吸气式感烟探测器在冷库中的应用

本文作者英国气敏技术有限公司彼得·福克斯(Peter Fox)向我们提供一些在冷库中应用吸气式感烟探测器取得最有效和最可靠感烟效果的具体信息。

    20世纪80年代初，吸气式感烟探测器开始被接受为保护电话局、计算机房等场所的一种普遍防火方法。其可靠探测大气流区域中的极低浓度烟，意味着这种探测器会迅速被这些环境接受为一种标准的火灾探测器。确实，这种探测器能实际预防火灾，而不仅仅探测火灾，这还是第一次。就在最近，诸如采用粉尘鉴别算法的高灵敏度的吸气式感烟系统Stratos-HSSD，能剔除粉尘等非火悬浮空气粒子信号，这意味着它可广泛用于面粉厂等区域。在英国，吸气式感烟探测器最先用于冷库，约在1985年，但是，由于那时的一些不可预见的缺陷，还不能说这个早期安装是一个极其成功的范例。可喜的是，从那以后，我们对这种探测器的安装和使用，已取得了大量的经验。气敏技术有限公司对吸气式感烟探测器在这种特殊领域中的应用，具有丰富的经验。本文将根据本公司的系统设计手册谈谈吸气式感烟探测器的实际应用。

    由于冷库中的异常情况，吸气式感烟探测器的应用所需要的特殊技术是一般消防法规和标准不能提供的。特别是为了保证探测气样的采集、冷库的卫生和人员的安全，对气样采集管子安装定位，应予以特别关注。

    气样采集管及其位置

    吸气式探测系统的气样采集管应安装在冷库的主要部位内，而不要设在天棚或辅助空间内。气样采集管应采用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物或薄不锈钢材料制作。由于PVC-u在低温下会脆裂，所以，不适合。另外，应记住，如安装金属气样采集管网，必须要接地。

    气样采集管系统的安装，应尽可能远离建筑结构，因为这会接触或靠近上面有许多冷凝水和冰的建筑结构的内表面。尽管冷库的工作温度范围往往在摄氏零度以下，但是，热幅射、对流和传导会造成明显的温差。气样采集管系统一定不要直接设在冷却装置的强迫气流通路中。冷却装置断续吹送温度多半在-35℃至-40℃的大大低于冷库工作温度的空气，这样，在冷却装置停止时，气样采集管将用一定时间达到冷库的环境温度，并易于结冰。一般来说，气样采集孔应在气样采集管的侧面钻，因为在这里，冷凝和结冰的可能性很小(取决于冷库的温度)。

    应对返回到冷却装置的气流的监视予以考虑。监视回流气流具有使用空气流把烟吸到气样采集系统内的优点(也称做"初始"探测)。然而，不要忘记，这种气流不会是连续的，不应依赖该气流输送烟。

    吸气式感烟控制器主机通常都必须安装在冷库的外边，因为在温度低于摄氏零度时，探测器就不能连续工作。如果把探测器装在冷库的外墙或天棚上，则应采用保温板条把探测器和安装表面隔开(例如50×50毫米的软木)，因为在某些情况下，这些外表面上会形成凝结水。如将Stratos探测器装在外边，应将其装在适宜的全天候外壳内。如果探测器向外壳排气，外壳一定不要密封，理想的是，外壳应有把废气返回到被保护区的设施。

    在气样采集管离开冷库的点上，应安装空气加热装置，以不使被冷却的气样采集管暴露于冷库外边的温度较高的空气中。被冷却的管道工程如暴露于温度较高的空气中，其表面有可能产生大量冷凝水，尤其在潮湿的情况下，会出现结冰-融化循环，如管理不当，这会给冷库卫生和人员安全带来危害。加热器能提高被采集的空气和管道工程的温度，防止产生冷凝水。经验表明，有时推荐的基本轨迹加热，对于工作温度在摄氏零度以下的冷库来说，是不适用的。通向加热器装置的气样采集管道工程应始终水平或倾斜铺设，以便防止冷凝水流回气样采集管和防止重新结冰，使管子堵塞。

    安装问题

    如果冷库周围没有辅助空间，加热器盒应安装在全天候外壳内，而Stratos探测器应安装在屋顶辅助空间内。加热器不应安装在冷库的屋顶上，因为这会带来问题（本文后边将详述该问题）。如果冷库没有辅助空间，加热器和探测器都可以气排回被保护区。这会防止冷库和周围区域之间的压差对通过探测器的气流造成不利影响。

