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摘要：本文根据工程实例，介绍了钢铁冶金企业火灾自动报警系统的设计内容。根据典型场所的火灾危险性分析，推荐适合采用的探测器类型。火灾自动报警系统由工业消防安全网络化监控系统和其他辅助系统两大部分组成。三级管理监控系统以及消防广播系统、消防电话系统、可燃（有毒）气体检测报警系统、接地系统等，架构成钢铁冶金企业火灾自动报警系统的核心内容。
关键词：钢铁冶金企业，火灾自动报警系统， 消防
Abstract: based on the engineering example, the paper introduces the steel metallurgical enterprise automatic fire alarm system design content. According to the typical place fire hazard analysis, recommend for using suitable type of detector. Automatic fire alarm system by industrial fire safety network monitor system and other auxiliary system composed of two. Level 3 management monitoring system and fire control radio system, fire control phone system, flammable (toxic) gas detection alarm system, grounding system and so on, frame constitute a steel industry enterprise automatic fire alarm system of the core content.
Keywords: steel metallurgical enterprise, automatic fire alarm systems, fire
中图分类号：U260.4+23 文献标识码：A文章编号：
1引言
钢铁冶金工业是我国国民经济的重要基础产业，是国家经济、社会发展水平和综合实力的重要标志。随着钢铁工业的不断发展壮大，我国正由钢铁大国迈向钢铁强国。然而，多起火灾事故的发生和其他行业类似消防安全问题的暴露，也给钢铁冶金企业的消防安全形势敲响了警钟，其消防系统设计必须引起高度重视，防患于未燃。因此，本文结合多年实际工作经验和国家相关标准、规范的要求，就目前钢铁冶金企业的火灾自动报警系统典型设计做一个阐述。
2消防分区划分
大型钢铁冶金企业通常包含众多工艺，如：原料场、烧结、炼铁、炼钢、热轧、冷轧、自备电厂等，为便于管理，及时有效地对可能发生的火警情况进行分析和处理，消防系统的监控通常按照工艺系统，分区域管理，基本上与行政职能管理相一致。根据钢铁冶金企业消防工程设计、施工和管理的特点，通常可以把整个厂区划分为几个大分区，由大分区管控辖区内的相应车间区域。以某一工程消防分区划分为例，此工程将全厂划分为7个区，每个区监控相应生产区域，详见图1：
图1消防分区划分
3重点保护对象火灾危险性分析
在钢铁冶金企业中，电气火灾及可燃油类火灾比例十分突出，因此钢铁冶金建筑物中火灾自动报警及联动控制系统主要是针对液压润滑站系统、电气室、电缆桥架、电缆隧道、高炉炉顶液压站设置的一种自动报警及消防设施[1]。
为保证火灾自动报警系统的可靠性，必须对这些区域的火灾危险性做认真的分析，采用合适的保护方式对其进行保护探测，使可能造成的火灾损失降到最低。
3.1 电缆隧道、电缆夹层等场所火灾危险性分析
钢铁冶金企业含有大量电缆隧道、电缆夹层等场所，该类场所的火灾起因主要有两种：内部火源和外部火源。内部火源主要是指电缆传输电流过载，电缆接头处阻抗大，致使电缆表面产生温升，使电缆绝缘层和保护层炭化、击穿或产生阴燃，伴随烟和热的大量产生，进一步发展为立体火灾。外部火源是指电缆隧道、电缆夹层内其他火源及缆道外各种火源。外部火源可使电缆表层温度升高炭化起火，同时产生大量的烟和热，直至供电线路瘫痪。据有关资料指出，在我国电缆隧道、电缆夹层及电气室地下室火灾事故中，30%是由内部火源引起，70%是由外部火源引起。
