Системы обнаружения пожаров

Судовая пожарная сигнализация предназначена для обнаружения очагов пожара, сообщения о месте его возникновения, а также для предупреждения экипажа о пуске в действие системы объемного пожаротушения. Сигнализация сообщения о пожаре обычно совмещается с аварийной сигнализацией.

На пассажирских судах существует две систем сигнализации сообщения: для судового экипажа и для пассажиров. Это делается в целях предварительного оповещения экипажа о пожаре без объявления об этом пассажирам. Пассажирам объявляется о начавшемся пожаре только в случае необходимости. Для оповещения людей о пожаре, кроме автоматической сигнализации, используется и судовая трансляция.

На пассажирских и приравненных к ним судах, перевозящих более 36 пассажиров, согласно требованиям Конвенции SOLAS – 74 (Правило II-2/40.6) для быстрого обнаружения пожара должна нестись эффективная дозорная служба. Аналогичная дозорная служба должна быть организована в судовых помещениях специальной категории при перевозке в них автотранспорта с топливом в баках (SOLAS – 74, Правило II-2/37.1.4)

Суда, оборудованные пожарной сигнализацией, имеют центральный пожарный пост (ЦПП), расположенный в рулевой рубке или в другом месте, имеющей постоянную вахту. Так как на стоянке судна в рулевой рубке постоянная вахта обычно снимается, то сигналы о возникновении пожара должны дублироваться в помещении, где постоянно пребывают люди во время стоянки (в грузовой канцелярии, на месте вахтенного у трапа и т.д.).

В ЦПП на панели пожарной сигнализации изображена мнемосхема судна с сигнальными лампами, реагирующими на сигналы датчиков, установленных в судовых помещениях. Световые сигналы обычно дублируются звуковыми.

Кроме обычной приемной станции на мостике, сигнализация автоматизированных судов имеет дублирующее устройство в помещении главного (старшего) механика. На пассажирских судах сигналы о пожаре, принятые на ЦПП, дублируются в помещении вахтенного или пожарного помощника капитана.

Поступивший на станцию сигнал должен быть немедленно передан системе авральной сигнализации с помощью блокирующих релейных устройств. При отсутствии блокирующего устройства сообщение о поступлении сигнала на станцию пожарной сигнализации должно быть продублировано в районе несения постоянной судовой вахты.

Автоматическая система сигнализации обнаружения пожара современного судна включает в себя следующие основные элементы: пожарные извещатели (детекторы), подающие сигнал о пожаре (ручные и автоматические); датчики пожара; приемная станция; линия связи; источники электропитания (основной и аварийный); блоки автоматического контроля исправности системы; блоки ручной проверки исправного состояния системы; сигнальные устройства (световые и звуковые, оповещающие о возникновении пожара или неисправности системы).

Автоматические извещатели реагируют на физико-химические факторы, сопутствующие горению, что проявляется в изменении свойств их чувствительных элементов.

Датчики пожара, куда поступает сигнал от извещателей, определяют по изменению свойств пожарных извещателей пожарное состояние и преобразует его в электрические сигналы соответствующие отсутствию пожара и его появлению.

Приемная станция принимает сигналы от датчиков пожара, расшифровывает их и преобразует в световые и звуковые сигналы. Линия связи обеспечивает электрическое соединение пожарных извещателей, датчиков пожара и приемной станции. Блоки автоматического контроля исправности системы обеспечивает непрерывный контроль исправности пожарных извещателей, датчиков пожара, линий связи и источников питания. Основное питание осуществляется от судовой электросети. В качестве аварийного питания обычно используются автономные аккумуляторные батареи с необходимой электроемкостью.

В зависимости от способа соединения датчиков пожара с приемной станцией системы пожарной сигнализации разделяются на лучевые и шлейфные (кольцевые). Система называется лучевой если каждый датчик пожара (рис 23а) подключен к приемной станции отдельной, двухпроводной линией связи ("лучом").

