油库区消防管网水压远程监测系统

中国石油大学（华东）

油库区消防管网水压远程监测系统

闻 涛 李 建

中国石油大学（华东）

油库类的消防水系统主要分为消火栓系统和自动喷淋系统（泡沫灭火系统），一般由消防水池、水泵、系统管网、高位水箱和阀门以及末端试水装置组成（消火栓系统是顶层的试验消火栓）。基于互联网技术的消防水压实时监测系统，通过选取消防水系统中关键性的具有代表意义的工作点，在工作点处设置水压监测单元，在阀门处设置阀门启闭监视单元，把水压信号通过网络传输和系统集成，在监控平台上自动显示消防水压，同时实现数据的集中存储和管理，从而实现了消防水压的远程实时监测。

消防系统；水压监测；远程监控；信号传输；巡检

1 系统设置原理

油库类的消防水系统主要分为消火栓系统和自动喷淋系统（泡沫灭火系统），一般由消防水池、水泵、系统管网、高位水箱和阀门以及末端试水装置组成（消火栓系统是顶层的试验消火栓）。系统出现的问题一般是由于管路阀门关闭、室外消火栓被冻坏而无法使用，或者消防水泵不能及时启动等原因造成消防泵、消防管网、消火栓等设施无法正常使用从而导致火灾蔓延，给国家造成了巨大的财产损失。

从消防系统实际应用的角度出发，其系统评价的核心指标主要有系统的可靠性、可监测性和可维护性[1]。远程消防水压监测系统是根据《自动喷水灭火设计规范（GB50084）》和《低倍数泡沫灭火设计规范（GB50151）》的要求，在水压不足时或者阀门关闭时及时报警，以保证消防管网水压的可靠性。通过这个系统，就可以实时监测管网中的水压，保证消防管网中时时充满压力水，并可以进行集中管理，以及时扑救火灾，减小火灾损失。并且可以在系统水压出现异常时进行报警，通知维保人员检查管网是否有泄漏并及时修复。系统通过与互联网技术相结合，实现数据的集中存储和管理，构成自动化的传感器网络，提高了消防安全管理的水平。

根据相关灭火规范，消防水压监测单元设置的典型位置和检测内容如下：

（1）设置在消防水池内和系统高位消防水箱内，监测消防水池水位和高位水箱的水位，以保证消防灭火时的用水量和火灾前10分钟的灭火用水量。

（2）消防泵和喷淋泵泵后管道上需要加设水压监测装置，以监测消防系统整个管网中的压力是否满足灭火要求。

（3）系统管道中阀门处要加设阀门启闭监测单元，以防止阀门关闭造成管道系统被封闭。

（4）消火栓系统中每栋建筑物的入口处和顶层的试验消火栓处需要加设水压检测单元，以保证消火栓系统灭火水压满足设计要求。

2 系统组成

远程水压监测系统主要由设在每个建筑物或者油罐的水压监测单元和阀门启闭监测单元组成，通过Zigbee网络自组网，然后通过信号传输装置与服务器、水压监控平台相连，再与互联网技术相结合来实时监测水压，是一种自动化的信号监测系统，其网络结构如图1所示。

图1 水压监测系统结构

（1）水压监测单元。水压监测单元为系统的数据采集模块，相当于人的眼睛，主要由水压传感器（水位传感器）、电源模块、A/D转换模块、显示报警模块等组成[2]。对消火栓系统来说，水压检测单元安装在消火栓系统中每栋建筑物的入口处和顶层的试验消火栓处，用于检测管网的水压；对喷淋系统来说，每个湿式报警阀和水流指示器的末端试水处设置水压监测装置，用于检测管网的水压是否正常。水位检测单元安装在消防水池中和高位消防水箱内，用于检测水池水位是否正常，以保证消防用水量能满足前10分钟灭火要求。若水压检测单元检测到消火栓系统或喷淋系统水压过低，则向系统主机发送水压报警信号；水位控制单元检测到消防水池水位过低时，则向监控主机发送水位报警信号。水压监测单元还应该标注水压监测单元的地址编码，以便从监控平台和在现场实地检查单元的工作情况、并应能存储系统的历史水压数据等信息。

