罐區(qū)線光纖光柵感溫火災探測系統(tǒng),，產(chǎn)品廣泛應用于電力開關柜及電纜溫度監(jiān)測、石化管道,、油罐及儲罐泄漏監(jiān)測,、高速公路隧道、地鐵的溫度火災消防報警系統(tǒng)以及橋梁,、大壩等大型結構的健康在線監(jiān)測,。

甲醇（油罐）罐區(qū)線型光纖光柵

感溫火災探測系統(tǒng)

1.公司簡介

我司利用航天軍工技術主要生產(chǎn)光纖光柵,、光纖光柵（DTS)等光電技術產(chǎn)品。主要產(chǎn)品：光纖光柵智能解調儀,、光纖光柵（溫度,、壓力、應變,、加速度等）傳感器,、光纖光柵溫度監(jiān)測系統(tǒng)及無線測溫和熒光測溫。產(chǎn)品廣泛應用于電力開關柜及電纜溫度監(jiān)測,、石化管道,、油罐及儲罐泄漏監(jiān)測、高速公路隧道,、地鐵的溫度火災消防報警系統(tǒng)以及橋梁,、大壩等大型結構的健康在線監(jiān)測。

目前在光電子器件與集成,、激光與太赫茲技術,、能源光子學、生物醫(yī)學光子學,、信息存儲與光顯示,、光電探測與輻射等功能實驗室及1個光電公共測試平臺，開展立足光電前沿的基礎研究和滿足國家戰(zhàn)略需求的高技術研究,。

2.概述

    隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展,，出現(xiàn)大量的石油石化倉儲、運輸?shù)犬a(chǎn)業(yè),。鑒于這些產(chǎn)業(yè)具有的火災危險性及對環(huán)境的危害性,，安裝監(jiān)測報警系統(tǒng)具有重要的意義，其目的在于實時監(jiān)測和動態(tài)反映各個監(jiān)測區(qū)域溫度參數(shù),，分析和判斷各監(jiān)測區(qū)域的安全狀態(tài),，對監(jiān)測點溫度參數(shù)實時監(jiān)測、記錄,、分析并及時報警,。

系統(tǒng)以安全可靠、技術*,、經(jīng)濟合理,、性能優(yōu)良、適應各種惡劣環(huán)境為原則,，滿足國家相關規(guī)范要求：

《工業(yè)自動化儀表工程及驗收規(guī)范》GBJ93-86

《自動化儀表安裝工程質量檢驗評定標準》GB131-90

《石油化工企業(yè)生產(chǎn)裝置電信設計規(guī)范》SHJ28-90

《石油庫區(qū)設計規(guī)范》GB50074-2002

《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》GB50116-2013

《火災自動報警系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范》GB50100-92

《線型光纖感溫火災探測器》　GB 16280-2014

《國家原油儲備庫設計規(guī)定》

《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》2009

 

3.光纖光柵測溫系統(tǒng)介紹

作為光纖傳感技術的代表產(chǎn)品,，光纖光柵測溫系統(tǒng)有其自身的特點：

3.1技術說明

光柵的基本結構為沿纖芯折射率周期性的調制（如圖1所示），所謂調制就是本來沿光纖軸線均勻分布的折射率產(chǎn)生大小起伏的變化。

  圖1  光柵結構示意圖

光纖的材料為石英,，由芯層和包層組成,。通過對芯層摻雜，使芯層折射率n1比包層折射率n2大,，形成波導,，光就可以在芯層中傳播。當芯層折射率受到周期性調制后,，即成為光柵,。光柵會對入射的寬帶光進行選擇性反射，反射一個中心波長與芯層折射率調制相位相匹配的窄帶光,，刺中心波長為布喇格波長,。

如果光柵處的溫度發(fā)生變化，由于熱脹冷縮,，光柵條文周期也會跟隨溫度變化,，光柵布喇格波長也就跟著變化。這樣通過檢測光柵反射光的波長變化,，就可以知道光柵出的溫度變化,。