а) лучевая	б) шлейфная

1 – приемная станция; 2 – датчики пожара; 3 – пожарные извещатели.

Рис. 23. Системы пожарной сигнализации

Луч может объединять извещатели помещений, расположенных только в одной главной вертикальной зоне на одной палубе на одном борту судна. В соответствии с правилом 13 главы II –2 SOLAS – 74 не должно допускаться обслуживание одним лучом более 50 выгороженных помещений. На панели пожарной сигнализации каждому лучу соответствует номерная сигнальная лампа, подающая световой сигнал в случае возникновения пожара в помещении, где расположен извещатель данного датчика пожара.

Таким образом, приемные станции сигнализации обнаружения пожара показывают, из какого помещения поступил сигнал при срабатывании датчика.

В кольцевых (шлейфных) системах сигнализации (рис. 23б) все датчики пожара последовательно соединяются между собой одним общим проводом (шлейфом), концы которого вводятся в приемную станцию. В этой системе предусмотрена установка специальных извещателей, которые посылают на ЦПП определенный кодированный знак, обозначающий место возникновения пожара. Для обработки таких сигналов на приемной станции предусматривается специальное устройство типа аппарата Морзе или перфоратора. Несмотря на значительно меньшую металлоемкость по сравнению с лучевыми, шлейфные системы не получили распространения на судах из-за сложности устройства и невысокой надежности.

Лучевые системы находят наибольшее применение на судах морского флота в связи с менее сложным кодированием сигналов от датчиков пожара.

Сигнализацией предупреждения о пуске систем объемного пожаротушения обычно оборудуются помещения, в которых при нормальных условиях работы судна находятся люди. Сигнализация блокируется с ручным и дистанционным пускателями систем. Подача сигнала должна опережать пуск системы. Поэтому блокировкой предусмотрен отрезок времени (1…2 мин), необходимый для эвакуации людей из наиболее удалённого места горящего помещения.

Во избежание дезорганизации работ судового экипажа сигналы предупреждения подаются только в те помещения, в которых будут вводиться огнетушащие вещества и из которых необходимо эвакуировать людей. Одновременно со звуковым сигналом включается световое табло с надписью "Газ! Уходи!".

Система сигнализации предупреждения получает питание от автономной аккумуляторной батареи.

В зависимости от способа приведения в действие пожарные извещатели (детекторы) разделяются на ручные и автоматические. Ручные (кнопочные) извещатели позволяют любому члену экипажа или пассажиру подать сигнал о замеченном очаге пожара на ЦПП. Ручные извещатели располагают в легко доступных местах на небольшой высоте от палубы: в коридорах, вестибюлях, в машинных и производственных помещениях, а также на открытых палубах. Для того, чтобы они были хорошо заметны, их корпуса окрашивают в красный цвет и снабжают лаконичной инструкцией по использованию. Для предотвращения возможных механических повреждений извещатели оборудуют защитными устройствами.

В случае обнаружения пожара или его первых признаков (дым, запах гари, повышение температуры в помещении выше нормы) каждый член экипажа обязан сообщить об этом вахтенной службе. Кроме ручной (кнопочной) пожарной сигнализации может быть использована внутренняя телефонная или радиосвязь.

В крайнем случае, сообщают устно (голосом) вахте об обнаруженном.

Автоматические извещатели устанавливаются в каждом помещении, ограниченном переборками и палубами, в жилых и служебных помещениях, постах управления, грузовых помещениях, а также в отсеках специальной категории. Так как при пожаре горячий воздух и продукты сгорания поднимаются вверх, то извещатели обычно устанавливают на подволоках помещений.

В зависимости от того, какой фактор вызывает срабатывание датчика, автоматические извещатели разделяют на группы: тепловые извещатели, реагирующие на повышение температуры; оптические с фотоэлементами, срабатывающими от дымового или светового факторов; ионизационные с использованием в качестве чувствительного элемента ионизационных камер; комбинированные, реагирующие на тепло и дым.

