火灾报警控制及电视监控系统技术方案.docx

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火灾报警控制及电视监控系统技术方案

XXXXXXXX液体化工品中转基地一期扩建工程

火灾报警、控制及电视监控系统

技

术

方

案

宁波XXXXXX有限公司

2011-11-8

一、设计依据

1、项目背景

XXXXXXXX液体化工品中转基地/预留地调和工程主要由苯/对二甲苯、MTBE、甲醇、汽油、柴油及调和油罐组、泵房等单元组成。

本项目为一期库区扩建工程新增罐区配套工程，项目通过建设先进、高度集成的消防自控系统，结合视频监控系统和广播系统，形成先进的、可靠的安全保障体系。

2、设计依据

本技术方案的设计依据为“南京扬子石油化工设计工程有限责任公司”技术规格书：

《XXXXXXXX液体化工中转基地一期库区扩建工程电信设计说明》，图号：

2010085－100－901－1。

技术文件执行如下规范：

⏹《石油化工仪表供电设计规范》SH/T3082-2003

⏹《石油化工仪表接地设计规范》SH/T3081-2003

⏹《石油化工仪表工程施工技术规范》SHJ521-91

⏹《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98

⏹《火灾自动报警系统施工及验收规范》（GB50166-92）

⏹《火灾报警控制器通用技术条件》（GB4717-93）

⏹《消防联动控制设备通用技术条件》（GB16807-1997）

⏹《爆炸性气体环境用电气设备》GB3836

⏹《外壳防护等级的分类》GB4208

⏹《计算站场地安全要求》GB/T9361

⏹《不间断电源设备》GB/T7260

⏹《石油设施电气装置场所分类》SY0025

⏹《电子计算机机房设计规范》GB50174

本方案根据业主要求和实际情况对部分功能进行了重新设计，设计偏差详见各系统的功能设计说明。

3、设计范围

本技术文件设计范围包括“XXXXXXXX液体化工品中转基地一期库区扩建工程”新增罐区的火灾报警系统、消防阀门控制系统、电视监控系统及库区广播系统。

各系统设计范围如下：

序号

系统名称

设计范围

1

火灾报警系统

手动火灾报警按钮23套、声光报警器3套、接入设备及传输线路。

2

消防阀门控制系统

一八台雨淋阀、一五台泡沫阀的控制系统（不包括雨淋阀、泡沫阀）、阀门控制系统与电伴热/电加热系统的联动。

3

电视监控系统

视频摄像机3套、接入设备及传输线路。

4

库区广播系统

广播装置5套、接入设备及传输线路。

二、详细设计

1、火灾报警系统

1.1系统设计

【原设计要求】

1）火灾报警设施的设置区域：

罐区、泵区等区域。

2）不增设火灾报警控制器，新增的火灾报警设施接入综合楼内现有的集中火灾报警控制器。

3）另增设多线手动控制盘9块（8路/盘，可实现不少于33台消防设备的启、停控制）。

4）罐区及设备区域等室外区域为爆炸危险环境，手动报警按钮和声光报警器采用本安防爆型（ExibⅡCT6）

5）新增设备须采用与原系统同品牌（海湾）的兼容产品。

【本方案设计】

1）火灾报警设施的设置区域：

罐区、泵区等区域。

2）不增设火灾报警控制器，新增的火灾报警设施接入综合楼内现有的集中火灾报警控制器。

3）不增设多线手动控制盘，消防阀门的启、停控制由PLC系统控制。

4）手动报警按钮和声光报警器采用本安防爆型（ExibⅡCT6）。

5）新增设备（手动报警按钮和声光报警器等）采用海湾产品，与现有系统设备同型号或兼容型号。

6）在分变机柜间增设模块箱，用于安装新增的输入模块、输入/输出模块及安全栅。