實際光纖光柵分布式傳感系統(tǒng)基本原理如圖2所示。

一根光纖上串接的多個光柵（各具有不同的光柵常數(shù)）,，寬帶光源所發(fā)射的寬帶光經(jīng)Y型分路器通過所有的光柵,，每個光柵反射不同中心波長的光,，反射光經(jīng)Y型分路器的另一端口耦合進光纖光柵感溫探測信號處理器,，通過光纖光柵感溫探測信號處理器探測反射光的波長及變化，就可以得到解調數(shù)據(jù),，在經(jīng)過處理,，就得到對應各個光柵處環(huán)境的實際溫度。

3.2產(chǎn)品技術優(yōu)勢

與傳統(tǒng)傳感器相比較,，具有許多天然的優(yōu)勢,，主要包括：

3.2.1、采用光纖光柵感知溫度和位置信息進行信號檢測,、信號傳輸,，實現(xiàn)無電檢測，本質安全防爆,；

3.2.2,、使用*光纖光柵作為測量單元，技術*,，測量精度高,；

3.2.3、光纜及光柵長期工作溫度范圍達-40℃到150℃，瞬時可達200℃,，應用范圍廣,；

3.2.4、采用分布式測量方式,。測量點多,，方式靈活；

3.2.5,、通過系統(tǒng)硬件對溫度信息解調,；

3.2.6、高溫度點定位至每一個探測器,；                                           

3.2.7,、系統(tǒng)結構緊湊，安裝簡單,，維護方便,；

3.2.8、通過軟件,，可以根據(jù)實際情況設定不同的預警值,、火警值；

 

3.3光纖光柵主機性能指標說明

系統(tǒng)具有以下技術參數(shù)：

3.3.1,、測溫范圍：-40℃—+150℃

3.3.2,、測溫精度：±0.5℃

3.3.3、環(huán)境溫度：-40℃—+60℃

3.3.4,、溫度分辨率：0.1℃

3.3.5,、火災報警信號輸出端子：預報警、報警,、4－20mA信號

3.3.6,、外接信號通訊協(xié)議：RS232/485，以太網(wǎng)

3.3.7,、光纖信號大傳輸距離：≤40km

3.3.8,、響應時間：<1s

3.3.9、測量光纜通道數(shù)：大128通道

系統(tǒng)具有以下功能：

3.3.10可實時監(jiān)測運行狀況,，并對故障點進行報警

3.3.11,、定溫報警溫度設置：在測溫范圍內可任意設置

3.3.12、報警級別設定：預警,、火警2級報警

 

 

  后面板示意圖如下圖所示：

（注：報警繼電器輸出端共四組輸出（面對后面板從左向右數(shù),，兩位輸出端子為一組），具體：1組對應示警輸出,，2組對應預警輸出,，3組4組是報警輸出,。）

3.4光柵感溫傳感器技術指標

3.5現(xiàn)場安裝

3.5.1赤峰博元公司現(xiàn)場有3臺儲罐容量為5000m³甲醇罐和中間罐區(qū)進行監(jiān)測(圖4),據(jù)《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》GB50116-2013設計規(guī)范，要求罐區(qū)宜采用線型光纖感溫火災探測系統(tǒng),，主要用于監(jiān)測罐區(qū)火災,，根據(jù)博元公司提供的罐區(qū)資料，我們將光纖光柵傳感器布設在拱頂?shù)南虏坷@行一周,，并對重點區(qū)域進行重點監(jiān)測,，比如呼吸閥等其它重點部位，然后通過旋梯,、穿線管和線槽將8芯光纖引入控制室,，連接光柵測溫主機。傳感器的用磁鐵和騎馬卡進行固定,，下圖是現(xiàn)場安裝參考圖：