Тепловые извещатели по типу применяемых чувствительных элементов делятся на биметаллические, на термопарах, полупроводниковые. Распространенными типами тепловых извещателей являются МДПИ-028, ТРВ, ДТЛ (с плавкой вставкой), ДИ, ДПС-038 и ДПС-1АГ (с применением термопар) и др.

Извещатели МДПИ-028, ДТЛ и другие, работающие на размыкание цепи, могут включаться в приемные станции последовательно с помощью специальных устройств, называемых релейными комплектами.

В качестве примера таких извещателей может быть представлен МДПИ-028 (рис.24).

Извещатель в водозащитном исполнении помещен в пластмассовый корпус (рис. 24а). Принцип работы прибора можно понять, ознакомившись с его кинематической схемой (рис 24б). Чувствительным элементом являются две биметаллические спирали 1 и 2. Первая спираль свободно сообщается с внешней средой и отделена от нее лишь перфорированным чехлом. Один конец спирали жестко укреплен на первичной оси 10. На противоположном конце этой оси неподвижно укреплена контактная шайба 7 и одна часть электрического контакта 8. Вторая спираль расположена в закрытой камере 3. Внутренний конец спирали 2 жестко укреплен на вторичной оси 9, на которую неподвижно насажена контактная шайба 6 с выступом 4. Вторичная ось свободно вращается относительно первичной, и ее поворот ограничивается регулировочным винтом 5. Шайбы 6 и 7 имеют контакты 8, к которым подключаются провода системы сигнализации. В нормальном состоянии контакты должны быть замкнуты. Рассмотрим два режима работы прибора.

1. При медленном нарастании температуры обе спирали, одинаково нагреваясь, поворачивают свои оси 9 и 10 вместе с контактами 5 с одинаковой угловой скоростью. В связи с этим контакты 5 остаются все время замкнутыми. При достижении определенной температуры выступ 4 шайбы 6 коснется упора 5, и вторичная ось 9 вместе со своей частью контакта остановится. Но так как первичная ось 10 со своей частью контакта будет продолжать вращаться под действием деформирующейся спирали 1, то контакт разомкнется, разорвав электроцепь. Извещатель срабатывает как максимальный.

2. При резком, скачкообразном возрастании температуры открытая спираль быстрее реагирует на изменение окружающей среды, чем спираль 2, находящаяся в закрытой камере. В связи с этим деформация спирали 1, а значит и угловая скорость вращения шайбы 7 будут больше, чем деформация спирали 2 и скорость поворота шайбы 6, которая с ней связана. При этом контакты 8 размыкаются. Извещатель срабатывает как дифференциальный и

Рис. 24. Извещатель МДПИ - 028

Рис. 25. Извещатель ДТЛ (колпачок снят).

подает сигнал о начале пожара раньше, чем будет достигнута предельная температура, когда пожар получит дальнейшее развитие.

На судах применяются также тепловые извещатели типа ДТЛ с плавкой вставкой (рис. 25). Чувствительным элементом датчика являются две пружинящие пластинки, верхние концы которых спаяны легкоплавким металлом. Пластины крепятся к диэлектрическому корпусу с помощью винтов и защищаются от возможных механических повреждений пластмассовой решеткой. С помощью контактных винтов датчик последовательно включается в электрическую цепь системы сигнализации. Извещатель срабатывает при температуре 72 °С. Время срабатывания не более 90 с. защищаемая площадь 15 м², токовая нагрузка при напряжении 60 В не более 0,1 А. Работает он только на разрыв цепи и является прибором однократного действия.

Недостатком таких извещателей является то, что из-за одноразовых действий невозможно осуществлять периодические проверки исправности системы сигнализации.

Извещатели с применением термопар относятся к группе дифференциальных. Они бесконтактны, взрывобезопасны, так как в нормальных условиях в их цепях токи отсутствуют, и поэтому посторонний источник питания для них не требуется. В качестве чувствительных элементов применяется термобатарея, имеющая малоинерционные и инерционные спаи. Недостатком этих извещателей является их ненадежность при медленном повышении температурной среды.

