PSC案例解析 船用光电感烟探测器安装距离.docx

某船舶在港口国检查时被指出舱室内点型光电感烟探测器安装间距11.5m超出FSSCOde国际消防安全系统规则探测器安装距离要求0.5m问题。那么，探测器当下安装距离是否能够保证其火灾报警特性呢？本文通过研究探测器工作原理，结合当前探测器通用标准和灵敏度性能参数，试做推断。1、点型光电感烟探测器工作原理点型光电感烟探测器是利用火灾烟雾对光产生吸收和散射作用来探测火灾的一种装置，主要由发光元件和受光元件两部分组成，如图1所示。图1点型光电感烟探测器原理正常由发光元件发出的光通过透镜射到光敏元件上。发生火灾时，烟雾进入光电室，发光元件发出的光线被烟粒子散射，使得处于一定夹角位置的收光元件（光敏元件）的阻抗发生变化，产生光电流。此光电流的大小与散射光强弱有关，并且由烟粒子的浓度和粒径大小及着色与否来决定。当烟粒子浓度达到一定值时，散射光的能量就足以产生一定大小的激励用光电流，可以用于激励遮光暗室外部的信号处理电路发出火灾报警信号。2、探测器安装距离变大如何影响探测器的报警功能探测器安装间距变大，必然会在一定程度上降低进入探测器的烟雾浓度。进入到探测器的烟雾浓度降低，散射光就会变弱，激励光电流也会变小，如果探测器不够灵敏，极有可能无法触发火灾报警。因此探测器的灵敏度能否满足当下安装距离的要求是问题的症结所在。3、感烟探测器的灵敏度从定义上讲，灵敏度是探测器对单位有效输入量的敏感程度。灵敏度作为探测器的基本属性，与时间无关，具有时不变性，但通常是入射粒子能量的函数。影响光电感烟探测器灵敏度的因素有：光电接收器输出信号，光源辐射功率和波长，烟雾粒子的浓度、粒径，散射角、散射体积以及光敏元件受光面积。一旦选定了光学器件和确定光迷宫结构，报警信号强度只与烟雾粒子浓度和粒径有关。火灾探测器的灵敏度可以通过试验进行验证，以检验其在模拟真实火灾环境下的响应性能。目前，世界上公认的感烟探测器灵敏度试验标准，具有代表性的主要有欧洲的EN54-7、美国的U1.268、日本的消防法,中国的GB4715（基本等同于EN54）oFSSCode对于火灾报警探测器的相关要求源于EN54,该探测器由国内生产厂家制造，满足GB4715的要求。本文整理了EN54和GB4715中光电感烟探测器灵敏度试验要求。EN54-9：1984（2005年纳入EN547）中对光电感烟探测器的灵敏度试验要求如表1所示，对4只感烟探测器，依次按TF1-TF6的6种试验火进行点火。试验期间应随时测量4T,m,y等火灾参数。要求每只探测器在每一种试验火结束前均应发出火灾报警信号。根据4只探测器在6种试验火中的表现，确定其灵敏度等级A、B、C和N（不动作），灵敏度等级划分见表2和图2o除TFl和TF6试验火之外，在其他4种模拟试验火中探测器灵敏度等级必须在C级范围内，满足该要求的探测器才可视为灵敏度测试通过。GB4715-2005点型感烟探测器中灵敏度测试方法与EN54中完全一致。表1EN54-9中感烟探测器灵敏度试验内容试验火燃烧材料燃烧状态TFl木材明火TF2木材阴燃火TF3棉绳阴燃火TF4聚氨酶明火TF5正庚烧明火TF6乙R?明火灵敏度级别灵敏度泅试结果3A全部4只探头*<T1=15ma<ml=0.5dBya<yl=l.5B全部4只探头R<T2=30,Cma<m2三IdBya<y2=3C全部4只探头0<T3=60ma<m3=2dBya<y3=634、感烟探测器安装距离要求EN54-14Firedetectionandalarmsystems-part14:Guidelinesforplanning,design,installation,commissioning,useandmaintenance中点型感烟探测器安装距离要求如表3所示，天花板高度h<llm时，探测器最大中心距为15m。