RU2666339C1

RU2666339C1 - Automated fire and explosion safety system on gas checking

Info

Publication number: RU2666339C1
Application number: RU2017138457A
Authority: RU
Inventors: Александр Андреевич Лукьянченко; Екатерина Викторовна Свиридок; Игорь Тихонович Севрюков; Максим Владимирович Бедило; Андрей Владимирович Соколов
Original assignee: Екатерина Викторовна Свиридок
Priority date: 2017-11-03
Filing date: 2017-11-03
Publication date: 2018-09-06

Abstract

FIELD: measuring equipment; means of ensuring security.SUBSTANCE: system is equipped with an early detection unit consisting of a gas checking device, gas detectors for ammonia, for quick and a reliable estimate of the increasing dangerous concentration of ammonia using a differential approach for measuring the controlled concentration per unit time (5–6 ppm), as well as the block of automatic orientation of video cameras to transmit a signal to the operator's console and control the orientation of video cameras, to assess the situation in real time and send a signal to the controller of the civil defense and emergency situations, using previously defined channels for further calling emergency services.EFFECT: invention is aimed at ensuring early detection of a dangerous concentration of ammonia at an early stage of its occurrence, maximum safety of personnel and ensuring the adoption of effective measures at liquidation of an emergency situation at the expense of operative reflection of the control of fire-dangerous parameters and quality of liquidation of an emergency situation in a mode of real time.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к противопожарной технике, в частности к системам пожарной безопасности, предназначенным для предупреждения возможности возникновения пожаров и взрывов, а также для обеспечения экологической безопасности на предприятиях (объектах) в случае возникновения аварийной ситуации. Изобретение может быть, использовано в промышленности, особенно на предприятиях с потенциально взрывопожароопасными технологическими процессами, например, там, где используется аммиак.The invention relates to fire fighting equipment, in particular to fire safety systems, designed to prevent the possibility of fires and explosions, as well as to ensure environmental safety at enterprises (facilities) in the event of an emergency. The invention can be used in industry, especially in enterprises with potentially explosive and fire hazardous processes, for example, where ammonia is used.

Известна автоматизированная система управления противопожарной защитой [Патент СССР №1788902, МКИ А62С 37/10, 1993], содержащая пожарные извещатели, соединенные с преобразователем сигналов, датчики параметров окружающей среды, датчики метеорологических параметров, датчики параметров технологического оборудования, датчики параметров технологического процесса, датчики параметров технического состояния установок пожаротушения, подключенные через преобразователи сигналов к соответствующим входам вычислительного устройства, блок определения ложных срабатываний, выход которого подключен к пульту оператора, логический блок, блок управления, устройства сигнализации, подключенные через блок групповой тревожной сигнализации к первому выходу логического блока, устройства аварийного оповещения и управления эвакуацией, подключенные через блок аварийного оповещения к второму выходу логического блока, устройства пуска средств локализации аварийных выбросов, подключенные к первому выходу блока управления, устройства пуска установок пожаротушения, подключенные ко второму выходу блока управления, устройства пуска средств охлаждения и тепловой защиты, подключенные к третьему выходу блока управления, устройства аварийного отключения и переключения аппаратов и коммутации, подключенные к четвертому выходу блока управления, при этом первый выход вычислительного устройства подключен к первому входу логического блока, второй - к первому входу блока управления, третий подключен к пульту оператора, четвертый - к входу блока автоматического регулирования параметров технологического процесса и технологического оборудования, а пятый подключен к входу блока автоматического включения средств резервирования установок пожаротушения и предупредительной сигнализации, первый выход преобразователя сигналов от пожарных извещателей подключен к логическому блоку, второй - к блоку определения ложных срабатываний, а третий - к блоку управления, пятый выход блока управления подключен к входу блока определения ложных срабатываний, выход логического блока подключен к входу пульта оператора.Known automated fire protection control system [USSR Patent No. 1788902, MKI A62C 37/10, 1993], comprising fire detectors connected to a signal converter, environmental sensors, meteorological sensors, process equipment sensors, process sensors, sensors parameters of the technical condition of fire extinguishing installations connected through signal converters to the corresponding inputs of the computing device, the determination unit false alarms, the output of which is connected to the operator’s console, a logical unit, a control unit, alarm devices connected through the group alarm block to the first output of the logical unit, emergency warning and evacuation control devices connected through the emergency notification unit to the second output of the logical unit, device start means of localization of accidental emissions connected to the first output of the control unit, the launch device of fire extinguishing systems connected to the second output control unit, cooling and thermal protection start-up devices connected to the third output of the control unit, emergency shutdown and switching devices and switching devices connected to the fourth output of the control unit, while the first output of the computing device is connected to the first input of the logical unit, the second to the first input of the control unit, the third is connected to the operator console, the fourth to the input of the automatic control unit of the parameters of the technological process and technological equipment alarm, and the fifth is connected to the input of the unit for automatically switching on the backup devices of fire extinguishing and warning alarms, the first output of the signal converter from fire detectors is connected to the logic unit, the second to the false alarm detection unit, and the third to the control unit, the fifth output of the control unit is connected to the input of the false detection unit, the output of the logical unit is connected to the input of the operator panel.

