导航：安全管理网>> 安全论文>> 消防安全论文>>正文

符合安全返港规则的火灾报警系统应用技术研究

文档作者：王志刚1 赵凡琪2 吴骏2 文档来源： 1. 江南造船( 集团) 有限责任公司 2. 中国船舶及海洋工程设计研究院		点击数：	更新时间： 2022年12月07日
下载地址：点击这里	文件大小： 1.91 MB 共5页	文档格式： PDF	下载点数： 1 点（VIP免费）

全屏查看

内容预览 [文件共5页]

本文件共5页，如需编辑使用，请下载。

注：预览效果可能会出现部分文字乱码（如口口口）、内容显示不全等问题，下载是正常的。

	文件大小：1.91 MB 共5页文件格式：PDF 下载点数：1 点（VIP会员免费）

下一篇：电气工程电气火灾的预防措施分析

上一篇：高层火灾防范措施分析

文本预览

仅提取页面文字内容，供快速阅读使用。

船舶电气与通信
75
2017年第5期 总第168期
符合安全返港规则的火灾报警系统应用技术研究
王志刚1 赵凡琪2 吴 骏2
（1. 江南造船( 集团) 有限责任公司 上海201913 ；2. 中国船舶及海洋工程设计研究院 上海200011）
［摘 要］根据海安会决议MSC216(82) 的《经修正的1974 年国际海上人命安全公约》修正案规定，SOLAS 第II-2 章增加
了有关客船安全返港的要求。文中详细描述了在规则下火灾报警系统的设计方法和该系统实现规则要求的原理。
［关键词］安全返港；火灾报警；中枢系统
［中图分类号］ U675.7 ［文献标志码］A ［文章编号］1001-9855（2017）05-0075-05
Application technology of fi re alarm system complying
with safe return to port requirement
WANG Zhi-Gang1 ZHAO Fan-qi2 WU Jun2
(1. Jiangnan Shipyard (Group) Co., Ltd., Shanghai 201913, China;
2. Marine Design &amp;amp; Research Institute of China, Shanghai 200011, China)
Abstract: According to the amendments of resolution MSC216(82) to the SOLAS 1974, the requirement about
the passenger ship for the safe return to port was added to Chapter II-2. This paper introduces the design method
of the fire alarm system and the principle of implementing the requirement.
Keywords: safe return to port ; fire alarm; central system
收稿日期：2017-03-16 ；修回日期：2017-04-15
作者简介：王志刚（1979-）男，高级工程师。研究方向：船舶电气设计。
赵凡琪（1988-）女，工程师。研究方向：船舶电气设计。
吴 骏（1981-）男，高级工程师。研究方向：船舶电气设计。
DOI ：10.19423 / j.cnki.31-1561 / u.2017.05.075
引 言
根据海安会决议［3］MSC216（82）的《经修正
的1974 年国际海上人命安全公约》修正案规定，
SOLAS 第II-2 章增加了第21 条“关于事故门限、
安全返港及安全区”的要求；
当事故未超出所规定门限时，在船上未受失火
灾影响部分的下列系统应维持运转：
（1）推进系统；
（2）操舵系统和操舵控制系统；
（3）导航系统；
（4）燃油注入、转输和服务系统；
（5）驾驶台、轮机处所、安全中心、灭火队及
控损队之间的内部通讯系统、以及通知旅客和船员
所需的内部通讯系统；
（6）对外通讯系统；
（7）消防总管系统；
（8）固定式灭火系统；
（9）火、烟探测系统；
（10）舱底水及压载系统；
（11）动力操作的水密和半水密门；
（12）预计支持“安全区”的系统；
万方数据
76
船 舶 王志刚，等：符合安全返港规则的火灾报警系统应用技术研究
（13）进水探测系统；
（14）以及主管机关认定的对控损至关重要的
其他系统。
需要指出的是，以上规定中所提到的事故是指
火灾或进水。火灾事故门限包括原发处所直至最近
的“A”级边界（原发处所受固定式灭火系统保护，
该边界可以是原发处所的一部分），或者原发处所
及相邻处所直至最近的“A”级边界（该边界并非
原发处所的一部分）；进水事故门限包括水线以下
单个水密舱室。
以上要求针对2010 年7 月1 日起建造的客船，
其适用范围按照SOLAS 第II-1 章2.5 条的定义为
长度120 m 及以上，或具有三个及以上主竖区的
客船。
本文所描述的火灾报警系统应用于一型载员