由于电缆隧道、电缆夹层等场所火灾起因的复杂性、火灾的快速传播性和地下封闭性等特点，使公共消防设施难以有效实施，因此电缆隧道及电气室地下室存在极大火灾隐患。
鉴于以上特点，建议在电缆夹层采用点型光电感烟探测器与线型感温探测器组合方式进行探测。在电缆隧道采用双回路线型感温探测器进行探测。为防止火灾探测器敷设线路上实际存在的电磁干扰，工程设计采用带有金属屏蔽层的火灾探测器，可提高抗干扰能力，避免或减少误报；同时也加大了抗机械损伤的强度[2]。
3.2 主控室、变电所、电气室、操作室等场所火灾危险性分析
钢铁冶金企业一般控制楼内均含有主控室、变电所、电气室、操作室等场所，此类场所存在有大量电子仪表、控制设备，由于电气设备短路、线路过载等内部电气原因常常会引起火灾。同时操作室、仪表室等场所也是人员流动较大的场所，所以对防火的要求更高。
鉴于以上特点，建议主控室、变电所、电气室、操作室等场所采用点型光电感烟探测器或线性光束感烟探测器（大空间区域或不适合安装点型光电感烟探测器的场所）进行探测。
3.3 液压站、润滑站等油类场所火灾危险性分析
钢铁冶金企业轧钢厂区含有大量地上或地下液压站、润滑站等场所，润滑油的闪点不低于120℃，液压油的闪点不低于190℃，润滑油和液压油均为丙类危险品。
液压站、润滑站等油类场所在运行过程中，如果泵、管道、容器或其它部位泄漏，特别是泄漏压力较高，泄漏量较多时，遇火点燃（点火源可能是多方面的：电机及其它电气火花、焊渣等），若扑救不及或扑救方法不当，则可能导致火灾的快速蔓延，危及相关的其它设备或区域。
另外液压站、润滑站等油类场所还有一个共同的特点：站内除了可能存在的B类火灾（主要的火灾危险：液体燃料火灾）外，还存在较多的可燃固体物质，如电缆、电机等，即存在A类火灾。也就是说火灾往往是由A类火灾和B类火灾交叉进行。并且两类火灾物质的布置往往呈空间立体形式，故火灾也呈立体空间特点。双重的火灾也进一步造成点燃源和起火部位的多方位性。与电缆隧道情况相似，故其火灾隐患也极为重大。
鉴于以上特点，建议液压站、潤滑油站区域采用红外火焰探测器与线型感温探测器组合方式进行探测。
3.4 变压器室场所火灾危险性分析
钢铁冶金企业自备电厂区域含有变压器等重点保护场所，变压器一般由铁芯、绕组、油箱、油枕、冷却器、高压套管和压力释放阀等组成。变压器油闪点在130℃左右，为可燃液体，正常情况下在密闭油箱内部依靠温差自然循环或通过油泵强制循环，以冷却电磁交换过程中铁芯和绕组等散发的热量。油箱主体内部有变压器油，铁芯、绕组等设备。当变压器内部短路发生电弧闪络，油受热分解气化，箱内压力急剧升高，压力释放阀喷油泄压，此时可能引起爆燃，如泄压不及时，甚至可能发生箱体爆炸。另外雷击、过负荷、变压器出线短路以及外界火源等均可引发火灾。
鉴于以上特点，建议在变压器区域采用双回路线型感温探测器进行探测。
3.5 涂层室、涂料库区域火灾危险性分析
钢铁冶金企业轧钢厂区含有涂层室、涂料库等场所，该场所属于有爆炸危险厂房，内部可能产生大量可燃气体，其涂装材料绝大部分为易燃性和挥发性有机物质，其组分中的有机溶剂极易挥发，形成易燃性的蒸气，与空气接触，积聚到一定的浓度极限时，遇到点火源就会发生爆炸，造成严重的经济损失。
鉴于以上特点，建议在涂层室、涂料库等防爆场所内选用防爆设备。
4火灾自动报警系统组成
火灾自动报警系统是消防系统的一个重要组成系统，通常分为两大部分、六小系统，详见表2：
表2 消防电气系统设置表
分类 系统名称 设置区域 说明
工业消防安全网络化监控系统 消防报警监控指挥系统 指挥中心控制室内 监控整个厂区防火建筑物
消防安全单元区域信息管理系统 各个分区内 监控各自分区内防火建筑物
火灾自动报警及联动控制系统 各车间区域内 监控各车间区域内防火建筑物
其他辅助系统 火灾应急广播与消防专用电话系统 各类控制室、操作室、配电室、办公楼、电缆隧道、消防控制室、消防水泵房、防烟排烟机房、配电室和自备发电机房、电话总机房以及发生火灾时仍需坚持工作的其它房间
可燃（有毒）气体检测报警系统 使用、生产或聚集可燃气体或可燃液体蒸气的场所、使用管道煤气或天然气的场所、煤气站和煤气表房以及存储液化石油气罐的场所、其他散发可燃气体和可燃蒸气的场所、有可能产生一氧化碳气体的场所
消防接地系统 凡采用交流供电的消防电子设备金属外壳和金属支架等 采用专用接地，接地电阻≤4Ω；采用共用接地，接地电阻≤1Ω
4.1 工业消防安全网络化监控系统
结合钢铁冶金企业的管理特点，通常设置三级管理系统：