Получению требуемого технического результата препятствуют ограниченные функциональные возможности вышеописанной системы, которые не способны устранить все возможные опасные факторы, возникающие на современных предприятиях, а также не способны обеспечить максимальную безопасность персонала при возникновении аварийной ситуации.Obtaining the required technical result is hampered by the limited functionality of the system described above, which are not able to eliminate all possible dangerous factors that arise in modern enterprises, and are also not able to ensure maximum safety of personnel in case of emergency.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению является известная автоматизированная система управления противопожарной защитой [Патент РФ №2135240, МКИ А62С 37/00, 1999], содержащая пожарные датчики, датчики параметров окружающей среды, датчики метеорологических параметров, датчики параметров технологического оборудования, датчики параметров технологического процесса, датчики параметров технического состояния установок пожаротушения, датчики контроля местонахождения персонала и блокировки дверей, преобразователи сигналов, логический блок, вычислительное устройство, блок управления, блок групповой тревожной сигнализации, устройства сигнализации, блок аварийного оповещения, устройства аварийного оповещения и управления эвакуацией, пульт оператора, блок контроля качества тушения пожара, блок контроля действий персонала, устройства пуска средств локализации аварийных выбросов, устройства пуска установок пожаротушения, устройства пуска средств охлаждения и тепловой защиты, устройства аварийного отключения и переключения аппаратов и коммутации, блок автоматического регулирования параметров технологического процесса и технологического оборудования, блок автоматического включения средств резервирования установок пожаротушения и предупредительной сигнализации и устройства блокировки дверей, при этом один из выходов каждого из пожарных датчиков, подключен к первому входу блока контроля качества тушения пожара, выходы датчиков параметров окружающей среды, датчиков метеорологический параметров, датчиков параметров технологического оборудования, датчиков параметров технологического процесса, датчиков параметров технического состояния установок пожаротушения и датчиков контроля местонахождения персонала и блокировки дверей подключены к соответствующим входам преобразователей сигналов, первые выходы которых подключены к соответствующим входам вычислительного устройства, а вторые выходы преобразователей сигналов, подключенных к датчикам параметров технологического оборудования, датчикам параметров технологического процесса, датчикам контроля местонахождения персонала и блокировки дверей, подключены к соответствующим входам блока контроля действий персонала, первый выход которого подключен к одному из входов блока контроля качества тушения пожара, а второй выход блока контроля действий персонала к одному их входов пульта оператора, вторые выходы преобразователей сигналов, подключенных к датчикам параметров окружающей среды и датчикам параметров технического состояния установок пожаротушения, подключены к соответствующим входам блока контроля качества тушения пожара, к одному из входов которого подключен один из выходов пульта оператора, второй из выходов пульта оператора подключен к одному из входов блока контроля действий персонала, третий выход пульта оператора подключен к одному из входов вычислительного устройства, первый выход вычислительного устройства подключен к одному из входов логического блока, второй выход вычислительного устройства подключен к входу блока управления, третий выход подключен к одному из входов пульта оператора, четвертый выход подключен к входу блока автоматического регулирования параметров технологического процесса, пятый выход подключен к входу блока автоматического включения средств резервирования установок пожаротушения и предупредительной сигнализации, шестой выход подключен к входам устройств блокировки дверей, первый выход блока контроля качества тушения пожара подключен к одному из входов вычислительного устройства, второй выход блока контроля качества тушения пожара подключен к одному из входов пульта оператора, первый выход логического блока подключен к входу блока групповой тревожной сигнализации, выходы которого подключены к устройствам сигнализации, второй выход логического блока подключен к входу блока аварийного оповещения, выходы которого подключены к устройствам аварийного оповещения и управления эвакуацией, третий выход логического блока подключен к одному из входов пульта оператора, выходы блока управления подключены к