240 人以上的特种用途船舶，需要执行《特种用途
船舶安全规则》2008 的要求，满足SOLAS 对于36
人以上客船的各项要求。
1 设计要求
常规火灾报警系统设计见图1。
图1 常规火灾报警系统图
来自主配电板
来自应急配电板
信号输入（电梯、机舱组合报警等）
信号输出（通用报警、值班室报警等）
安全中心控制台
中央集控台消防控制台
FAR1
ACC
FAR2
PCC
至VDR系统
PAB
自带
3Ah
蓄电池
… …
…
1号主竖区上回路
n号主竖区上回路
1号主竖区下回路
n号主竖区下回路
因为采用回路式设计方法，当某一“A”级防
火分隔区域发生火灾事故损毁了本地探测器及连接
电缆后，经过线路上各个设备自带的短路隔离单元
的短路隔离后并没有影响到本回路其他探测器的正
常工作。不过，由于系统只设有一个主控制器，当
主控制器所在的“A”级防火分隔区域发生火灾或
进水事故损毁设备后，整船的火灾探测系统会失
效。因此，系统并不能满足SOLAS 第II-2 章第21
条关于事故门限内火灾探测系统应维持运转的要
求，需要针对薄弱环节改善设计。
改进后火灾报警系统设计见下页图2［2］。
由于采用了2 个控制器分别于各区域探测回路
的两端连接，只需要将两个控制器分别设置在不同
的“A”级分隔区域内，只要单一事故发生在门限
范围以内均不会造成本船火灾探测系统的失效，本
系统希望两个控制器能够同步备份数据，当某一个
控制器故障或损毁后，另一个控制器能够直接接管
系统。
万方数据
船舶电气与通信
77
2017年第5期 总第168期
2 应用技术研究
本船火灾报警系统采用CCP（Central control
process）型智能型全地址码火灾探测报警控制系
统，采用单中枢系统（Single central system，SCS）
设计。所谓单中枢系统是一个可自主操作，监测
探测器和输入相关端口，激活本身的输出和显示
故障及报警的独立完整的系统。单中枢系统一般
由主要中枢、子中枢、控制器/ 复示器面板等设备
构成。所有模块的通讯和电源都由系统主干总线
（Backbone Bus）来提供，每个中枢系统只能提供
一套系统主干总线。如图3 所示。
图2 改进后火灾报警系统图
来自主配电板
来自应急配电板
来自主配电板
来自应急配电板
信号输入（电梯、
机舱组合报警等）
信号输出（通用报警、
值班室报警等）
信号输入（电梯、
机舱组合报警等）
信号输出（通用报警、
值班室报警等）
安全中心控制台
FAR2
ACC PCC
至VDR系统至VDR系统
1PAB
自带3Ah
蓄电池
2PAB
自带3Ah
蓄电池
… …
… …
…
数据互为备份通讯
1号主竖区上回路
n号主竖区下回路
n号主竖区上回路
1号主竖区下回路
中央集控台消防控制站
FAR1
1号主竖区4号主竖区
图3 CCP型火灾探测报警控制系统示意图
CCP 系统的系统主干总线拓扑是一种集中化
的网络拓扑结构，其中主控器、复示器和一些CCP
模块通过系统主干总线连接到系统主干总线拓扑。
系统主干总线有两种不同的形式，可分为内部的
和外部的。内部的系统主干总线（Backbone bus
internal，BBI）主要用于支持控制箱内部的模块之
间的通讯，它包含了2 条互为冗余的RS-485 通
道和2 组直流24 V 电源以及基础后备信号（Basic
backup signal）和通用报警摩尔斯码信号（GA-morse
signal）；而外部的系统主干总线（Backbone bus
external，BBE）主要用于在控制箱内模块与控制箱
箱外部买的模块之间的通讯， 它包含了2 条互为冗
余的RS-485 通道和2 组直流24 V 电源以及基础
后备信号（Basic backup signal）。
系统主干总线上发送的所有信息均带有相应
接收模块的地址编码，每个CCP 模块都有单独的
地址编码，以确保信息接收的准确性。每个模块具
有内置保护，以防止因模块内部故障而影响到总线。
复示器
面板
复示器
面板
系统主干总线
分段
主要中枢子中枢
扩展总线
外部的系统主干总线
控制器/复示器
面板
内部的
系统主干总线
万方数据
78
船 舶 王志刚，等：符合安全返港规则的火灾报警系统应用技术研究
图4 火灾探测报警控制电源系统图
主电源
110-230 VAC
Change-
Over M
应急电源
110-230 VAC
监视
蓄电池
PSU
（SA）
PSU
（SA）
28 DVC 24 DVC
Charger M
BBI
警报信号
到控制模块
Alternative
图5 火灾探测报警回路示意图
在整个单中枢系统中，必须明确第一主控制器
和第二主控制器。第一主控制器所在的主控单元称
为主控制中枢，第二主控制器所连接的主控单元称
为子控制中枢。主控制中枢和子控制中枢配置完全
相同的模块，子控制中枢的模块作为主控制器模块
的热备份，主控制中枢中发生的控制、显示、存储
信息等系统事件均可通过系统主干总线传送到整个
单中枢系统。在主控制中枢系统的数据库将实时同
步到子控制中枢中的热备份控制模块的数据库中，
保存所有的系统事件。由此，两个控制中枢可在任
