火灾探测器误报警分析.docVIP

火灾探测器误报警分析 1.前言 JDT（火灾报警系统）是核电站一个重要的安全系统。但在实际生产过程中，若火灾探测器发生误报警，可能误启动关联设备或关联系统（如防火阀、消防水系统等），还可能造成运行人员做出错误判断而使生产中断。如经常误报，则不可避免地会造成一定的生产损失，同时还会降低运行人员对JDT系统的信任度。 当探测器误报警时，往往难以查出具体原因，因此火灾探测器的误报警原因及应对策略成为火灾探测器维护工作中的难点和重点。本文提出的探测器误报警原因和应对策略，可作为XX核电后续机组火灾探测系统移交接产和日常维护的参考。 2.正文 2.1火灾探测器的类型及其工作原理 2.1.1 XX核电火灾探测器的类型 JDT系统中的火灾探测器能检测环境中与火灾相关的信号（如烟雾、温度、火焰、可燃气体浓度等），并将检测到的信号传递至火警控制器，火警控制器通过信号处理、数据分析等过程判断是否发生火灾并触发报警信号。根据火灾发生时现象及检测气体的不同，xx核电用到的探测器有感烟探测器、感温探测器、火焰探测器、氢气探测器，如图１所示。 根据xx核电部分重要厂房探测器数量统计，使用最多的为感烟探测器，所占比例较高，且感烟探测器的误报警原因最为复杂，因此本文主要针对感烟探测器进行分析。 2.1.2 感烟探测器基本工作原理 感烟探测器的探测元件由光源和感光元件组成，如图２所示。正常时，光源的光线不能照射到感光元件上，但当环境中有烟雾存在时，烟雾会使光线发生散射，从而使部分光线射到感光元件上，烟雾越浓，散射到感光元件上的光线就越多，即感光元件接收到的光信号强度与烟雾浓度相关。感光元件再把光信号通过变送电路转换为电压或电流模拟量，然后经过Ａ／Ｄ转换器、运算比较器或ＣＰＵ 转换成数字信号，通过通讯接口传至火警控制器，最终由火警控制器实现报警，如图３所示。 图2 感烟探测器探测元件 图3 探测器的基本工作原理 2.2火灾探测器误报警原因分析 火灾探测器误报警的触发原因较为复杂，除探测器内在原因外，环境、施工、人为因素等都可能导致误报警。下面以感烟探测器为例进行分析。 2.2.1 探测器内在原因 感光元件是火灾探测器的主要组成部分，其通过光学、物理学原理来检测外部环境的细微变化，往往会将与烟雾某方面特性相似的物质（如粉尘、水雾）误认为是火灾烟雾。另外，由于感光元件长期暴露在外部环境中，易受到空气中粉尘、潮气等影响而使灵敏度降低。 在探测电路是包括感光元件在内的一组电路，主要功能是把感光元件传送过来的“信息”转换为所需要的电压或电流信号；通讯电路负责把探测到的“信息”传送到火灾报警控制器。当信息有误时，探测电路可能将错误信息误认为是烟雾报警信息。若探测器安装时距镇流器等电磁干扰源过近，易导致其探测电路不报警或误报警；当火警线缆与其他强电线缆同管敷设时，易使通讯电路受电磁干扰，可能把“０”信号变为“１”信号或是把低电平变为高电平。 2.2.2环境的影响 （１）潮湿。由于XX核电厂三面靠海一面靠山，且属亚热带季风气候，湿度必然超标，特别是夏季多雨季节，空气中的水蒸气很容易饱和，易形成水珠。当进入探测器探测室里的湿气形成水珠后，会导致光线大量散射，使探测器发生误报警。湿气还易吸附灰尘，在探测器的电路板上产生漏电流，腐蚀电路板，如遇雨天等潮湿天气，则情况更加严重。 （２）粉尘。由于粉尘对于感烟探测器来讲具有与烟雾相似的物理特性，均能使光线发生散射，同时粉尘不易清除，故其是感烟探测器的主要原因。因为当粉尘进入探测器后，如果附着在防虫网网孔上，会堵塞网孔，减少烟气进入量，导致漏报；如果附着在探测室内壁上，将会造成光线散射，使感光元件在正常工作时也能接收到光线，从而导致工作点漂移，如此一来，探测器会越来越灵敏，易发生误报警；如果附着在发光元件或光敏元件上，会使发射／接收功能丧失，失去报警功能；另外，如在气流作用下粉尘被扬起，也会发生误报警。 （３）大气悬浮颗粒。大气中长期悬浮大量颗粒物，其中约有１／４为降尘（粒径为１０～１００μｍ），在空中停留期短，受重力作用会很快降落，但在外界环境影响下，这部分颗粒的浓度可能突然升高而使探测器发生误报警。对于粒径小于１０μｍ 的颗粒（俗称ＰＭ１０），可以在大气中长时间停留，探测器投运后，始终处于这些悬浮颗粒的包围中，且这些悬浮颗粒与烟雾一样能对光发生散射作用。因此，这些悬浮颗粒使探测器始终存在“本底烟雾值”。研究表明，不同的本底烟雾值下，感烟探测器的灵敏度会有不同程度的改变，如图４所示。 图4 不同本底值时同一火源引起的烟浓度变化对比曲线 Ｄ１、Ｄ２分别代表不同污染程度的大气环境中感烟探测器对应的本底烟雾值；若Ｄ１与Ｄ２之差足够大，则原本具有相同灵敏度的感烟探测器在本底烟雾值不同时对同一烟源的反应将不同。 （4）气流。由于办公用房、设备用房均