Биметаллические тепловые извещатели, а также извещатели с терморезисторами, разделяются по принципу действия на максимальные, дифференциальные и максимально - дифференциальные (комбинированные).

Наиболее перспективными тепловыми максимальными и максимально-дифференциальными извещателями, применяемыми на судах современной постройки, являются извещатели с терморезисторами, работающими в режиме слабых токов типа ДМ-70C,(температура срабатывания +70 С), ДМ-90С, ДМД-70С и т. Извещатели этих типов имеют хорошие характеристики и высокую степень надежности. (Рис. 26)

Максимальный извещатель ДМБ-70С взрывобезопасного исполнения, когда температура прибора (а не окружающей среды) достигает заданного значения (с точностью ±5% +70С).

Рис. 26. Максимальный извещатель ДМ-70С, ДМД-70С

Поэтому эти извещатели обладают определенной инерционностью, пропорциональной скорости подъема температуры в защищаемом помещении. Дифференциальные извещатели реагируют на определенную скорость повышения температуры (а не на дискретное значение температуры). Прибор настраивается на конкретную скорость нарастания температуры (например, 10°С в минуту), и может подать сигнал о возникновении пожара раньше, чем будет достигнута максимальная температура в охраняемом помещении. Комбинированные максмально-дифференциальные извещатели срабатывают при нарастании температуры с установленной или большей скоростью. Но если температура поднимается медленно, но непрерывно, то дифференциальное устройство может не сработать. В этом случае сигнал тревоги подает максимальное устройство. Их достоинство - дополнительная защита: максимальное устройство реагирует на медленно развивающийся пожар, который может не вызвать срабатывания дифференциального извещателя.

Так, извещатели максимальные ДМ-70С и ДМ-90С надежно срабатывают при температурах соответственно +70°С и +90С;
извещатели максимальные взрывобезопасного исполнения ДМВ-70С
срабатывают при температуре +70^ОС; температура срабатывания
максимально-дифференциального извещателя ДМД-70С +70°С±5%.
Причем, максимальная разность температур контролируемой среды
и термостата, вызывающая срабатывание извещателя лежит в
пределах 28- 30°С. Инерционность извещателей с терморезисторами не более 50°С. Площадь, контролируемая одним извещателем около 25 м2. Дымовые пожарные извещатели работают по принципу фотоэлектрического и радиоизотопного обнаружения дыма, основаннного на изменении интенсивности отраженного частицами дыма светового потока. Иными словами, дымовой извещатель - это устройство, контролирующее пробы воздуха на присутствие дыма.

1 - ионизационная камера, 2 – тиратрон с холодным катодом

Рис. 27 Схема ионизационного пожарного извещателя АДИ

На судах применяются дымовые извещатели типов АКСД-03, ДИ-1, ИДФ (извешатель дымовой фотоэлектрический), ДИП-1 (дымовой извещатель полупроводниковый). Например, автоматический судовой сигнализатор дымности АКСД-03 предназначен для сигнализации о появлении дыма в грузовых помещениях (трюмах) сухогрузных судов. В основу его работы положен фотоэлектрический метод контроля. Использование дифференциальной автоколлимационной оптической схемы обеспечивает стабильность и высокую чувствительность сигнализатора. Ионизационные извещатели (РИД-1, АДИ-1 и др.) (Рис. 27.) работают по такому принципу: в случае появления дыма электрическая проводимость между электродами, находящимися в зоне воздействия источника радиоактивного излучения, уменьшается Решающее значение в срабатывании извещателей имеет интенсивность ионизации молекул воздуха. Воздух в камере под воздействием альфа-излучения постоянно ионизируется и таким образом приобретает способность проводить электрический ток. В случае пожара молекулы продуктов сгорания вместе с частицами дыма, намного превышающие по своим размерам и массе обычные газовые молекулы, попав в камеру, ослабляют процесс ионизации. В связи с ослаблением ионизационного тока равновесное состояние прибора нарушается и изменяется характеристика тока и напряжения камеры. Во внешней цепи появится ток, сработает тиратрон и через блок реле будет подан сигнал тревоги на приемное устройство ЦПП.