входам устройств пуска средств локализации аварийных выбросов, к входам устройств пуска установок пожаротушения, к входам устройств пуска средств охлаждения и тепловой защиты и к входам устройств аварийного отключения и переключения аппаратов и коммутации. В качестве пожарных датчиков в указанной системе используют пожарные извещатели.Closest to the claimed invention is a well-known automated fire protection control system [RF Patent No. 2135240, MKI A62C 37/00, 1999], comprising fire sensors, environmental sensors, meteorological sensors, process equipment sensors, process sensors, sensors of parameters of the technical condition of fire extinguishing installations, sensors for monitoring the location of personnel and door locks, signal converters, logic block, computing device, control unit, group alarm unit, alarm devices, emergency warning unit, emergency warning and evacuation control devices, operator panel, fire extinguishing quality control unit, personnel action control unit, emergency release localization launch device, fire extinguishing system launch device , starting devices for cooling and thermal protection devices, devices for emergency shutdown and switching of devices and switching, automatic control unit parameters of the technological process and technological equipment, a unit for automatically switching on backup devices for fire extinguishing and warning alarms and a door lock device, while one of the outputs of each of the fire sensors is connected to the first input of the fire extinguishing quality control unit, outputs of environmental sensors, sensors meteorological parameters, process equipment parameter sensors, process parameter sensors, sensor The technical condition parameters of fire extinguishing installations and personnel location monitoring sensors and door locks are connected to the corresponding inputs of the signal converters, the first outputs of which are connected to the corresponding inputs of the computing device, and the second outputs of the signal converters connected to the sensors of technological equipment parameters, process parameters sensors, sensors staff location control and door locks connected to the corresponding entrance Am of the personnel action control unit, the first output of which is connected to one of the inputs of the fire extinguishing quality control unit, and the second output of the personnel action control unit to one of the inputs of the operator console, the second outputs of signal converters connected to environmental sensors and technical condition sensors fire extinguishing installations are connected to the corresponding inputs of the fire extinguishing quality control unit, one of the inputs of which is connected to one of the outputs of the operator console, the second of The odes of the operator panel are connected to one of the inputs of the personnel action control unit, the third output of the operator panel is connected to one of the inputs of the computing device, the first output of the computing device is connected to one of the inputs of the logic unit, the second output of the computing device is connected to the input of the control unit, the third output is connected to one of the inputs of the operator panel, the fourth output is connected to the input of the automatic control unit of the process parameters, the fifth output is connected to input b the automatic shutdown of fire extinguishing and warning alarm backup devices, the sixth output is connected to the inputs of the door blocking devices, the first output of the fire extinguishing quality control unit is connected to one of the inputs of the computing device, the second output of the fire extinguishing quality control unit is connected to one of the inputs of the operator panel, the first output of the logical unit is connected to the input of the group alarm block, the outputs of which are connected to the alarm devices, the second output d of the logical unit is connected to the input of the emergency warning unit, the outputs of which are connected to emergency warning and evacuation control devices, the third output of the logical unit is connected to one of the inputs of the operator panel, the outputs of the control unit are connected to the inputs of the triggers of the means for localizing emergency emissions, to the inputs of the starting devices fire extinguishing installations, to the inputs of the starting devices of cooling means and thermal protection, and to the inputs of the emergency shutdown devices and switching devices and switching. Fire detectors are used as fire sensors in this system.