（1）消防报警监控指挥系统
消防报警监控指挥中心（一级系统）是整个系统的核心，设在消防安全监控指挥中心，配置一套消防工作站及相关设备。功能为收集消防安全单元区域信息管理系统（二级系统）信息并对消防安全单元区域信息管理系统实施调度和指挥，具有与内部、外部消防指挥机构和其他厂区的联络功能。
（2）消防安全单元区域信息管理系统
消防安全单元区域信息管理系统（二级系统），在每一个消防安全单元区设置一处，每一处设消防控制室，设置一台集中火灾报警控制器。功能为收集火灾自动报警及联动控制系统信息并对火灾自动报警及联动控制系统监视与控制，具有与更高一级的内部（一级）、外部（110等）消防指挥机构的联络功能。
（3）火灾自动报警及联动控制系统
火灾自动报警及联动控制系统（三级系统），根据保护对象的分布和工艺分区的数量，每一个工艺分区设置一处，每处设置一台区域火灾报警控制器。功能为收集本区域消防系统信息并对其实施监视与控制，具有与更高一级的内部（二级）系统的联络功能。
5结论
综上所述，在进行钢铁冶金企业火灾自动报警系统设计时，应充分结合规范和实际情况，对保护对象做认真分析，对设备做仔细选择，保证系统的可靠性和有效性。本人总结了以下几条应遵循的原则：
（1）符合现行消防标准、规范的原则
在进行消防设计时，应遵循国家、行业及地方现行消防设计标准和规范，特别要结合《钢铁冶金企业设计防火规范》（GB50414-2007）的要求进行设计，本规范是最新颁布的钢铁冶金行业的消防防火设计规范，具有指导性作用。
（2）与主体工程设计指导思想相一致的原则
由于新建的钢铁冶金工程在技术、工艺、设备等方面均要求很高，與之配套的消防系统也应可靠、先进和实用，本着服从工程主体设计的指导思想，力求为整个主体工程的顺利投产及运行保驾护航。
（3）整体网络化监控原则
目前，国内许多大型的消防控制系统仍然处于分散报警阶段，没有统一的消防管理经验。无法完成消防设备管理、消防报警管理、安全防范管理及消防值班人员管理等功能，同时，不能很好的对设备报警情况和工作状态进行有效的监控。关键原因在于技术水平低、系统化程度低，应建立开放式的跨区域计算机综合自动化控制管理系统，为钢铁企业安全生产提供有力保障。
（4）各保护对象的针对性设计原则
结合冶金企业生产工艺及国内外大量火灾案例分析统计情况，电缆隧道、电缆夹层（电气地下室）、液压站、油库、油浸变压器等保护对象具有较大火灾隐患及传播特性，应选用适于工业场所使用的探测产品，把工业环境的电磁等干扰降低到最小。
参考文献
[1] 李晓敏. 浅析火灾自动报警及联动控制系统在冶金企业中的设计与应用[J]，价值工程，2011（36）,106
[2]杨光，祁亚东. 钢铁企业电缆隧道火灾自动报警系统设计[J]，消防技术与产品信息，2010（6）,8-10
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：钢铁冶金企业，火灾自动报警系统， 消防
Abstract: based on the engineering example, the paper introduces the steel metallurgical enterprise automatic fire alarm system design content. According to the typical place fire hazard analysis, recommend for using suitable type of detector. Automatic fire alarm system by industrial fire safety network monitor system and other auxiliary system composed of two. Level 3 management monitoring system and fire control radio system, fire control phone system, flammable (toxic) gas detection alarm system, grounding system and so on, frame constitute a steel industry enterprise automatic fire alarm system of the core content.