Принцип действия световых извещателей, отличающихся высокой чувствительностью и малой инерционностью, основан на воздействии излучений квантов энергии (фотонов), возникающих при открытом горении, на чувствительные элементы датчиков - фотоприемники с различными спектральными характеристиками. Так, с помощью извещателя типа СИ-1 определяется пожар по ультрафиолетовому излучению пламени, извещатель ДПИД предназначен для обнаружения пожара по инфракрасной части спектра пламени и т. д. Однако из-за частого ложного срабатывания и по ряду других причин световые извещатели не находят применения на судах. Они могут применяться лишь как дополнительные к дымовым или тепловым извещателям (Правило 13 гл. II-2 SOLAS –74).

3десь рассмотрены лишь некоторые типы наиболее часто применяющихся на флоте извещателей. Ознакомившись с их принципом работы, можно легко разобраться в схеме аналогичных приборов других модификаций.

Вид устанавливаемых в судовых помещениях извещателей зависит от назначения помещений и их особенностей, а также от характеристики сосредоточенных в них горючих материалов и предметов.

Приемные станции электрической пожарной сигнализации предназначены для приема и регистрации сигналов о пожаре, подаваемых с автоматических и ручных извещателей. Станции обеспечивают оптическую и акустическую фиксацию сигналов о пожаре и любых односторонних повреждений.

На судах морского флота наибольшее распространение получили одобренные Регистром станции пожарной сигнализации лучевой системы ТОЛ-10/50-С

В качестве датчиков пожара в этих системах используется комплект ПОСТ-1-С (10 лучей на один комплект). Схема ПОСТ-1-С обеспечивает включение 10 датчиков пожара, к каждому из которых может быть подключено 10 извещателей.

Питание станции осуществляется от источника постоянного тока напряжением 24 В. Потребляемая мощность 100 Вт. Схема станции позволяет измерять величину контрольного тока в каждом луче и производить проверку прохождения сигналов тревоги со станции. Тревога фиксируется оптической и акустической сигнализацией и показанием счетчика сигналов тревоги.

Эти станции обладают обширными эксплуатационными возможностями. Оперативное обслуживание приемных станций возложено па вахтенного штурмана, который принимает сигналы тревоги и сигналы о повреждениях. Приняв сигнал о пожаре, вахтенный штурман должен доложить о случившемся капитану или лицу, исполнявшему его обязанности, и действовать в соответствии с судовыми инструкциями.

На Рис. 28 представлена структурная схема современной системы пожарной сигнализации Salwico С 300 шведской фирмы Consilium Marine, являющейся поставщиком во многие судостроительные компании мира. Достаточно сказать, что 5500 современных судов главных круизных паромных и других линий оборудованны системами пожарной сигнализации Salwico С 300.

Система пожарной сигнализации Salwico С 300 является гибкой высокотрансформируемой системой пожарной сигнализации. Согласно проекту заказчика она может поставляться в различных модификациях – от базовой модели до сложных комплексных систем.

Базовая модель состоит из одного центрального блока и одного группового блока

Центральный блок является управляющим блоком системы. Содержит выходы на сигнальные звонки, а также выходные переключающие реле для использования по выбору.

Групповой блок принимает информацию от детекторных секций,имеет индикаторы тревоги и неисправности для каждой секции. К каждому групповому блоку может быть подключено 8 детекторных секций

Базовая модель Salwico C 300 может быть расширена путем подключения большего числа групповых блоков, по 8 детекторных секций в каждом.

Структурная схема системы Salwico С 300

1. Центральный шкаф, содержащий:

· один центральный блок;

· один или несколько групповых блоков, по 8 детекторных секций в каждом.

Дополнительное оборудование такое как,

· индикатор последовательности срабатывания;

· блок идентификации детекторов;

· блок управления средствами пожаротушения;

· универсальная панель.

