燃气轮机消防系统电气自动化设计探讨

丁 杨

（南京消防器材股份有限公司，江苏 南京211100）

1 火灾探测报警系统

火灾探测报警系统主要由：消防火灾报警控制盘、火焰探测器、温度探测器、手动操作箱、接线箱和声光报警器等设备组成。消防火灾报警控制盘是火灾探测报警系统中最重要的设备。

1.1 消防火灾报警控制盘

（1）系统结构。消防火灾报警控制盘可使用西门子S7-1214CPLC系统作为控制核心，搭配高度集成化STC单片机PCB电路板的多线控制盘、信号盘和灭控盘，使用大屏幕高清HMI进行人机界面操作。同时，使用西门子CB1241（RS485）通讯模块将各分系统之间采用通讯总线相连接，多CPU并行处理，提高系统的运算能力和工作效率[2]。

（2）自检和巡检机制。消防火灾报警控制盘应配套使用具有分布智能技术的模拟量探测器和模块，程序设计中设置系统自检和灭控盘巡检机制，最大限度降低火灾探测的误报率。

（3）通讯接口。消防火灾报警控制盘还应具有丰富的对外接口，可以同时与多种设备进行通讯，程序实时将监控数据上传至通讯端口。

1.2 火灾探测报警系统功能

（1）火灾探测报警功能。燃机罩壳内部安装火焰探测器和感温探测器，火焰探测器安装在燃机进气端的前壁板上部两侧，感温探测器安装在燃机罩壳顶上，一般分布在燃机罩壳的前中后3个区域。

当任1路探测器探测到火灾时，消防火气控制器将会收到探测器发出的报警信号，同时燃机控制器上也会显示出相应的报警信息。消防火气控制器内预设火灾确认逻辑，根据各火焰探测器与感温探测器的报警状态，控制器判断是否确认火灾报警。控制器确认火灾报警后，指示灯亮，燃机罩壳内外的声光报警器响起，同时向燃机控制器和控制中心发出停机报警，并触发CO2延时（一般为30s）释放程序。控制器确认火灾报警后，燃机内工作人员须迅速撤出释放区。直到延时结束后，电磁阀得电CO2开始释放，燃机外释放指示灯点亮[3]。

（2）火警报警优先功能。当消防系统中火灾和故障报警同时发生且在不同位置时，火灾报警优先于故障报警。

（3）主、备电转换功能。消防火灾报警控制盘设置有消防电源盘，系统可由主电(AC220V，50Hz，1ph）或备电（DC24V）供电工作。当主电和备电都正常时，消防系统由主电源供电工作。一旦主电源失电，则自动切换到备电源供电，同时发出故障声光报警信号，当主电源恢复后，自动转换到主电源供电[2]。

（4）通讯功能。消防火灾报警控制盘可通过选配不同的远程通信模块，实现远程的监视和控制功能，将消防系统的报警及其他信息传输给燃机控制系统或场站F&G控制盘。

2 高压CO2灭火系统

CO2灭火系统主要由：高压CO2灭火装置、CO2释放声光报警器，CO2释放指示灯、接线箱等组成[5]。

3 消防系统运行流程

（1）手动启动方式。手动启动方式是指直接操作安装在消防火灾报警控制盘的紧急启动按钮或操作保护区门口附近的手动操作箱上的紧急启动按钮实施灭火功能。

（2）自动启动方式。自动启动方式是当消防火灾报警控制盘检测到燃机保护区内的火灾信号，并经逻辑判断后向高压CO2灭火装置发出灭火信号，由消防火灾报警控制盘执行自动启动CO2灭火装置的一种方式。

（3）火灾探测。当探测器探测到火灾时，消防火气控制器将会收到探测器发出的火灾报警信号。消防火气控制器根据预设逻辑确认火灾报警后，指示灯点亮，保护区内外的声光报警器响起。

（4）灭火剂喷放。消防火气控制器启动CO2灭火喷放流程，延时一段时间后，输出24VDC打阀信号打开启动气瓶上的电磁瓶头阀，其余气瓶通过启动管路被联动打开，初放CO2灭火剂将通过初放喷放管道和初放喷头喷到保护区，续放CO2灭火剂将通过续放喷放管道和续放喷头喷到保护区[5]。

（5）喷放反馈。初放/续放集流管道上装有压力开关，在CO2喷放时会感应到压力，然后向消防火气控制器输出干接点信号，表示目前保护区内正处于CO2灭火喷放过程中，如压力开关没有感应到压力，则系统会认为发生CO2喷放管道堵塞故障。

4 燃机安全保护逻辑

（1）跳机保护逻辑。燃气轮机的跳机保护逻辑（单个保护区域）为：当有1个火焰或温度探测器探测到火灾时，发出火灾报警信号，并在报警控制器的面板上显示出火灾报警的信息。

（2）禁止启动逻辑。当消防系统检测到以下4种情况时处于禁止启动状态：a.消防火灾报警控制盘处于禁放状态；b.初放、续放隔离阀处于关闭状态；c.手动操作箱的维修按钮处于启动状态；d.燃机罩壳等保护的门禁系统检测到有门处于打开状态。

5 结语

燃气轮机系统是由具备不同用途、功能相对独立的若干设备组成，与发电机本体组成完整的燃气轮机发电机组。消防系统对燃气轮机机组的安全、稳定与可靠运行具有十分重要的作用，如果出现故障，将直接影响到燃气轮机的正常起动与运行，甚至引起燃气轮机严重的机械损伤。因此，必须要熟练掌握消防系统各个环节的设计要点，为燃气轮机发电机组的安全稳定运行提供一份可靠的保障。