Keywords: steel metallurgical enterprise, automatic fire alarm systems, fire
中图分类号：U260.4+23 文献标识码：A文章编号：
1引言
钢铁冶金工业是我国国民经济的重要基础产业，是国家经济、社会发展水平和综合实力的重要标志。随着钢铁工业的不断发展壮大，我国正由钢铁大国迈向钢铁强国。然而，多起火灾事故的发生和其他行业类似消防安全问题的暴露，也给钢铁冶金企业的消防安全形势敲响了警钟，其消防系统设计必须引起高度重视，防患于未燃。因此，本文结合多年实际工作经验和国家相关标准、规范的要求，就目前钢铁冶金企业的火灾自动报警系统典型设计做一个阐述。
2消防分区划分
大型钢铁冶金企业通常包含众多工艺，如：原料场、烧结、炼铁、炼钢、热轧、冷轧、自备电厂等，为便于管理，及时有效地对可能发生的火警情况进行分析和处理，消防系统的监控通常按照工艺系统，分区域管理，基本上与行政职能管理相一致。根据钢铁冶金企业消防工程设计、施工和管理的特点，通常可以把整个厂区划分为几个大分区，由大分区管控辖区内的相应车间区域。以某一工程消防分区划分为例，此工程将全厂划分为7个区，每个区监控相应生产区域，详见图1：
图1消防分区划分
3重点保护对象火灾危险性分析
在钢铁冶金企业中，电气火灾及可燃油类火灾比例十分突出，因此钢铁冶金建筑物中火灾自动报警及联动控制系统主要是针对液压润滑站系统、电气室、电缆桥架、电缆隧道、高炉炉顶液压站设置的一种自动报警及消防设施[1]。
为保证火灾自动报警系统的可靠性，必须对这些区域的火灾危险性做认真的分析，采用合适的保护方式对其进行保护探测，使可能造成的火灾损失降到最低。
3.1 电缆隧道、电缆夹层等场所火灾危险性分析
钢铁冶金企业含有大量电缆隧道、电缆夹层等场所，该类场所的火灾起因主要有两种：内部火源和外部火源。内部火源主要是指电缆传输电流过载，电缆接头处阻抗大，致使电缆表面产生温升，使电缆绝缘层和保护层炭化、击穿或产生阴燃，伴随烟和热的大量产生，进一步发展为立体火灾。外部火源是指电缆隧道、电缆夹层内其他火源及缆道外各种火源。外部火源可使电缆表层温度升高炭化起火，同时产生大量的烟和热，直至供电线路瘫痪。据有关资料指出，在我国电缆隧道、电缆夹层及电气室地下室火灾事故中，30%是由内部火源引起，70%是由外部火源引起。
由于电缆隧道、电缆夹层等场所火灾起因的复杂性、火灾的快速传播性和地下封闭性等特点，使公共消防设施难以有效实施，因此电缆隧道及电气室地下室存在极大火灾隐患。
鉴于以上特点，建议在电缆夹层采用点型光电感烟探测器与线型感温探测器组合方式进行探测。在电缆隧道采用双回路线型感温探测器进行探测。为防止火灾探测器敷设线路上实际存在的电磁干扰，工程设计采用带有金属屏蔽层的火灾探测器，可提高抗干扰能力，避免或减少误报；同时也加大了抗机械损伤的强度[2]。
3.2 主控室、变电所、电气室、操作室等场所火灾危险性分析
钢铁冶金企业一般控制楼内均含有主控室、变电所、电气室、操作室等场所，此类场所存在有大量电子仪表、控制设备，由于电气设备短路、线路过载等内部电气原因常常会引起火灾。同时操作室、仪表室等场所也是人员流动较大的场所，所以对防火的要求更高。