2. Блок питания может быть размещен в центральном шкафу.

3. Аккумуляторы. Могут быть размещены в центральном шкафе.

4. Мнемосхема. Может быть размещена в центральном шкафе или где-либо еще.

5. Тепловой детектор. Поставляется в различном исполнении и с различными температурами срабатывания.

6. Ручной извещатель поставляется в различном исполнении.

7. Дымовой детектор. Ионизационного или оптического типа.

8. Детектор памяти. Ультрафиолетового или инфракрасного типа.

9. Сигнальные звонки. 24В постоянного тока.

10. Сигнальные звонки 220 В переменного тока.

11. Внешняя сигнализация

12.Автоматическая остановка вентиляторов.

13. Управление магнитами удержания дверей.

14. Управление средствами пожаротушения.

15. Контролируемые релейные выходы для связи с пожарной бригадой или машинным отделение на борту судна.

Рис. 28 Система Salwico С 300

Базовая модель состоит из одного центрального блока и одного группового блока.

Дисплей

Для быстрого и удобного просмотра системы Salwico С 300 она может быть подключена к дополнительному компьютерному дисплею, на котором будет показана палуба и зона распространения огня, а также срабатывание отдельных детекторов.

Универсальная панель. Универсальная панель, как дополнение к системе С 300, позволяет включать в нее старые детекторные секции с детекторами двойного размыкающего действия. Используя эту панель, можно совместить в одной секции старые детекторы с современными, замыкающегося типа Это означает, что старые, но исправные детекторы могут быть использованы в современной системе.

Детекторы и принадлежности.

Система Salwico С 300 включает полный набор детекторов и принадлежностей, таких как детекторы дымовые, тепловые и пламени, а также ручные извещатели.

Дымовые детекторы. Поставляются два основных типа дымовых детекторов -ионизационного и оптического типа. Оба типа распознают дым на очень ранней стадии и хорошо подходят для оснащения помещений на пассажирских судах и других объектах, где человеческая жизнь может подвергнуться опасности. Поставляются детекторы в разном исполнении - для сухих и влажных помещений. Для взрывоопасных помещений поставляются специальные особо безопасные детекторы.

Тепловые детекторы. Поставляются два различных типа тепловых детекторов - с фиксированной температурой срабатывания и градиентного типа, срабатывающие при резком изменении температуры. Детекторы с фиксированной температурой поставляются в различном исполнении на разные температуры срабатывания, для сухих и для влажных помещений. Для взрывоопасных помещений поставляются взрывозащищенные и особо безопасные детекторы.

Для увеличения возможностей детекторов градиентного типа они также имеют фиксированную температуру срабатывания.

Детекторы пламени. Поставляются два различных типа детекторов пламени: чувствительных к ультрафиолетовому излучению и к инфракрасному излучению. Детекторы пламени используются как дополнение к дымовым детекторам, особенно в помещениях с высокими потолками или в таких, где существует вероятность отсутствия или малого количества дыма.

Ручные извещатели. Поставляются ручные извещатели в различном исполнении для сухих и влажных помещений. Для взрывоопасных помещений поставляются как взрывозащищенные, так и особо безопасные детекторы.

Другие принадлежности. Наружные оптические индикаторы могут использоваться как дополнение к скрытым детекторам, т.е. детекторам за ложными потолками, а также как сигнальные индикаторы в коридорах для детекторов, расположенных в каютах.

Техническое обслуживание систем сигнализации осуществляют работники судовой единой технической службы, возглавляемой главным (старшим) механиком. Техническое обслуживание заключается в организации и проведении плановых проверок работы систем сигнализации, профилактическом ремонте оборудования и контроле технического состояния источников электропитания.

Проверка технического состояния всех узлов судовых систем пожарной сигнализации должна осуществляться один раз в месяц в соответствии с заводскими инструкциями, приложенными к оборудованию.

Пожарная сигнализация должна быть постоянно в исправности и в рабочем состоянии.