X天花板高度(In)h4.54.5<h66<h811<h811<h25h>25感烟探测器保护半径7.57.57.57.5NNNS备注NN：除特殊情况外，一般不用于该高度范围NS：不适用于该高度范围表3点型感烟探测器保护半径和天花板高度限制GB50116-2013火灾自动报警系统设计规范作为设计人员确定火灾自动报警系统中探测器安装数量与布局的主要依据，在特定的实验条件下，通过4种典型试验火试验提供的数据，参照国外规范制定了表5中感烟探测器的保护面积和保护半径。凡符合GB4715:2005标准的感烟探测器，其保护面积和保护半径同样符合表4规定。地面面枳S(m2)房屋高度h(m)一只探测器的保护面枳A和保护半径R屋顶坡度O15*15*<30°>30A(BIr)RGn)A(m2)R(ID)A(b2)R(In)S80h124806.7807.2808.0S>806<h12806.71008.01209.9h6605.8807.21009.0表4GB50116-2013中感烟探测器的保护面积和保护半径探测器安装间距，应根据探测器的保护国积A和保护半径R确定，且不超过图E探测器安装间距的极限曲线。其中D5、D7-D11(含D9)曲线适宜于保护面积A=60m2、80m2>100m2、120m2,保护半径R=5.8m、6.7m、7.2m、8.0m、9.0m和9.9m感烟探测器。MlE费役，1!注：A探测器的保护面积（m2）a,b探测器的安装间距（m）；DI-DU（含D9）在不同保护面积A和保护半径下确定探测器安装间距a,b的极限曲线；Y、Z极限曲线的端点（在Y和Z两点间的曲线范围内，保护面积可得到充分利用）5、可行性分析该船点型光电感烟探测器灵敏度测试作为型式试验项目在初次认可时已按照EN54-7（GB4715-2005）的相关要求进行试验，并确认该型号探测器灵敏度等级为C级，满足标准要求，型式试验结果如表5。表5灵敏度型式试验结果22火支Jt启Xit4.22愎火WySMl17»O.H。BIMO7SOSlIMO.t1OM20«0<1OM9t217OE1.Mitson.4IM0111.M0.771.5090m1.M4.1lIM41»IM1.U4.51201314529Mm1.034.NWIO)4NIM1.145.56IIM*«/通过研究点型光电感烟探测器工作原理、灵敏度测试标准，EN54-14和GB50116中探测器安装距离要求，分析安装距离对感烟探测器火灾报警的影响，从以下几点给出本次事件中探测器安装距离有效的可行性理论依据。(1)该型感烟探测器按照GB4715标准(等同EN54-7)生产，满足GB4715标准的感烟探测器即符合GB50116中探测器中心距(其中最小值11.6m大于11.5m)；(2)该型感烟探测器按照EN54-7标准进行型式试验，适用EN54-14中探测器最大安装中心距15m；(3)根据舱室火灾探测器的安装数量，利用探测器安装距离a、b与保护面积A和最大中心距(2R)的关系a*b=A和a2+b2=R2,结合探测器安装距离极限曲线，也可以优化探测器的安装位置，保证每个探测器的保护作用发挥充分。由以上分析可知，该船光电感烟探测器的灵敏度满足要求，且安装距离在极限曲线(图E)范围内，符合EN54和GB50U6的安装距离要求，不影响探测器的火灾报警功能。如上，在无法获取直接试验数据的情况下，从探测器工作原理角度分析安装间距变大如何影响探测器火灾报警功能，找到放宽安装距离的切入点。研究了EN54和GB4715中探测器灵敏度试验方法及等级要求、国际和国内公认标准中探测器安装要求，结合实际产品型式试验灵敏度测试结果，通过横向对比的方式,找出放宽安装距离的切入点，整理出放宽船用光电感烟探测器安装距离可能的理论依据。同时也为船舶消防设备的优化布置提供了新的视角和思路。PSC检查I船舶消防报警系统常见缺陷船舶探火和失火报警系统功能在于尽早发现初期火灾，通过警报呼唤人员及时进行扑救，最大限度地减少火灾造成的损失，该系统主要有两大部分组成，即探测器和报警器。探火和失火报警系统依据安装的场所不同可分为两种：固定式探火和失火报警系统、抽烟式探火系统。