Получению требуемого технического результата препятствуют ограниченные функциональные возможности вышеописанной системы, которые не способны обеспечить контроль пожароопасной ситуации в производственных помещениях и технологическом оборудовании в реальном режиме времени.Obtaining the required technical result is hampered by the limited functionality of the above system, which are not able to provide control of the fire hazard in production facilities and technological equipment in real time.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является устранение указанных недостатков.The problem to which the invention is directed is the elimination of these disadvantages.

Достигаемым при использовании предлагаемого изобретения техническим результатом является обеспечение раннего обнаружения опасной концентрации аммиака на ранней стадии ее возникновения, максимальной безопасности персонала и обеспечение принятия эффективных мер при ликвидации аварийной ситуации за счет оперативного отражения контроля пожароопасных параметров и качества ликвидации аварийной ситуации в режиме реального времени.The technical result achieved by using the invention is to provide early detection of a dangerous concentration of ammonia at an early stage of its occurrence, to ensure maximum personnel safety and to ensure that effective measures are taken to eliminate the emergency situation by real-time monitoring of fire hazardous parameters and the quality of emergency response.

Технический результат достигается тем, что в автоматизированную систему вводятся новые блоки по раннему обнаружению пожаро-взрывоопасной и токсичной концентрации на основе системы газового контроля, содержащую газовые извещатели на аммиак, кислород. Так же вводится блок автоматического ориентирования видеокамер для оперативной и достоверной оценки определения нарастающей опасной концентрации сигал, поступает на видеокамеры, которые автоматически ориентируются на зону «сработки», что также позволяет оператору оценивать текущую обстановку на объекте защиты.The technical result is achieved by the fact that new units are introduced into the automated system for the early detection of fire-explosive and toxic concentrations based on a gas control system containing gas detectors for ammonia and oxygen. An automatic orientation module for video cameras is also being introduced to quickly and reliably assess the determination of an increasing dangerous concentration of sigals, and it is transmitted to video cameras that are automatically oriented to the “operation” zone, which also allows the operator to evaluate the current situation at the protection site.

Введение в систему газовых пожарных извещателей на аммиак позволяет системе отслеживать уровень опасных концентраций аммиака, как в атмосфере производственных помещений, так и внутри технологических установок и воздуховодов и оперативно влиять на изменение технологического процесса и включение систем противоаварийной защиты.The introduction of ammonia gas fire detectors into the system allows the system to monitor the level of hazardous ammonia concentrations, both in the atmosphere of industrial premises and inside process plants and ducts, and to promptly influence process changes and the inclusion of emergency protection systems.

Приведение в действие в случае загорания на объекте введение в систему устройств блокировки приточно-вытяжной вентиляции, противодымной защиты, блокировки лифтов, аварийного отключения электоропитания и остановки технологического процесса предотвратит распространение пожара (взрыва) и позволит безпрепятственно провести эвакуацию персонала из аварийной зоны, а так же контроле положения заслонок огнезадерживающих клапанов (закрыто) и клапанов дымоудаления (открыто) выдадут подтверждающий сигнал на пульт оператора.Actuation in the event of a fire at the facility, the introduction into the system of devices for blocking the supply and exhaust ventilation, smoke protection, elevator locks, emergency shutdown of the power supply and shutdown of the process will prevent the spread of fire (explosion) and will allow the evacuation of personnel from the emergency zone, as well as monitoring the position of the flaps of the fire-retardant valves (closed) and smoke exhaust valves (open) will give a confirmation signal to the operator’s console.