鉴于以上特点，建议主控室、变电所、电气室、操作室等场所采用点型光电感烟探测器或线性光束感烟探测器（大空间区域或不适合安装点型光电感烟探测器的场所）进行探测。
3.3 液压站、润滑站等油类场所火灾危险性分析
钢铁冶金企业轧钢厂区含有大量地上或地下液压站、润滑站等场所，润滑油的闪点不低于120℃，液压油的闪点不低于190℃，润滑油和液压油均为丙类危险品。
液压站、润滑站等油类场所在运行过程中，如果泵、管道、容器或其它部位泄漏，特别是泄漏压力较高，泄漏量较多时，遇火点燃（点火源可能是多方面的：电机及其它电气火花、焊渣等），若扑救不及或扑救方法不当，则可能导致火灾的快速蔓延，危及相关的其它设备或区域。
另外液压站、润滑站等油类场所还有一个共同的特点：站内除了可能存在的B类火灾（主要的火灾危险：液体燃料火灾）外，还存在较多的可燃固体物质，如电缆、电机等，即存在A类火灾。也就是说火灾往往是由A类火灾和B类火灾交叉进行。并且两类火灾物质的布置往往呈空间立体形式，故火灾也呈立体空间特点。双重的火灾也进一步造成点燃源和起火部位的多方位性。与电缆隧道情况相似，故其火灾隐患也极为重大。
鉴于以上特点，建议液压站、潤滑油站区域采用红外火焰探测器与线型感温探测器组合方式进行探测。
3.4 变压器室场所火灾危险性分析
钢铁冶金企业自备电厂区域含有变压器等重点保护场所，变压器一般由铁芯、绕组、油箱、油枕、冷却器、高压套管和压力释放阀等组成。变压器油闪点在130℃左右，为可燃液体，正常情况下在密闭油箱内部依靠温差自然循环或通过油泵强制循环，以冷却电磁交换过程中铁芯和绕组等散发的热量。油箱主体内部有变压器油，铁芯、绕组等设备。当变压器内部短路发生电弧闪络，油受热分解气化，箱内压力急剧升高，压力释放阀喷油泄压，此时可能引起爆燃，如泄压不及时，甚至可能发生箱体爆炸。另外雷击、过负荷、变压器出线短路以及外界火源等均可引发火灾。
鉴于以上特点，建议在变压器区域采用双回路线型感温探测器进行探测。
3.5 涂层室、涂料库区域火灾危险性分析
钢铁冶金企业轧钢厂区含有涂层室、涂料库等场所，该场所属于有爆炸危险厂房，内部可能产生大量可燃气体，其涂装材料绝大部分为易燃性和挥发性有机物质，其组分中的有机溶剂极易挥发，形成易燃性的蒸气，与空气接触，积聚到一定的浓度极限时，遇到点火源就会发生爆炸，造成严重的经济损失。
鉴于以上特点，建议在涂层室、涂料库等防爆场所内选用防爆设备。
4火灾自动报警系统组成
火灾自动报警系统是消防系统的一个重要组成系统，通常分为两大部分、六小系统，详见表2：
表2 消防电气系统设置表
分类 系统名称 设置区域 说明
工业消防安全网络化监控系统 消防报警监控指挥系统 指挥中心控制室内 监控整个厂区防火建筑物
消防安全单元区域信息管理系统 各个分区内 监控各自分区内防火建筑物
火灾自动报警及联动控制系统 各车间区域内 监控各车间区域内防火建筑物
其他辅助系统 火灾应急广播与消防专用电话系统 各类控制室、操作室、配电室、办公楼、电缆隧道、消防控制室、消防水泵房、防烟排烟机房、配电室和自备发电机房、电话总机房以及发生火灾时仍需坚持工作的其它房间
可燃（有毒）气体检测报警系统 使用、生产或聚集可燃气体或可燃液体蒸气的场所、使用管道煤气或天然气的场所、煤气站和煤气表房以及存储液化石油气罐的场所、其他散发可燃气体和可燃蒸气的场所、有可能产生一氧化碳气体的场所