7）设备供电及通讯总线从分变机柜间内现有的模块箱中引出。

8）防火堤外电缆槽盒由业主提供，规格2000x200x一五0，用于火灾报警系统的布线。

1.2系统结构

1.3设备选型

考虑到现有消防手报系统的兼容，本项目所选设备型号均与现有设备型号保持一致。

1.3.1手动火灾报警按钮

手动火灾报警按钮采用海湾消防手报J-SAB-G1（Ex）。

J-SAB-G1（Ex）型手动火灾报警按钮安装在公共场所，当人工确认发生火灾后，按下此按钮，即可向火灾报警控制器发出报警信号，控制器接收到报警信号，将显示出与按钮相连的编址接口模块的编码地址，并发出报警声响。

本按钮防爆类型为本质安全型，符合GB3836.1-2000《爆炸性气体环境用电气设备第1部分：

通用要求》和GB3836.4-2000《爆炸性气体环境用电气设备第4部分：

本质安全型“i”》的有关规定，并取得了国家防爆产品检验机关颁发的产品防爆合格证书，同时满足公安部颁布的GA5-91《手动报警按钮技术要求及试验方法》的有关规定，主要应用于石油及化工等易燃、易爆场所。

本按钮为非编码型，与海湾公司生产的GST-LD-8332编址接口模块配套使用，可以直接接入各类火灾报警控制器。

主要技术指标：

⏹工作电压：

DC12V～DC28V

⏹监视电流：

0mA

⏹报警电流:

≤30mA

⏹安全栅输出参数：

U0=28V，Io=93mA

⏹防爆标志：

ExibIICT6

⏹报警确认灯：

红色

⏹使用环境：

✧温度：

-10℃～+40℃

✧相对湿度≤95%，不结露

✧大气压力：

86kPa～106kPa

⏹外形尺寸：

90mm×122mm×48.5mm

1.3.2声光报警器

声光报警器选用GST-HX-F8501。

GST-HX-F8501型火灾声/声光警报器是一种安装在现场的声/声光报警设备，用于在火灾发生时提醒现场人员注意。

本火灾声/声光警报器防爆类型为本质安全型，符合GB3836.1-2000《爆炸性气体环境用电气设备第1部分：

通用要求》和GB3836.4-2000《爆炸性气体环境用电气设备第4部分：

本质安全型“i”》的有关规定，并取得了国家防爆产品检验机关颁发的产品防爆合格证书，适于在石油、化工行业等有防爆要求的1区及2区使用。

本火灾声/声光警报器为非编码型，使用时可与海湾公司生产的GST-LD-8333编址接口模块配套使用。

主要技术指标：

⏹工作电压：

DC24V

⏹监视电流≤5mA

⏹动作电流≤50mA

⏹闪光频率：

1.4Hz±20％（只针对GST-HX-F8502火灾声光警报器）

⏹声压级：

85dB～1一五dB（正前方3m水平处（A计权））

⏹线制：

与GST-LD-8333编址接口模块采用二线制连接，有极性

⏹安全栅输出参数：

U0=28V,Io=93mA

⏹防爆标志：

ExibIICT6

⏹使用环境：

✧温度：

-10℃～+40℃

✧相对湿度≤95%，不结露

✧大气压力：

86kPa～106kPa

⏹外形尺寸：

直径：

110mm，高95.9mm

1.3.3输入模块

输入模块选用GST-LD-8319。

GST-LD-8319编址接口模块是一种编码模块，只占用一个编码点，用于连接非编码探测器等现场设备，当接入编址接口模块输出回路的任何一只现场设备报警后，编址接口模块都会将报警信息传给报警控制器，控制器产生报警信号并显示出编址接口模块的地址编号。

编址接口模块可配接本公司生产的JTFB-GOF-GST601型点型复合式感烟感温火灾探测器、JTY-GF-GST104型点型光电感烟火灾探测器、JTWB-ZCD-G1（A）型点型差定温火灾探测器等各种类型的非编码探测器,不同类型的探测器可以混接在同一编址接口模块上。