本期我们主要讲一下船舶固定式探火和失火报警率纺一、百遍上探火和失火报警系统组成1 .固定式探火和失火报警系统该系统是火警报警系统的中枢神经，他监控火警监控探头信号，识别信号产生的火灾情况和区域，通过自身判断发出报警信号类型，从而发出报警信号(微信公众号：航运精英圈)，传送至报警设备上并发出声、光报警信号。2 .手动报警按钮主要是在自动监控设备未及时发现火灾，或尚未达到启动报警条件，而船上人员及时发现火灾，能够采取及时发出报警措施，把信号传送到报警系统的一种方式。3 .火警报警探头该探头分感温式和感烟式，他们主要分布在不同的被保护处所。感烟式探头通过监测烟雾的浓度来实现火灾防范的，烟雾探测器内部采用离子式烟雾传感，工作稳定可靠。感温探测器是通过监测探测周围环境温度的变化来实现火灾防范的，适用于相对湿度大，在正常情况下有烟和粉尘滞留，如厨房、餐厅、吸烟室及其它不宜安装烟感探测器的地方。4 .电源供电单元供探火和失火报警系统操作时使用的电气设备的电源应不少于两套，其中一套应为应急电源。应由专用的独立馈电线供电。这些馈电线应接至位于或邻近于探火系统的控制板上的自动转换开关。在2014年7月1日或以后建造的船舶上,转换开关应布置成在发生故障时不会导致两套电源同时断电，自动转换开关的操作或其中一套电源的故障不应导致探火能力的丧失。如短暂断电会导致系统能力下降，应配有足够容量的蓄电池以确保转换期间的持续运行。二、适用范围和法定要求根据国际消防安全系统规则（FSS）和国内航行海船法定检验规则，船舶根据吨位等级、船舶种类和建造年限不同，适用不同的安装要求，具体如下:国际航行船舶：500总吨以上船舶均需要安装（SO1.AS2000修正案/2011综合文本C部分一第7条火灾控制）国内航行船舶：IffiH*I08修改通报之前Oe修改通报之后I*注jMMMMul动警自动报警拿犊动出警普通总吨M$000100OA总嚏总吨*2000f动货船<40报警掩M液货箱总吨M2000总吨32000总崎MSoO映行500的距肉不能大客船NlOo人级客帕及以上低于这个尊线的也布F动拉忸M警J20米火警监控区域要求（货船）IC法一应安装固定式探火和失火报警系统，探测起居处所所有走廊、梯道和脱险通道的烟雾；IIC法一自动喷水器、探火和失火报警系统（起居处所、厨房等）+固定式失火和探火系统（走廊、梯道、脱险通道），以探测烟雾；IIlC法一固定式探火和失火报警系统，探测烟雾，（起居处所、厨房、走廊、梯道、脱险通道）但基本没有失火危险的处所除外（比如留空处所、卫生处所等）。火警监控区域要求（客船）载客超过36人的客船：在服务处所、控制站和起居处所，包括起居处所内走廊、梯道和脱险通道，须安装和布置固定式探火和失火报警系统。个人浴室和厨房毋需装设烟雾探测器,极少有失火危险或没有失火危险的处所（如留空处所、公共盥洗室、二氧化碳舱以及类似处所），不需要安装。载客不超过36人的客船：除了没有重大失火的危险处所，如留空处所和卫生处所等以外，在无论垂直分隔还是水平分隔的每一分隔区内的所有起居处所和服务处所以及主管机关认为必要的控制站内，均需安装固定式探火和失火报警系统。控制系统安装技术要求对于货船，如控制板位于消防控制站内，则应在驾驶室设区域报警：当回路中的任一个探测器或报警按钮动作时，即产生该回路的报警信号。报警输出：报警发生2min后如无人处理，自动接入船舶内部通用紧急报警系统，向所有船员处所起居处所、服务处所、控制站和A类机器处所发出声响报警。电源报警：当主电源失电，自动转换至备用电源。同时自动失电报警。在2014年7月1日或以后建造的船舶上，自动转换开关的操作或其中一套电源的故障不应导致探火能力的丧失。如短暂断电会导致系统能力下降，应配有足够容量的蓄电池以确保转换期间的持续运行。故障报警：应对系统操作所必要的动力供应和电路的失电和故障情况予以适当监视，若有故障情况发生，应在控制面板上发出有别于火警信号的声光故障信号。可外接火灾报警复示器和VDR接口。应提供试验和维修所需的适当说明书和备件。