Использование газовых пожарных извещателей на аммиак, позволяет осуществлять постоянный контроль за средой, что позволяет определить изменение токсичных и пожароопасных параметров на более ранней стадии, и соответственно заблаговременно принять необходимые меры.The use of gas fire detectors for ammonia allows constant monitoring of the environment, which allows you to determine the change in toxic and fire hazardous parameters at an earlier stage, and accordingly, take the necessary measures in advance.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, где: на фиг. 1 изображена блок-схема заявляемой автоматизированной системы раннего обнаружения пожаро-взрывопожарной безопасности на основе газового контроля.The invention is illustrated in the drawing, where: in FIG. 1 shows a block diagram of the inventive automated system for early detection of fire and explosion safety based on gas control.

Автоматизированная система взрывопожарной безопасности на основе газового контроля содержит: 1 блок раннего обнаружения аварии: приемно-контрольный прибор газового контроля, газовые извещатели на аммиак, кислород; 2 блок обнаружения пожара: извещатели пламени, дымовые пожарные извещатели; 3 блок датчиков технологического процесса и оборудования: датчики контроля положения заслонок п/п клапанов в системах вентиляции, датчики параметров технологического оборудования, датчики параметров технологического процесса, датчики параметров технического состояния установок пожаротушения, блок автоматического регулирования параметров технологического процесса и технологического оборудования; 4 метеокомплекс: датчики параметров окружающей среды (влажности и температуры), датчики метеорологических параметров; 5 блок обработки и передачи информации: преобразователи сигналов, блок контроля действий персонала, блок анализа аварийной ситуации, вычислительное устройство, дополнительный пульт оператора, блок управления; 6 пульт оператора; 7 блок ликвидации ЧС: блок контроля качества тушения пожара, устройство пуска средств локализации аварийных выбросов, водяных и парогазовых преград, устройство пуска установок пожаротушения, устройство пуска средств охлаждения и тепловой защиты, устройство аварийного отключения и переключения аппаратов и коммутации, пульт диспетчера гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций, блок автоматического включения средств резервирования установок пожаротушения и предупредительной сигнализации; 8 блок оповещения и эвакуации: блок групповой тревожной сигнализации, блок аварийного оповещения, устройство сигнализации, устройство аварийного оповещения и управления эвакуацией; 9 блок автоматического ориентирования видеокамер; 10 видеокамеры.An automated fire safety system based on gas monitoring contains: 1 unit for early detection of an accident: gas monitoring and control device, gas detectors for ammonia, oxygen; 2 fire detection unit: flame detectors, smoke detectors; 3 block of sensors of the technological process and equipment: sensors for monitoring the position of the shutters of the inlet valves in ventilation systems, sensors for the parameters of the technological equipment, sensors for the parameters of the technological process, sensors for the parameters of the technical state of fire extinguishing installations, an automatic control unit for the parameters of the process and technological equipment; 4 meteorological complex: sensors of environmental parameters (humidity and temperature), sensors of meteorological parameters; 5 information processing and transmission unit: signal converters, personnel actions control unit, emergency analysis unit, computing device, additional operator console, control unit; 6 operator console; 7 emergency response unit: fire extinguishing quality control unit, device for launching localization of emergency emissions, water and gas-vapor barriers, device for starting fire extinguishing devices, device for starting cooling and thermal protection devices, device for emergency shutdown and switching of devices and switching, remote control unit for civil defense and emergency situations, the unit automatically turn on the backup equipment fire extinguishing and warning alarms; 8 warning and evacuation unit: group alarm unit, emergency warning unit, alarm device, emergency warning and evacuation control device; 9 block automatic orientation of cameras; 10 camcorders.

Предлагаемая система взрывопожарной безопасности на основе газового контроля функционирует следующим образом.The proposed fire safety system based on gas control operates as follows.