    空气加热器要有一个电源，并要对加热器的工作予以连续监视。为此，要在探测器的进气口处设一只工厂装配的精密预调热动开关。可利用这个开关的输出值产生故障报警。必须对安装期间的温度变化对气样采集管的影响给予考虑。对于一个新的安装来说，可能会把气样采集管系统安在例如20℃温度上，而冷库会工作在比该温度低40℃至50℃上。所以，应对气样采集管材的膨胀和收缩线性系数给予考虑，并在安装期间对安装的管长的最终变化做适当的补充。有时会令人吃惊地发现，冷库中使用的一般气样采集管长度在高温条件和低温条件下相差有几十厘米之多。不难想象，这种情况如在工程后期阶段纠正，该是多么麻烦。

    在低温下的应用

    Stratos-HSSP探测器同所有其它吸气系统一样，都不适合安装在环境温度会低于摄氏零下10℃的区域内。在被保护区的空气温度始终低于该温度时，最基本的要求是把探测器安装在被保护区域的外边。可以采用加热器装置，通过自动调温加热元件把刚离开被保护区的极冷环境中的空气吸入，以提高其温度。采用这种方法，可以大大减少被保护区外边的气样采集管道上的冷凝问题。加热空气气样也能保证Stratos-HSSD组件工作在规定的温度容限内，并从实际上消除表面冷凝的可能性。

    为了监视空气加热器元件的工作，还提供精密空气热动开关工具。这个工具可监视被采集的气样在离开吸气风机装置时的温度。如果该加热器元件发生故障，可以把这个热动开关的接点连接起来，产生一个普通故障信号。在Stratos-HSSD连到一个模拟量可寻址火灾报警系统上时，可以用监视接口给出一个具体的故障报警。

    安装人员自己可以避免的问题

    上述建议似乎为安装人员仅提供有限数目的选择方案，这些建议都是经过深思熟虑的，因为建立气样采集管网采用的许多普通技术都会给其应用带来问题。

    经验表明，有一个"普通"安装技术无论如何也不能采用，这就是将气样采集管子从冷库内竖直铺设到冷库隔热墙体外面的一个较高温度区。这种做法的一般后果是管子会被水堵塞。管子被水堵塞的快慢取决于进入冷库的任何空气的相对湿度和随后出现的空气中的冰粒子的浓度，以及冷库和周围区域之间的温差。

    在能够保证冷库内的空气没有冰粒子时，就不会发生这种现象。然而，这是不可能的，因为冷库的正常工作意味着人员每次进出都会把潮温空气带入冷库内。

    延长气样采集点(也叫做毛细管)特别容易使管子堵塞，因为其直径相对较小，所以，不提倡这种做法。

    气样采集管通过冷库墙壁竖直铺设，还会在冷库外边的管子的外表面上产生大量冷凝水。这是很难控制，如果得不到控制，就会对冷库的卫生和人员安全带来危害，还会损坏冷库结构。

    冷藏库

    冷藏库的温度一般保持在0℃至+5℃，类似家用电冰箱的温度。为了保持这些温度，冷藏库将有型式类似冷库冷却机的冷却机，这种冷却机能将通过冷却机的空气冷却到0℃以下。其结果，这个直接吹入的冷气流中的任何物质也会被冷却到0℃以下的温度。

    冷却机不可能连续工作，一般它仅能根据恒温控制的需要开动。

    各个冷藏库用的冷却机的结构都有所不同，所以，应在勘测阶段考虑确定如何安装该冷却机和冷却空气的流向。

    进入冷藏库的暖空气很自然会上升和达到露点，因为温度下降，水蒸汽会冷凝。这种冷凝蒸汽在暖气流内将会上升，并在冷却机的冷气流不改变其流动方向时，冷凝蒸汽将会越过冷却机冷却的表面。如果这些表面在0℃以下，冷凝蒸汽就会在其上面结冰。由于这个现象，尤其重要的是气样采集管的安装应远离冷却机的强迫空气流。气样采集管也会暴露于温度极高的空气中，这时，在冷却机进行除霜循环时，冷凝蒸汽会引起不必要的报警。为了解决这个问题，Stratos-HSSD探测器配有一个特殊的"远程隔离"设施.