3.5.2赤峰博元3臺甲醇罐區(qū)的其中2臺有保溫材料,，我們采用耐高溫航空膠粘貼傳感器卡子，在用卡子固定傳感器,。

4. 儲油罐安全監(jiān)測

4.1線型光纖感溫探測器罐區(qū)安全監(jiān)測的意義

油品庫區(qū)是儲存,、輸轉和供應石油及石油產(chǎn)品的專業(yè)性倉庫，是協(xié)調原油生產(chǎn)和加工,、成品油運輸及供應的紐帶,。在油庫生產(chǎn)過程中，由于存在大量的易燃,、易爆以及易腐蝕,、有毒、易流失等不安全因素,，危險性大,。一旦發(fā)生事故，將可能造成人員傷亡和油料物資的大量損失,，在石油,、化工領域,，溫度是一個非常重要的參數(shù),。通過溫度的精確測量，可以探測儲油罐的過熱點以及石油化工環(huán)境的火災探測,。傳統(tǒng)的電傳感器為點式測量,，存在不能精確定位，不能提前預報泄漏隱患,，誤報率高等缺點,；同時自身以電為載體會產(chǎn)生熱量，存在火災隱患,。光纖光柵傳感器用光纖傳感和傳輸信號,，實時在線監(jiān)測，可以提前預報隱患；由于光纖本身不帶電,，不受各種電磁干擾,，自身也不會產(chǎn)生火災。

油料具有易燃易爆,、易揮發(fā)和流動性等特點,，如果管理不善，就可能發(fā)生燃燒或爆炸事故,，給國家和人民的生命財產(chǎn)造成損失,。因此，在油庫安全管理工作中,，必須堅決貫徹“安全*,，預防為主”的安全生產(chǎn)方針，及時發(fā)現(xiàn)和消除油庫安全工作中的不安全因素,，加強油庫安全管理,，杜絕各類事故的發(fā)生，光纖光柵測溫預警系統(tǒng)在油庫的安全管理中應用具有重要的現(xiàn)實意義,。

儲油罐安全監(jiān)測主要內容有：

儲罐線型光纖感溫火災探測系統(tǒng)

l  外浮頂罐火災探測

l  內浮頂罐火災探測

l  拱頂罐火災探測

l  球罐火災探測

儲罐光纖光柵溫度監(jiān)測系統(tǒng)

l  儲油罐罐體溫度監(jiān)測

4.2儲罐光纖光柵感溫火災探測系統(tǒng)

光纖光柵溫度監(jiān)測系統(tǒng),，提供了幾近*的探測性能。相比其他探測手段,，這一新興的線型溫度監(jiān)測手段正逐漸為各個領域的用戶廣為接受,，石化行業(yè)消防監(jiān)測由于其易燃易爆的環(huán)境特點就更為適用。

儲罐線型光纖光柵感溫火災探測系統(tǒng)系統(tǒng)功能

迅速準確判斷火情的位置,，極大地提高儲罐區(qū)安全運營的可靠性及技術管理水平,。

• 溫度探測

   對探測光纜所在的區(qū)域進行不間斷溫度巡檢，實時監(jiān)測現(xiàn)場環(huán)境溫度,。

• 火災報警

   實現(xiàn)差溫,、定溫報警，報警參數(shù)支持人工設定,，輸出繼電器報警信號和報警定位信息,。

• 故障報警

出現(xiàn)故障點時，及時判斷故障位置,，輸出報警定位信息,。

• 消防聯(lián)動

當某監(jiān)測點出現(xiàn)火災報警時，系統(tǒng)可輸出報警信號聯(lián)動消防火災報警控制器,，由火災控制器來控制噴水降溫裝置及視頻監(jiān)控系統(tǒng),。

• 屏蔽系統(tǒng)故障點

    系統(tǒng)出現(xiàn)故障點時，可手動屏蔽該故障點報警,，記錄歷史數(shù)據(jù)并可記錄當時操作人員信息,。

• 顯示不同報警信號

系統(tǒng)會根據(jù)溫度上升速度的快慢程度,，給出不同的報警信號，根據(jù)報警溫度不同,，采用不同顏色顯示,。

• 顯示高點溫度

系統(tǒng)軟件界面上顯示各儲罐高點溫度并指示其具體位置。