编址接口模块具有输出回路断路检测功能，输出回路的末端连接GST-LD-8320终端器，当输出回路断路时，编址接口模块将故障信息传送给报警控制器，控制器显示出编址接口模块的编码地址；当输出回路中有现场设备被取下时，编址接口模块会报故障但不影响其它现场设备正常工作。

一个编址接口模块最多可带一五只非编码型探测器。

编址接口模块的地址编码采用电子编码方式，编码范围在1~242之间任意设定，可通过海湾公司生产的GST-BMQ-1B型电子编码器进行现场更改。

主要技术指标：

⏹工作电压：

总线电压：

总线24V电源电压：

DC24V

⏹监视电流：

总线电流≤0.5mA电源电流≤10mA

⏹报警电流：

总线电流≤5mA电源电流≤60mA

⏹线制：

与控制器采用无极性信号二总线连接，与电源线采用无极性二线制连接，与非编码探测器采用有极性二线制连接

⏹使用环境：

温度：

-10℃～+50℃相对湿度≤95%，不结露

⏹外形尺寸：

120mm×80mm×43mm

1.3.4输入/输出模块

输入/输出模块采用GST-LD-8301。

此模块用于现场各种一次动作并有动作信号输出的被动型设备如：

排烟阀、送风阀、防火阀等接入到控制总线上。

本模块采用电子编码器进行编码，模块内有一对常开、常闭触点。

模块具有直流24V电压输出，用于与继电器触点接成有源输出，满足现场的不同需求。

另外模块还设有开关信号输入端，用来和现场设备的开关触点连接，以便对现场设备是否动作进行确认。

本模块具有输入、输出具有检线功能。

应当注意的是，不应将模块触点直接接入交流控制回路，以防强交流干扰信号损坏模块或控制设备。

主要技术指标：

⏹工作电压：

总线电压：

总线24V电源电压：

DC24V

⏹监视电流：

总线电流≤1mA电源电流≤5mA

⏹动作电流：

总线电流≤3mA电源电流≤20mA

⏹线制：

与控制器采用无极性信号二总线连接，与DC24V电源采用无极性电源二总线连接

⏹无源输出触点容量：

DC24V/2A，正常时触点阻值为100kΩ，启动时闭合，适用于12V~48V直流或交流

⏹输出控制方式：

脉冲、电平（继电器常开触点输出或有源输出，脉冲启动时继电器吸合时间为10s）

⏹出厂设置：

常开检线输入、无源输出方式

⏹使用环境：

温度：

-10℃～+55℃相对湿度≤95%，不结露

⏹外壳防护等级：

IP30

⏹外形尺寸：

86mm×86mm×43mm（带底壳）

1.4设备清单

序号

名称

厂家/型号

数量

单位

一、设备

1

手动报警按钮

海湾，J-SAB-G1（Ex）

23

只

2

声光报警器

海湾，GST-HX-F8501

23

只

3

输入模块

海湾，GST-LD-8319

23

只

4

输入/输出模块

海湾，GST-LD-8301

3

只

5

安全栅

海湾，GST-AS-200

26

只

6

手报按钮立柱

海湾，LZ1000

23

只

7

手报按钮防雨罩

海湾，LZ10001

23

只

二、材料　

1

本安控制电缆

ia-K2YV-6*2*1.5

一五00

米

ia-K2YV-2*1.5

2200

米

2

防爆接线箱

防爆

4

只

3

模块箱

室内

1

只

4

镀锌钢管

DN20

200

米

5

防爆软管

G3/4"，20*700

3

根

三、备品备件　

1

手动报警按钮

海湾，J-SAB-G1（Ex）

2

只

2

声光报警器

海湾，GST-HX-F8501

1

只

3

输入模块

海湾，GST-LD-8319

