工业危废贮存库的火灾探测器选型设计

杨政勃

摘要：结合危废贮存库的布局、存放物料火灾特性和国家规范，按照探测器设置需满足及时性、准确性和可靠性的要求，对常见的大空间火灾探测器进行比较分析，提出较为合理的设计应用方案，并列举了在工程中的实际应用方案。

关键词：大空间； 火灾探测； 吸气式感烟火灾探测器； 图像型火灾探测

1 引言

随着社会和经济的发展，工业废物特别是危险废物产生量和种类不断增多，危险废物的集中管理和综合处置项目得到蓬勃发展，为了节约用地成本，提升危废贮存空间利用率，多层立体仓库应运而生。仓库货架上贮存物密集性越高，火灾烟雾阻碍、热障效应越明显，给火灾自动报警探测器选型带来很大困难。选型不合理，报警不及时，会导致火势迅速蔓延，后期扑救难度大，极易引起重大的财产损失

2 危废仓库火灾危险性分析

根据危废仓库物料特性，一般将存放闪点不大于60℃的可燃废物的仓库危险性定为甲类（危废仓库存在GB50016表3.1.1甲类仓库类别中第2、5、6点物料，所以不定义为乙类，定义为甲类），存放闪点大于60℃的可燃废物及难燃或不燃废物的仓库危险性定为丙类，本次主要针对甲类仓库进行分析。

为了便于焚烧物料配伍，根据高低热值储存的仓库内既有早期出现烟雾的固态或固液混合类物料，又有直接明火的液态类物料。大部分货物的共同特点是易燃，由于多层立体仓库内货位之间不设封闭隔离，货位空间联通，发生火灾时高温烟雾容易蔓延扩散至毗邻货位，造成热烟蔓延起火；货架列间缝隙和三向堆垛叉车巷道在库内纵横贯通，形成气流竖井，造成烟囱效应，火灾时可成为热对流通道，加剧燃烧的链式反应，火势会顺着货与货之间、箱与箱之间的缝隙不断扩展，热烟快速向库房上层蔓延；在竖井条件下，热烟垂直向上蔓延的速度可达到4 m/s，为充分利用空间，堆垛物品摆放非常密集，火灾初期不易被发现，待火势沿货架层层蔓延、扩散，扑救难度会成倍放大，甚至引起爆炸危险。因此火灾初期探测器的准确设置很有必要。

3 危废仓库火灾探测器选型

工业危废贮存库货架高度多在10m 左右（房间高度约12米），在火灾初始阶段会有两种情况存在：

对火灾初期有阴燃阶段，产生大量的烟和少量的热，很少有火焰辐射的固态或固液混合状物料；

对火灾发展迅速，无阴燃阶段，伴随有强烈的火焰辐射和少量烟、热的液态物料。根据GB50116-2013规范，分别选择感烟火灾探测器和火焰探测器。为了及时避免火情扩大，需要探测器同时满足及时性、准确性报警的功能。据此进行分析：

3.1 感烟式探测器

危废贮存库存在以下特点：

物料堆放较密，烟气上升通道影响明显，过道上检测烟气滞后性明显，底层物料发生火情需要待烟气上升到货架顶部才能检测到烟气；

为防止物料堆放引起升温或可燃、有毒气体聚集，仓库均采取排风措施；

烟气在上升过程中的冷却和下落，热对流形成的气流会使烟缕扩散，发生烟雾断流现象或层化现象等特点。

上述特点导致建筑顶处因烟雾稀少不足以触发火灾探测器报警，常规的点型感烟探测器无法在危废多层立体仓库中及时发挥作用，需要采用特殊场所使用的火灾探测器：线性光束感烟火灾探测器、吸气式感烟火灾探测器。

3.1.1 线型光束感烟火灾探测器

线型光束感烟火灾探测器报警原理是判断探测器光路上出现烟雾时， 减光率达到预设阈值而产生报警信号。

根据危废仓库特点，如设置线型光束感烟火灾探测器，需要按照烟雾的分层特点在不同高度分层设置。当烟雾聚集至顶棚达到报警浓度时，设在顶棚附近的线型光束感烟火灾探测器报警，此时火情极有可能已经较为严重，无法满足及时性；而设在中间高度的探测器光路极易被三向堆垛叉车或桶装货物遮挡产生误报，无法满足准确性。因此线型光束感烟火灾探测器在危废贮存库使用过程中响应速度难以达到初期准确报警。