何时候都能显示设备状态和发生的系统事件，并能
同时与外部设备保持实时通讯。这两个主控单元构
成冗余系统，两个主控制器存有相同的配置文件，
一旦第一主控制器失效，它将接管整个系统；一旦
通信信号和电源的冗余措施，使得系
统容错率大大提高。即使其中某个模
块出现损坏或者故障，系统的其他模
块将继续无干扰地工作。
本火灾报警系统配备两路电源：
一路为正常电源，另一路为应急电源，
分别由主配电板和应急配电板直接提
供，两路电源之间可进行不断电自动
切换。同时，由于本船需要满足客船
的设计要求，因此除了提供上述两路
电源供给外，控制箱内还配备了UPS。
如图4 所示，两路AC220V 电源通过电源切
换模块（ChangeOver M）进行不断电切换，分别
供电给2 组电源模块（PSU）并提供两路DC28V
的电源给充电模块（Charge M），通过充电模块内
置的给蓄电池充电的充电器，可保证PSU 电源与
蓄电池之间的无缝切换，完全满足系统的不断电
工作。
为满足安全返港的要求，火灾探测报警系统的
框图如图5 所示。在一个单中枢系统内配置了2 套
中央主控单元，构成冗余系统，实现双机值守；主
控制器通过系统主干总线与中央控制单元内的相关
模块相连，回路模块分别安装于两个中央主控单元
内，火警探测回路分别连接至两个中央主控单元内
的回路模块。
主中枢
回路模块（主）
回路模块（从）
单中枢
子中枢
回路电缆外部的系统主干总线
通道接口（第一）
第一主控制器第二主控制器
通道接口（第二）
万方数据
船舶电气与通信
79
2017年第5期 总第168期
其中一套主控制器出现故障，另一套将自动切入并
投入运行。
用于连接火警探测回路的回路模块不依赖于
控制模块，同一回路的回路模块通过系统主干总线
和回路电缆这两个途径相连，采用全地址码的火警
系统，每个回路设备都有一个独一无二的地址供系
统进行识别。当出现火警时，系统可根据回路设备
的地址迅速定位火警发生的位置，值班人员可根据
系统提供的信息及时采取相应措施。每个探测报警
回路可最多连接255 个回路设备，每个住舱内的火
警报警探头均带有蜂鸣器，便于提醒住舱内的人员
及时采取措施。
3 安装布置和调试
本船火灾探测报警系统主要由2 个主控制器
（嵌入式安装）、2 个火警探测报警主控单元（内部
装有回路模块、电源模块以及控制模块等，用于连
接火警探测回路以及与外部系统）以及若干火警探
测器组成。根据防火区域划分图，本船划分为5 个
主竖区。考虑到安装布置的问题，本船火灾探测报
警系统的系统控制箱和主控制器采取分体式安装。
应用于火警控制的两个火警控制箱分别布置安装于
第一主竖区的配电室内及第五主竖区的配电室内，
而主控器分别安装于安全中心控制台和中央集控
台，从而保证了任一主控器的情况下，均不影响整
个火灾探测报警系统的正常使用。
根据防火区域的划分以及寻址式火警探测回
路的设计要求，全船火警探测报警系统分为首部回
路，尾部回路，前、后机舱各一个回路，直升机机
库回路，每个主竖区各2 个回路，共计15 个回路。
其中应急发电机间归入第5 主竖区。所有探测回路
采用寻址式回路，在调试时，对每个回路的每个探
测器进行地址码的输入，使每个探测器均有一个单
独的身份识别码，使得发生火灾报警时可迅速定位
至具体位置，方便人员做出快速的反应。
由于本船的特殊性，对于有电磁兼容性要求的
工作舱室，安装的火警探测器性能既要满足寻址式
的要求又要满足电磁屏蔽的要求。为此，此类舱室
通过在舱室外安装一对一地址单元连接舱室内普通
火警探测器的方式，以实现消除回路电流对于屏蔽
舱室传到干扰影响的目的。
不同类型的火灾探测报警器都有其最大覆盖面
积以及最大的探测范围，根据消防安全规则［4］，对
于火警探测器之间的最大距离和覆盖面积见表1。
表1 火警探测器之间的最大距离和覆盖面积
探测器
类型
每一探测器的最
大覆盖面积/m2
探测器间的最
大中心间距/m
与舱壁间的
最大距离/m
感温式37 9 4.5
感烟式74 11 5.5
对每种类型的探测器的安装布置时，需考虑探
测器覆盖面积与探测器之间距的要求也不同。为了
使每个火警探测器的性能发挥最佳效果，需要在探
测器安装时找到最佳位置。安装时，需要注意以下
事项：
（1）探测器的安装位置应避免安装于通风口附
近，至少与风口的距离为0.5 m ；
（2）探测器安装时要注意与结构横梁间的距离；
（3）探测器应尽可能安装于顶部，但应避免被
风管或水管遮蔽。
4 结 论
满足安全返港的火灾报警系统在设计时，不仅
要考虑系统的形式和构成，同时需要注意电源的要
求、主控器的冗余设计以及探测回路的设定。
［参考文献］
［1］ 顾一清. 安全返港的相关要求及对电气设计的影响［J］.
船舶设计通讯，2013（9）： 62-66.
［2］ 吴骏. 安全返港要求下的客船电气设计［J］. 船舶，
2016（4）：78-86.
［3］ IMO. 国际海上人命安全公约SOLAS_2014［S］. 2014.
［4］ MSC. MSC.311（88）《国际消防安全系统规则（消防规
则）》修正案［S］. 2012.

网友评论 more

消防安全论文最新内容

07-22