2

只

4

输入/输出模块

海湾，GST-LD-8301

1

只

5

安全栅

海湾，GST-AS-200

2

只

2、消防阀门控制系统

2.1系统设计

【原设计要求】所有联动控制在控制室的集中火灾报警控制器上实现。

1）与消防冷却水雨淋阀的联动控制：

共有雨淋阀一八套（YLF－2810～YLF-2812、YLF-2901A～YLF-2903A、YLF-2901C～YLF-2903C）。

采用多线制；用于远程手动启动电磁阀并反馈其状态信号，同时采用总线模块接收信号蝶阀的状态信号，并在火灾报警控制盘上显示。

2）与泡沫消防电动阀的联动控制：

共包括一五套电动阀（M-2801～M-2812、M-2901～M-2903），用于远程手动启、停电动阀，并在火灾报警控制器上显示其运行状态。

3）与雨淋阀电伴热设施的联动采用总线制，每只雨淋阀的电伴热控制箱送出一个运行状态信号，由模块接收送至火灾报警控制器显示。

4）通过总线模块接收雨淋阀控制箱内蓄电池组的运行状态信号，送至火灾报警控制盘显示。

5）电动阀外控信号类型：

AC220V开关量，电磁阀外控信号类型：

DC24直流信号。

电磁阀和电动阀均由各现场集中控制箱统一供电。

6）现场电缆接线箱均采用隔爆型（防爆标识：

ExdⅡBT4）。

7）信号总线选用单芯截面积为1.5mm²的多芯屏蔽控制电缆；联动控制电缆选用单芯截面积为2.5mm²的多芯屏蔽控制电缆；电源电缆选用单芯截面积为4mm²多芯控制电缆。

【本方案设计】消防阀门联动控制通过一套独立的PLC控制系统来实现。

1）范围：

雨淋阀一八套（YLF－2810～YLF-2812、YLF-2901A～YLF-2903A、YLF-2901C～YLF-2903C）；泡沫消防电动阀一五套（M-2801～M-2812、M-2901～M-2903）。

2）操作控制室辅操台的开关通过PLC控制系统手动控制一八套雨淋阀、一五套泡沫阀的开启、关闭、停止。

3）所有雨淋阀、泡沫阀的状态信号在控制室内辅操台CRT终端集中显示。

4）通过PLC控制系统联锁切断电伴热/电加热设备的总电源。

5）所有消防阀门的控制信号及状态信号通过现场接线箱集中后采用多芯电缆一对一的方式送至位于综合楼二楼机柜间内的PLC控制系统。

6）所有消防阀门的供电由现场的电源控制箱集中供电，电源控制箱采用双电源供电（主电源、备电源），主、备电源可以自动切换。

电源控制箱的双电源供电不在本系统范围内。

7）所有消防阀门包括全开、全关两个状态回讯信号以及开启、关闭、停止三个控制信号，信号类型均为无源开关量。

8）现场电缆接线箱均采用隔爆型（防爆标识：

ExdⅡBT4）。

9）信号总线选用单芯截面积为1.5mm²的多芯屏蔽控制电缆；联动控制电缆选用单芯截面积为1.5mm²的多芯屏蔽控制电缆；电源电缆选用单芯截面积为4mm²多芯控制电缆。

10）防火堤外电缆槽盒由业主提供，规格2000x200x一五0，用于消防阀门控制系统的布线。

2.2系统结构

消防阀门控制系统结构图如下：

（系统结构图）

主要功能：

1）通过辅操台手动控制阀门的开启、关闭、停止。

2）CRT显示终端实时显示阀门的全开、全关状态。

3）当任一消防阀门打开时联锁切断电伴热/电加热设备的总电源，是否要联锁可在CRT显示终端设置。

4）预留一期消防阀门状态信号的集成。

2.3系统配置

2.3.1PLC控制系统配置

（PLC系统拓扑图）

1）系统实际IO点数汇总如下：

信号类型

DI

DO

通讯

来自现场

来自辅操台

联锁

去现场

去辅操台

联锁

PLC系统

66

66

0

99

0

2

无

2）IO卡件配置:

