超高层建筑燃气泄漏报警报警控制系统工程的设计探讨

周健

摘要： 国内、外高层建筑因燃气泄漏而发生的火灾爆炸事件不胜枚举，造成生命与财富的巨大损失，人们清醒地认识到高层建筑用气安全技术的必要性与重要性，而关键在于燃气泄漏报警控制技术及其系统工程。燃气泄漏报警控制系统可以对燃气泄漏预警和实时监测，并及时采取紧急处置措施控制险情，避免引起爆炸等事故，保障人民的生命财产安全。其简便易操作、灵敏性高、工作稳定等优点应用及其广泛。本文以广州周大福金融中心（东塔）燃气管道工程燃气泄露报警系统设计为例探讨超高层建筑燃气泄漏报警报警控制系统工程的设计方案和设计原理，系统主要构成及各构成部分的功能，供交流探讨。

关键词：燃气泄漏；报警；控制系统

1、工程设计概况

1.1、工程概况

此项目位于广州市天河区珠江新城J2-1，J2-3地块广州周大福金融中心，用气区域为地下一层，裙楼及塔楼，塔楼总高度为518米，其中塔楼的107、108层均有用气点，为超高层建筑用气。

1.2、报警系统设计范围

此次设计中，厨房表后管因无具体的厨房炉具及燃气管道布置，所以不在本次设计范围，仅为预留管及管井的燃气泄漏报警系统。

2、燃气泄漏报警系统介绍

本项目采用可燃气体报警监控电脑（工控机），安装于地下一层的消防控制中心，工控机额定工作电压为交流220V，从消防中心UPS接出。整个项目设计了160路可燃气体报警探测器；报警主机分为三台，每台控制点位为256个。也是安装于地下一层的消防控制中心，提供AC220V.1KW消防电源，其中裙楼的探测器接到报警主机A，塔楼的地下负一层至40层的探测器接到报警主机B，41层至顶楼的探测器接到报警主机C。

每台报警主机的点位为256个，而我们的探头加外控器的点位总共是176个，从容量上说一个主机就可以满足了，但是为什么还要设置三台主机呢？

这是考虑到用气地点比较分散，距离较远，控制电缆拉的过长会产生压降，不能确保信号的准确传输；另一个方面，如果只用一个报警主机，一旦主机出现了故障，整个东塔的燃气报警系统就瘫痪，存在较大的安全隐患，综合以上考虑，就设计为分区域分主机控制。同时，现在是预留管设计，主机线路都预留了报警点位，待后续各个厨房及酒店装修用气时，可将新的报警探头接入现有报警控制系统中，形成一个完整的燃气泄漏报警系统，方便管理。

3、仪表选型

可燃气体探测器选用测量范围为0～100%LEL的点型可燃气体探测器，检测介质为天然气，检测方式采用催化燃烧式。可燃气体报警控制器采用总线制，总线电气接口协议采用485协议。可燃气体报警监控电脑采用工控机，工控机配置要求CPU ：Core3代 2.0G Hz以上 或其他满足同等配置要求； 主板： Intel 原装B75芯片主板 或其他满足同等配置要求； 硬盘： 250G或以上；内存：DDR III 4G或以上；光驱：DVD +/- RW； LCD：19"或以上。

4、电缆选型、敷设

监控系统分别采用2芯电线及2芯对绞型控制电缆作供电及传输信号用。各消防控制室之间监控系统采用8芯对绞型屏蔽电缆作为通讯使用。对绞型控制电缆须采用环保型无卤低烟交联聚乙烯绝缘聚烯烃护套屏蔽控制电缆，产品需符合《塑料绝缘控制电缆》 GB/T 9330.2-2008及Q/TY1010-2001要求。

电磁阀、排风设备用联动电缆采用环保型无卤低烟交联聚乙烯绝缘聚烯烃护套软电线。

控制电缆穿镀锌钢管明敷，钢管连接处必须使用连接头或接线盒用聚四氟乙烯密封胶带密封连接，严禁电缆露空。连接头两端须清除毛刺，打磨平整后方可穿线，并在两端作等电位连接。电缆穿管敷设时应沿直线敷设，转弯处不应大于两处。当不可避免时，应采用防爆接线盒连接。

本项目因电缆比较长容易产生压降，为保证报警信号能准确无误的传回报警主机，设计中增加了10个直流电源，对探头供电线进行供电。原则上200米左右的控制电缆增加一个24V直流电源。

5、联动控制系统及监控设计

本设计可燃气体探测器设置原则为在易泄漏及易积聚气体处设置，探测器有效探测半径为7.5米。凡是管井，密闭空间，分隔开的单独区域均安装探测器，与各个主管对应的电磁阀进行联动。可燃气体探测器报警下限设定值为20%LEL，下限報警时只是进行声光报警，报警上限设定值为50%LEL，上限报警时同时联锁切断相应电磁阀。因距离较远，电磁阀较多，本设计联动采用外控器。报警控制器联动逻辑关系如下：

当发燃气泄漏时，报警主机执行相应的动作。普通的小型工商业用户，我们一般只安装报警主机，但是在东塔，我们还多加了工控机，将燃气的报警信号接入东塔的消防系统，探测器检测到泄漏时，工控机上会显示相应探测器的报警信息，报警主机也会进行声光报警，提醒值班人员及时去可能的泄漏点进行排查，预防可能发生的泄漏事故，双重保障，确保东塔用气安全。

6、结语

高层建筑雨后春笋般地屹立于世界各地，高层建筑安全用气技术这一重要课题，已引起国内外煤气界的极大关注。高新技术日新月异，更新换代势在必行。对高层建筑燃气泄漏报警控制系统工程课题的研计与应用，迫在眉捷。系统的设计与施工不仅应符合燃气规范，更应符合消防规范、电气规范、防爆规范。总线制必将取代多线制，数字电路必将代替模拟电路，集成化产品必将取代分离元件产品。因此先进智能型总线制系统必将得到高度重视与广泛应用。

参考文献：

[1]熊正中 徐建成 高层建筑燃气泄漏报警控制系统工程的探讨与实施，《上海煤气》 1998年03期

[2]俞群援 燃气报警控制系统的应用研究 《上海煤气》 2015年06期

[3]孙海涛 ， 刘涛 ， 袁赓 ， 郑逢新 ， 杨永连 城市燃气泄漏报警控制系统《煤气与热力》 ， 2002 ， 22 （6） ：503-505

[4]张建勇 探析城市燃气泄漏报警控制系统 《建筑工程技术与设计》 ， 2014 （27）