈕指令，對防護區域實施人工滅火。

2.3 滅火系統的控制方式

滅火系統的控制方式包括自動控制和手動控制兩種。局部應用滅火系統在經常有人員的場所應用，如輥縫區域不設自動控制。

2.3.1 自動控制

每個防護區域設計有兩路火災報警探測器信號，自動控制應在接收到兩個獨立的火災信號后才能啟動。根據人員疏散要求，延時啟動，延時時間在30s內可調。

自動滅火程序框圖見圖3。

將滅火控制盤的“手動/自動控制方式”選擇開關撥到“自動”位置。當某保護區有火災發生時，火災報警控制器接收到兩路獨立探測器報警信號，經甄別后發出聲、光報警并下達滅火指令。從而按下列程序工作并完成“聯動設備”的啟停(如停止設備運行、停止通風機及關閉防火閥門等)：輸出聯動及警報信號——延遲0～30s(時間可調)后啟動相應區域氮氣瓶的電磁閥——打開氮氣啟動瓶的容器閥——驅動分區選擇閥——啟動相應分區的各CO2儲瓶組容器閥——釋放CO2實施滅火。

圖3 自動滅火控制程序

如滅火控制盤只接收到保護區內一路探測器報警信號，則只發出光報警(回轉燈)信號，不實施滅火程序。

主地溝區域、稀油潤滑區域、工藝潤滑油區域和過濾器區域設計火災自動探測器，一般采用自動控制功能實施滅火。軋機本體區域、排煙管道和輥縫集油槽區域一般采用手動控制功能實施滅火。

2.3.2 手動控制

將控制盤的“手動/自動控制方式”選擇開關撥到“手動”位置，此時通過探測器的自動控制滅火程序失效，探測器只報警，不執行滅火。

人工發現火災或火災報警系統發出火災信息，即可操作滅火控制盤上(或現場啟停按鈕)手動滅火按鈕，仍將按上述既定程序實施滅火。

在防護區現場或門口外面設有緊急啟動控制盒，無論控制盤選擇為何種控制方式，都可手動緊急啟動CO2自動滅火控制裝置，按既定程序實施滅火?？刂坪袃冗€設有緊急停止按鈕，只要是在疏散延遲時間終了前，都可停止執行滅火程序。手動滅火控制程序框圖見圖4。

2.4 事件記錄

CO2自動滅火控制裝置的故障、火警、噴放、緊急啟動和緊急停止等事件，將記錄在非易失存儲器中，以備后查。

2.5 警報功能及安全設計

探測器的選擇。軋機本體區域，由于軋制過程中產生很多煙霧，宜選用防爆型定溫探測器，閥值溫度為90℃為宜；其他地下室、過濾間等區域可采用普通感溫探測器或差定溫探測器。

圖4 手動滅火控制程序

地下室等應用全淹沒滅火系統的區域在區域內設置聲報警裝置，在入口處設聲、光報警器、緊急啟/停按鈕和噴放指示設備。發生火災時，區域內的聲報警裝置啟動，提醒人們進行疏散。氣體噴放時，在入口處的光報警裝置啟動，防止人們在滅火噴放時誤入防護區。

軋機本體頂部設置總報警裝置(聲報警器、光報警器)及區域報警裝置(光報警器)。當某保護區域發生單回路報警時，該防護區域的光報警器啟動，提示操作人員處理可能發生的火情或系統故障(誤報警)。當保護區域有兩路火災報警探測器信號發生時，聲報警器啟動，提示火災發生，延時數秒后滅火程序啟動。

2.6 聯動控制功能

聯動系統是保證生產線有效滅火的重要環節。一是保證有效滅火，以免送/排風機的煽風助燃；二是不使火災蔓延到其他區域。因此需要在滅火時保證聯動風機和防火閥門的可靠動作。當確認有火情發生，自動滅火控制裝置輸出聯動信號，控制軋機機組有關設備動作：

(1) 關閉軋機油霧排煙風機、關閉排煙道的防火閥門；

(2) 關閉防護區域的風機和防火閥門；

(3) 停止軋機潤滑油供油；

(4) 停止軋機設備運行；

(5) 切掉防護區內有關設備的供電電源。

軋機煙霧排出系統的控制有自動和手動方式。所謂自動方式，即控制系統發出信號，控制風機停止及防火閥門關閉，風機關閉則返回停止信號，電磁閥門微動開關返回電訊號。防火閥門應有溫度控制功能，在溫度達到70℃時自動關閉。在操作臺處應設置手動操作機構，以防火災發生后不能有效關閉時進行人工操作。

其他采用全淹沒滅火系統的區域，其送/排風機可由控制系統自動進行控制；也可由人工手動控制。

3 施工安裝的有關問題

控制信號的可靠發出是有效滅火的關鍵所在，報警控制主機自動或手動發出控制訊號宜用開關量或按鍵而非編碼方式，菜單提示的操作方式應慎用。

如采用總線式控制系統，控制系統通訊總線不應和報警探測器總線混接，即將控制系統和火災報警探測系統混接于同一總線回路上，此舉與《火災自動報警系統設計規范》(GB50116)中對控制線路的布線技術要求相悖，故控制系統應專設控制信號通訊總線。

良好的安裝質量是保證系統正常運行的重要環節，首先氣體管路的材料選擇和安裝以及耐壓級別和嚴密度應符合有關規范。

對CO2自動滅火系統的施工而言，應注意如下幾個方面：

(1)電氣線路應選擇阻燃材料，保護管應選擇焊接鋼管，明敷部分應刷防火涂料；管路的安裝應采用防爆場所的施工規范；

(2)啟動氣瓶電磁閥的控制線路(銅芯線纜)截面應不小于2.5mm2；

(3)CO2自動滅火控制裝置應采用消防電源供電；

(4)所有的接線應牢固可靠，以保證系統的可靠動作；

(5)火警探測器需進行定期清洗，對控制系統需進行定期試驗和維護。

4 結束語

CO2滅火系統的應用是保障軋機設備安全及正常生產的重要技術措施，保證火災報警、滅火及聯動控制系統一直處于良好的運行狀態，對軋機生產線的正常生產起著至關重要的作用。隨著計算機應用技術的進一步發展，將消防報警聯動控制納入全廠安全監控系統已成為可能。三級的計算機管理系統必將使消防系統更加安全可靠。