油罐火灾报警系统实施方案书.docVIP

中石油项目 油罐光纤光栅感温火灾探测系统 技 术 方 案 武汉理工光科股份有限公司 二00八年八月 一、企业简介 武汉理工光科股份有限公司（简称“理工光科”）是由武汉理工大学产业集团、北新集团建材股份公司（上市公司）、湖北省投资公司、武汉钢铁（集团）公司、湖北双环科技股份公司（上市公司）、湖北省仪器仪表总公司、深圳市新产业创业投资公司等股东共同投资发起设立的股份制公司。公司成立于2000年8月，注册资本3142.854万元，净资产6000多万元，是研究、开发、生产、销售光纤光栅传感系列产品的高新技术企业。公司是湖北省科技厅、武汉东湖高新技术开发区核准的省市两级高新技术企业，2002年度被评为全国二十一家最具成长性企业之一。 公司坐落在中国武汉·光谷科技园，建设投资规模1亿多元。公司是国家计委《光纤传感国家产业化示范工程项目》的承担单位，拥有一万余平方米的现代化厂房，是我国目前最大的光纤传感技术研发和生产基地。公司拥有涉及十多个学科领域的光纤传感研究室和一批具有国际先进水平的研发仪器设备，开发了30多项具有国际先进水平的技术成果和拥有多项专利技术。目前公司已申报专利30多项，其中发明专利9项，授权2项，光纤光栅产业化技术在2004年获得国家科技进步二等奖和2007年公安部科技进步一等奖，并作为国家《光纤感温火灾探测器国家标准》主要起草单位之一承担了国家《光纤感温火灾探测器国家标准》的起草。 公司成立以来，严格按照现代企业制度和股份制企业经营管理模式规范运营。建立了一整套健全的企业经营管理体系，包括质量保证体系、售后服务体系、财务管理体系、人才资源管理体系，市场策划与营销网络体系、物资管理体系、新产品开发体系、知识产权管理制度以及产品进出口管理制度。并于2002年通过了ISO 9001：2000质量体系国际机构认证。 公司拥有一支高素质的员工队伍，现有员工223人，平均年龄34岁，本专科以上学历人员占80%，其中正高10人，副高（含高工）22人，博士19人，硕士34人。公司研发技术人员66人，由光电子、材料、信息、机电一体化、机械、交通工程、现代测试技术与仪器、计算机等多学科组成，是一支具有多学科交叉与较强工程实践能力的高素质研发队伍。 公司在全国建立了较完善的营销网络体系，设有14个销售区域。公司产品广泛应用于石油、化工、冶金、交通、水电、国防等行业，为提高这些行业安全技术水平发挥重要作用 图1 光纤光栅原理示意图 当宽带入射光通过光纤光栅时，满足布喇格条件的波长被光栅反射回来，其余波长的光被透射，反射光波长随光栅栅距d的改变而改变。由于光栅栅距d对环境温度非常敏感，因此，通过检测反射波长的变化可以计算出环境温度的改变量。 反射光波长的改变量通过信号处理器来检测，它是TGW系统中的另外一个核心部件。TGW系统中的信号处理器采用可调法布里－珀罗腔技术进行波长检测。当信号处理器检测到光纤光栅的反射波长出现异常时，发出预警和报警信号。 在传统的光纤光栅系统中，由于光栅的反射光具有一定带宽（其3 dB带宽一般为0.2 nm），而光纤光栅的复用方式为波分复用，因此，在光源带宽的限制下，传感器探头的复用数量非常有限，一般每套只有15-20个左右，不能满足大型工程的应用需求，遇到大型工程需要多套探测器上罐，增加了系统复杂性和不稳定性，并加大了系统的施工和维护难度。 武汉理工光科股份有限公司的TGW光纤光栅感温火灾报警系统将传统波分复用技术和全同光纤光栅复用技术结合，使用波分复用与全同光纤光栅混合复用方法，解决了大型工程火灾报警的难题。 图2混合复用方法示意图 油罐的火灾监测和报警系统中，按照国家相关规范，要进行防火分区的划分，在某个区域某个监测点处发生火灾，整个区域的火警系统必须启动。波分复用与全同光纤光栅混合复用的方法如图2所示，系统将油罐分为多个防火分区，不同防火分区以全同光栅的波长λ1, λ2…λn进行区分，等分每个区域的长度。λ1, λ2…λn中每一个波长对应的防火分区内有多个监测点，同一防火分区的所有监测点采用全同光栅，这些监测点上的光纤光栅的反射波长都等于该区域的对应波长。如果系统检测到λ1波长产生了移动，就表明它所监测的防火分区的温度发生了变化，并监测罐上温度的变化情况，若温度变化超过了设定值，系统就会预警和报警。通过这种混合复用的方法，大大增加了系统的测量精度，使之能够应用到大型工程中去。 四、TGW系统的特点和应用情况 TGW光纤光栅感温火灾探测系统主要由光纤光栅感温火灾探测器（光纤光栅探头）、连接光缆、光连接器（光纤接续盒）、传输光缆、信号处理器等部分组成。加上火灾报警控制器、手动报警按钮等设施，以及相应的计算机系统（消防报警控制系统），就组成了一套完整的光纤光栅感温火灾报警系统（如下图3）。 （油罐区现