消防接地系统 凡采用交流供电的消防电子设备金属外壳和金属支架等 采用专用接地，接地电阻≤4Ω；采用共用接地，接地电阻≤1Ω
4.1 工业消防安全网络化监控系统
结合钢铁冶金企业的管理特点，通常设置三级管理系统：
（1）消防报警监控指挥系统
消防报警监控指挥中心（一级系统）是整个系统的核心，设在消防安全监控指挥中心，配置一套消防工作站及相关设备。功能为收集消防安全单元区域信息管理系统（二级系统）信息并对消防安全单元区域信息管理系统实施调度和指挥，具有与内部、外部消防指挥机构和其他厂区的联络功能。
（2）消防安全单元区域信息管理系统
消防安全单元区域信息管理系统（二级系统），在每一个消防安全单元区设置一处，每一处设消防控制室，设置一台集中火灾报警控制器。功能为收集火灾自动报警及联动控制系统信息并对火灾自动报警及联动控制系统监视与控制，具有与更高一级的内部（一级）、外部（110等）消防指挥机构的联络功能。
（3）火灾自动报警及联动控制系统
火灾自动报警及联动控制系统（三级系统），根据保护对象的分布和工艺分区的数量，每一个工艺分区设置一处，每处设置一台区域火灾报警控制器。功能为收集本区域消防系统信息并对其实施监视与控制，具有与更高一级的内部（二级）系统的联络功能。
5结论
综上所述，在进行钢铁冶金企业火灾自动报警系统设计时，应充分结合规范和实际情况，对保护对象做认真分析，对设备做仔细选择，保证系统的可靠性和有效性。本人总结了以下几条应遵循的原则：
（1）符合现行消防标准、规范的原则
在进行消防设计时，应遵循国家、行业及地方现行消防设计标准和规范，特别要结合《钢铁冶金企业设计防火规范》（GB50414-2007）的要求进行设计，本规范是最新颁布的钢铁冶金行业的消防防火设计规范，具有指导性作用。
（2）与主体工程设计指导思想相一致的原则
由于新建的钢铁冶金工程在技术、工艺、设备等方面均要求很高，與之配套的消防系统也应可靠、先进和实用，本着服从工程主体设计的指导思想，力求为整个主体工程的顺利投产及运行保驾护航。
（3）整体网络化监控原则
目前，国内许多大型的消防控制系统仍然处于分散报警阶段，没有统一的消防管理经验。无法完成消防设备管理、消防报警管理、安全防范管理及消防值班人员管理等功能，同时，不能很好的对设备报警情况和工作状态进行有效的监控。关键原因在于技术水平低、系统化程度低，应建立开放式的跨区域计算机综合自动化控制管理系统，为钢铁企业安全生产提供有力保障。
（4）各保护对象的针对性设计原则
结合冶金企业生产工艺及国内外大量火灾案例分析统计情况，电缆隧道、电缆夹层（电气地下室）、液压站、油库、油浸变压器等保护对象具有较大火灾隐患及传播特性，应选用适于工业场所使用的探测产品，把工业环境的电磁等干扰降低到最小。
参考文献
[1] 李晓敏. 浅析火灾自动报警及联动控制系统在冶金企业中的设计与应用[J]，价值工程，2011（36）,106
[2]杨光，祁亚东. 钢铁企业电缆隧道火灾自动报警系统设计[J]，消防技术与产品信息，2010（6）,8-10
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。