控制站的IO卡件留出至少一五%的扩展空间，每一种卡件留出至少一五%的扩展空间。

即可以再增加至少一五%的IO卡件或端子板。

小数点后部分向上取整。

根据以上配置原则，IO点数汇总如下：

信号类型

PLC控制系统

实际IO

配置IO

卡件数量

空余量

DI

一三2

160

6

17.5

DO

101

128

4

21.1

2.3.2电源控制箱配置

阀门的供电采由各现场集中电源控制箱统一供电，电源控制箱采用双电源供电，内置双电源自动切换装置。

每个电源控制箱为6个阀门提供电源。

电源控制箱配置如下：

类型

阀门供电

实际设备

每个接线箱电源回路

电源控制箱数量

备注

阀门电源

33

6

5

其中一个电源控制箱配置9个回路

电源控制箱列表如下:

信号箱

阀门

DYX01

YLF-2801、M-2801、YLF-2803、M-2803、YLF-2805、M-2805

DYX02

YLF-2802、M-2802、YLF-2804、M-2804、YLF-2806、M-2806

DYX03

YLF-2807、M-2807、YLF-2809、M-2809、YLF-2811、M-2811

DYX04

YLF-2808、M-2808、YLF-2810、M-2810、YLF-2812、M-2812

DYX05

YLF-2901A、YLF-2901C、M-2901、YLF-2902A、YLF-2902C、M-2902、YLF-2903A、YLF-2903C、M-2903、

2.3.3接线箱配置

阀门的信号通过现场的接线箱集中后采用多芯电缆送至PLC机柜。

接线箱分回讯信号接线箱和控制信号接线箱。

每6个阀门配置一个回讯信号接线箱和一个控制信号接线箱。

信号接线箱配置如下：

类型

接线箱

实际设备

每个接线箱接入阀门

接线箱数量

备注

回讯信号接线箱

33

6

5

其中一个接线箱接9个阀门

控制信号接线箱

33

6

5

其中一个接线箱接9个阀门

回讯信号接线箱列表如下:

信号箱

阀门

HXX01

YLF-2801、M-2801、YLF-2803、M-2803、YLF-2805、M-2805

HXX02

YLF-2802、M-2802、YLF-2804、M-2804、YLF-2806、M-2806

HXX03

YLF-2807、M-2807、YLF-2809、M-2809、YLF-2811、M-2811

HXX04

YLF-2808、M-2808、YLF-2810、M-2810、YLF-2812、M-2812

HXX05

YLF-2901A、YLF-2901C、M-2901、YLF-2902A、YLF-2902C、M-2902、YLF-2903A、YLF-2903C、M-2903、

控制信号接线箱列表如下:

信号箱

阀门

KZX01

YLF-2801、M-2801、YLF-2803、M-2803、YLF-2805、M-2805

KZX02

YLF-2802、M-2802、YLF-2804、M-2804、YLF-2806、M-2806

KZX03

YLF-2807、M-2807、YLF-2809、M-2809、YLF-2811、M-2811

KZX04

YLF-2808、M-2808、YLF-2810、M-2810、YLF-2812、M-2812

KZX05

YLF-2901A、YLF-2901C、M-2901、YLF-2902A、YLF-2902C、M-2902、YLF-2903A、YLF-2903C、M-2903、

2.3.4机柜及辅操台配置

系统配置一台PLC机柜和两个辅操台。

PLC机柜内置PLC卡件、继电器、空开、端子排等设备，所有现场电缆都接入PLC机柜；两个辅操台其中一个辅操台配置一套工作站用于实时显示阀门的状态；另外一个辅操台配置手动开关用于手动控制阀门的开启、关闭及停止，辅操台内部配置一套PLC机架用于接收手动开关的信号。