（2）阀门启闭监视单元。关闭的阀门、堵塞的管道、不当的维修及其他问题都会导致灭火系统失去作用，因此对系统中阀门的检测很有必要。消防栓系统中阀门众多，而且正常工作状态时要求必须全部打开，靠人工检查费时费力，需要设置阀门监视装置来保证阀门的开启。阀门启闭监视单元主要由行程开关、传感器、A/D模块、电源模块、显示报警模块等组成。行程开关安装在管道阀门手柄上并与传感器相连接，用于监视阀门是否打开。阀门检测时，不仅要保证阀门开启，还要保证其开启程度符合要求，阀门关闭3圈及以上的情况，系统就认为阀门是完全关闭的，若阀门关闭，则向监控主机发送报警信号，提醒工作人员将阀门打开。

（3）信号传输装置。由CPU、信号发射装置、存储器模块等组成。信号发射装置将数据发送至互联网，存储于服务器主机中。水压检测单元和信号传输装置通过互联网将各检测节点、控制节点按ZigBee结构组成建筑消防供水系统智能感知网络，而每个检测节点、控制节点就是感知网络的基本单元。这些基本单元将自身地址、消防水压（位）信号和报警信号在ZigBee网络中进行传输，最终各监控节点通过信号传输装置将自身编号和消防水压（位）信息和报警信息传输到监控主机上[3]。

（4）系统主机和监控平台。主机用于接收、存储各种报警信息，并可通过水压监控平台终端实现水压显示、异常水压报警、历史数据查询及参数配置等功能。系统使用定时器中断唤醒系统，报警时可唤醒系统，待报警事件结束后重新进入低功耗模式，所以系统的功耗可以降低很多。因系统对水压数据的连贯性要求不高，即使偶然丢失某个水压数据对整个系统的影响也不大，故数据发送采用TCP/IP协议。

3 系统应用中的相关问题

消防远程水压监测系统是可视化、智能化的网络应用系统，但在系统应用中需要注意以下几个问题：

（1）持压泄压阀的安装和水泵的定期巡检问题。在消防灭火系统中设置持压泄压阀是非常重要的，当水泵在进行自动巡检过程中，管网的压力增大，会导致水压监测系统报警，时此持压泄压阀需开启以便防止系统的超压。持压泄压阀一般设置于水泵房内，阀门应与消防水池通过管道相连，以便泄水的重复利用。

（2）排气阀的设置问题。自动喷淋系统应安装在每套报警阀组后配水干管的最高位置，系统在试验消火栓处应设置自动排气阀以排空管道内积存的空气，减少因气体体积变化而引起的压力波动。如排气阀设置的位置不合适或者没有设置排气阀，会造成管网水压波动而使水压监测系统发生误报警。

<1)，且各件产品是否为不合格品相互独立．

4 结论

基于互联网技术的消防水压实时监测系统，通过选取消防水系统中关键性的具有代表意义的工作点，在工作点处设置水压监测单元，在阀门处设置阀门启闭监视单元，把水压信号通过网络传输和系统集成，在监控平台上自动显示消防水压，同时实现数据的集中存储和管理，从而实现了消防水压的远程实时监测。并可以在系统水压出现异常时进行报警，通知维保人员检查管网是否有泄漏并及时修复，消除安全隐患，这给油库区提高消防水压的实时监控提供了技术支持，提升了油库消防安全工作的管理水平。

[1]杨琦，姜冯辉，黄晓家．自动喷水灭火系统检测和维护措施的研究[J]．给水排水，2010（8）：130-134.

[2]王玉涵，徐培龙，叶敏，等．ZigBee在楼宇消防管网水压监测中的应用[J]．消防科学与技术，2012（5）：508-509.

[3]廖曙江，邢佳佳，陈睿迪，等．基于物联网技术的远程建筑消防水压实时监测系统[J]．自动化与仪器仪表，2012（5）：16-17.

（0532）86981759、wentaoshiyou@163.com

（栏目主持 关梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.9.049

闻涛：1999年毕业于山东建筑大学，国家注册设备师，一级注册建造师，现任中国石油大学（华东）工程科科长。