3.1.2 吸气式感烟火灾探测器

吸气式感烟探测器主要针对火灾的阴燃阶段，在阴燃阶段对烟尘进行识别，如果超过预定浓度，在第一时间发出火灾预警，为在场人员撤离和消防队员灭火争取时间，满足及时性。

探测器采用水平和垂直结合方式在不同高度布置水平采样管，实现对不同高度的烟雾探测，解决烟雾断流现象或层化现象带来的无法探测火灾问题，满足准确性。

工业危废贮存库的物料多以罐体承装，灰尘影响较小，而吸气式烟雾探测器本身具有高效过滤功能，可以有效消除灰尘的影响。具有灵敏度高、误报率会很低特点。

由此可见吸气式感烟火灾探测器满足本类项目火情检测的设置要求。

3.2 火焰探测器

工业危废仓库中存在液体物料，其燃烧无无阴燃阶段。需要探测器对燃烧火焰的辐射性具有快速的响应能力，故选需要配置火焰探测器。火焰探测器分为点型火焰探测器及图像型火灾探测器两大类：

3.2.1 点型探测器

点型探测器，是将目标和干扰源的能量是叠加到单元器件上。实际检测中根据探测火焰发出的红外或紫外光感光火灾探测器发出报警信号。但由于判据单一，容易对高功率热源或强光产生误报警。复合型防火探测器虽然增加了判据的数目，但没有完全消除以上缺点。

3.2.2 图像型火灾探测

是将目标和干扰源的能量是分别体现在不同的单元器件上，从根本上将将目标和干扰源进行区分，很好的解决了上述问题。基于实时视频影像分析的感火焰式火灾探测技术，同时分析监控现场的红外影像和彩色色影像，利用火灾火焰在影像上的表现特征，进行多方面参数的综合分析。具有及时性高、抗干扰能力强、准确性高等优点。

4 工程实例

4.1 工程概况

本工程为某危废焚烧处理厂的1#可焚烧废物贮存库，建筑平面尺寸108.6米*54.6米，高14.1米，单层，屋面采用轻钢屋面。仓库设置22排货架，均为五层立体排架，货架层高1.8米，仓库内物料主要有油类、乳化液、有机溶剂类、表面处理液等液态类危废物料；油渣、污泥类、废酸碱、溶剂渣类、废石棉等半固态/固态物料。

4.2 探测器设计方案

根据物料燃烧特性以及仓库结构，设计采用吸气式感烟火灾探测器与双波段图像型火灾探测器的相结合方式。

贮存库内共设置22套吸气式感烟火灾探测器，探测系统均挂在货架端头侧面距地面1.5 米处，由于烟气可能在7米处出现分层现象，因此每个货架在二层顶部、四层顶部设置2层水平采样管，采样管采用φ25PVC 管，采样点间距为3 米。从探测器引出3 根垂直贴在立架侧延伸到安装位置后再水平敷设，置于货架中间缝隙，具体位置不影响货物进出。

由于貯存库顶部为网架结构，采样管在顶部采用穿管直接敷设。探测系统挂在墙壁上距地面1.5 米处. 采样管从探测器引出3根垂直贴在墙上延伸到屋顶后再分开水平敷设，水平采样管间距为6 米，采样点间距为3 米，顶部共配置6套吸气式感烟火灾探测器。

考虑双波段图像型火灾探测器最大探测距离为100米，探测角度：64°×50°（25m）、42°×50°（50m）、22°×17°（100m），本工程横向距离超过100米，因此设计在四角装设4套图像型火灾探测器，采用壁装方式，装设在顶棚底部，满足探测器设置要求。

5 结束语

结合工业危废贮存库的布局特点及存放物料火灾特点，选取吸气式感烟火灾探测器与双波段图像型火灾探测器的相结合方式，既实现了对早期火灾烟雾探测的要求，又满足了早期火焰探测的要求，同时兼具视频可视功能，在保护区域实现双重覆盖，探测功能上实现互补。同时也为实际工程应用中工业危废贮存库的火灾探测器选型提供了依据。

参考文献：

[1] 林锦江，某高层工业厂房的消防设计[J].建材技术与应用，2013（3）： 17-19.

[2] 冯引安，李引贤.图像型火灾探测技术研究[J].建筑电气，2009，28（7）：16-19.