机柜及辅操台配置如下：

类型

机柜及辅操台

数量

备注

PLC机柜

1

辅操台

2

2.3.5电缆配置

回讯信号电缆采用ZR-KVVP2型、单芯截面积为1.5mm²的多芯屏蔽控制电缆；

控制信号电缆采用ZR-KVVP2型、单芯截面积为2.5mm²的多芯屏蔽控制电缆；

电源电缆采用ZR-KVV型、单芯截面积为4mm²控制电缆。

电缆配置如下：

类型

电缆配置

来

去

型号

备注

电源电缆

阀门

电源控制箱

ZR-KVV4x4

电源控制箱

分变

甲供，总电源

回讯信号电缆

阀门

回讯信号接线箱

ZR-KVVP24x1.5

回讯信号接线箱

PLC机柜

ZR-KVVP214x1.5

控制信号电缆

阀门

控制信号接线箱

ZR-KVVP26x1.5

控制信号接线箱

PLC机柜

ZR-KVVP222x1.5

联锁控制电缆

PLC机柜

分变电气机柜间

ZR-KVVP24x1.5

电缆数量详见电缆表。

2.4设备选型

2.4.1PLC

PLC选用ModiconTSXPremium系列PLC，该PLC延续了SchneiderElectric（施耐德电气公司）Modicon系列PLC全系列、全兼容、高可靠性等特点，并提供了许多新的特性来提高系统性能，增加了功能并降低了系统总成本，所有PLC模板均提供MTBF（平均无故障工作时间），所有模板的平均无故障工作时间均大于等于10万小时，所有模板安装在PLC的底板总线机架上，高可靠，易于维护，所有模板支持带电热插拔，便于不停机维护和更换。

其主要特性如下：

PremiumPLC产品特点

PremiumTSXP57*4M自动化平台处理器管理整个PLC站点，包括：

✧离散量I/O模板

✧Preventa安全模板

✧模拟量I/O模板

✧专用模板（计数，运动，称重，通讯）

当PLC站点需要在一定范围内分散放置时，可对模板进行分布式配置：

✧可以放置在由BusX总线互联的多个背板上（最长700m）

✧也可以选用支持的现场总线完成连接

处理器按照存储容量，处理速度，I/O数量以及通信端口数量区分。

根据型号不同，可提供：

✧1至16个扩展背板（TSXRKYppEX）

✧192至2048个离散量I/O

✧12至512个模拟量I/O

✧4至64个专用通道。

每个专用模板（计数，运动控制，通讯或称重）包括一个或多个专用通道

✧1至4个网络（EthernetTCP/IP,Fipway,ModbusPlus），1至8个AS-I总线

✧0或1个Fipio总线，0或1个CANopen或Modbusplus总线和0至5个INTERBUS或ProfibusDP等第三方现场总线

✧0到30个过程控制通道，每个通道最多可配置3个回路

✧根据型号不同，Premium处理器可包括：

✧一个10BASE-T/100BASE-TXEthernetTCP/IP端口（RJ45连接）

✧利用Uni-Telway协议或字符模式（通常是编程终端和HMI终端）通过2个终端口（TER和AUX）通讯

每个处理器有2个PCMCIA卡插槽：

✧上面的插槽用于存储扩展卡（程序，符号，常量，和/或数据文件）。

✧下面的插槽用于网卡（Fipway,ModbusPlus）或（CANopen，FipioAgent，Modbus,Uni-Telway和串行链路）。

该插槽也可用于数据文件专用的存储扩展卡。

2.4.1.1CPU模块

特性

TSXP572634

最大配置

最大TSXRKY12EX机架数

8

最大TSXRKY4EX/6EX/8EX机架数

16

最大插槽数

111

功能

最大通道数

机架内离散量I/O

1024

机架内模拟量I/O

80

专用（计数、轴等）

24

最大连接数

内置Uni-Telway（终端口）

1

网络（Ethway、Fi