火警探头安装要求探测器应安装在最佳功能的位置。靠近横梁和通风管道的位置，或气流会影响探测器性能的其他位置，或有可能产生冲击或物理性损坏的位置都应予避开。一般位于顶部的探测器与舱壁的距离应至少为0.5m,但是，布置在走廊、小室和梯道内的除外。探测器的最大间距应符合下表：类型W乐/b的大堆板囱根（Bf）苒个费11之间的*X*A（m）开怆壁的大传A<m>想式3794.5式74115.5手动报警安装要求：符合消防系统安全规则的手动报警按钮应遍布起居处所、服务处所和控制站。每一出口都要装有手动报警按钮点。在每一层甲板的走廊内，手动报警按钮的位置应便于到达，且走廊的任何位置距手动报警按钮的距离都不超过20m。三、检查要点（一）证书、文书的检查1 .检查该船的船舶设备证书或船检证书，会标注固定式探火和失火报警系统的安装信息，根据船舶的种类、吨位情况，确定船舶是否按要求安装该系统。2 .如果装有该设备，检查该设备是否相关的船检认可的船用产品证书，是否持有设备说明书和操作说明。（二）设备外观检查1.固定式探火和失火报警系统型号、铭牌标注信息是否与船检证书、中标注的一致。3 .设备外观清洁、显示功能正常，火警探头安装是否缺失。4 .在设备附近是否悬挂了使用工作语言编写的操作说明。5 .是否备有维修用的备件，比如火警探头。（三）设备的功能性检查1 .让负有操作责任的船员开展报警系统的自检，以确认该系统声光报警工作是否正常，同时确认船员是否能够熟练使用该设备。2 .人为拆除一个火警探头，观察该系统是否发出正确位置的故障报警显示，以及复位后报警是否及时消除。3 .任意选取一个火警探头，采取模拟火灾烟雾，以确认是否能够及时发出正确位置的声光信号，并等待两分钟能否发出全船报警信号。4 .人为断开主电源（如合适时），是否有在控制板上发出声、光故障信号，这一信号应与失火信号有区别。5 .触发手动报警按钮，是否发出正确的声光报警信号。四、常见缺陷、公约依据及处理1来按松线则要求设置火警报警系统,未按坟定的也置设置火警报警系统的手动按钮So1.AS2000修正案2011螺台式率CeC分一用；条火灾控制岛99M11K4M92-2*2.12(««)3.9(普通货船)411(液货船)30702火警警报系皎主电潭故e成无它念电源供电.故障SoMS2000修正案2011缘台文本C部分一第7条火灾控IM海92第11育第1童1.12.1(3)W99M11*4HJ2-241.12.1(3)903火警报警东嫌的探测、控，系统故HSouS2000修正案2011缘合式机就分一Jr条火灾控制#92第11第1，1.12.1(2)999(MllflhMM2-241.IZ1/(2)17/304手动技场玻璃面板失、破畏、手或复位工具吃失SOUS2000修正案2011绿合文本CIC分一第7条火灾拄制海92第119第1拿1.12.1/(1)*99OlIlIMJK2-24t1.121(1)175船上未配事火警警报系统使用说明书SoUS2000修正案2011株台文女部分一笫7条火灾控制离加第IlHMl*1.12.P<12)*9904Il第4/第2-2,1.12.1«12)17166来张贴火警警报系统!作畿程So1.S2000修正案2011嫁合文权部分一第7条火灾控!海92第Il第1*1.12.1(12)«990412.1/(12)177船员时火警报，系统自检粕测试不熟练SOUS2000修正案2011球台文收:分一第7条火灾拄!海92JlllI第1，1.12.1(13)»9904Il第4,第2-2l.12.1(1S)178火警有试时瞽损失收So1.AS2000修正案2011镰合:7权部分一第;条火灾控制海92第111.12.1/(4)499(Hn9UIJR2-24l.lXl(4)17/309无还Ii表明按公司体系文件要求对火警警IejS行定帆UiSo1.AS2000修正案231绿会文有部分一第7条火灾控制海力IlntIJ»1章1.12.1/(13)«990411>4M92-2«1.IZ1/(13)17