Газовые пожарные извещатели на аммиак расположенные в блоке раннего обнаружения аварии 1 в реальном режиме времени измеряют температуру и газовую концентрацию аммиака, начиная с минимальных концентраций. Информация поступает на вход вычислительного устройства приемно-контрольного прибора газового контроля, где реализуется функция прогнозирование развития аварийной ситуации. Данные о параметрах окружающей среды, метеорологические параметры, данные о параметрах технологического процесса, данные о состоянии установок пожаротушения поступают с блоков 2, 3, 4 через соответствующие преобразователи сигналов на пульт оператора 6. При обнаружении контролируемой концентрации аммиака 1 и передачи информации на пульт оператора 6 - где в соответствии с математической моделью, описывающей объект, в зависимости от значения дифференциального и порогового значения формируется сигнал, передаваемый на вход блока обработки и передачи информации 5, блока аварийного оповещения и эвакуации 8, а также блока ликвидации ЧС 7. В пульте оператора 6 производится анализ газо-аварийной ситуации происходит сравнение текущего показателя концентрации аммиака с фоновым и нормативным значением для определения дифференциального ее изменения. По скорости изменения газового показателя осуществляется прогнозирование аварийной ситуации, по истечении которого при отсутствии внешнего управляющего воздействия этот показатель может достичь предельно-допустимого показателя, при котором возникнет аварийная ситуация. Затем определяются параметры, способствующие повышению скорости приближения контролируемой газовой концентрации аммиака к предельно-допустимым критериям.Ammonia gas fire detectors located in the accident early detection unit 1 measure the temperature and gas concentration of ammonia in real time, starting from the minimum concentration. Information is fed to the input of the computing device of the gas monitoring control panel, where the function of forecasting the development of an emergency is implemented. Data on environmental parameters, meteorological parameters, data on process parameters, data on the state of fire extinguishing installations are received from units 2, 3, 4 through the corresponding signal converters to the operator console 6. If a controlled concentration of ammonia 1 is detected and information is transmitted to the operator console 6 - where, in accordance with the mathematical model describing the object, depending on the value of the differential and threshold values, a signal is generated that is transmitted to the input of the processing unit and Transferring information is 5, and the alarm unit 8 evacuation and emergency elimination unit 7. The operator panel 6, an analysis gas emergency compares the current index of the background concentration of ammonia and the standard value for determining the differential change it. The rate of change of the gas indicator is used to forecast an emergency, after which, in the absence of an external control action, this indicator can reach the maximum permissible indicator at which an emergency occurs. Then, parameters are determined that contribute to increasing the speed of approaching the controlled gas concentration of ammonia to the maximum permissible criteria.

Сигналы о превышении контролируемой концентрации поступают на АРМ оператора блока 6 для визуальной оценки текущей обстановки на объекте защиты.Signals about the excess of the controlled concentration are received by the AWP of the operator of unit 6 for a visual assessment of the current situation at the object of protection.

Для оперативной и достоверной оценки определения нарастающей опасной концентрации сигал с блока 9 поступает на видеокамеры 10, которые автоматически ориентируются на зону «сработки», что также позволяет оператору оценивать текущую обстановку на объекте защиты.To quickly and reliably assess the determination of the growing dangerous concentration of signals, the signal from block 9 is sent to video cameras 10, which are automatically oriented to the “operation” zone, which also allows the operator to evaluate the current situation at the protection site.

При необходимости оператор передает сигнал на пульт диспетчера гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций по соответствующему каналу передачи информации от блока 7, для вызова аварийных служб.If necessary, the operator transmits a signal to the console of the dispatcher of civil defense and emergency situations through the appropriate channel for transmitting information from block 7 to call emergency services.

Предлагаемая система позволяет существенно поднять уровень безопасности объекта защиты и обеспечить принятие оперативных решений при обнаружении опасной концентрации аммиака на ранней стадии ее образования с целью принятия превентивных мер по не допущению развития аварии, пожара, взрыва.The proposed system allows to significantly increase the level of security of the object of protection and to ensure the adoption of operational decisions when detecting a dangerous concentration of ammonia at an early stage of its formation in order to take preventive measures to prevent the development of an accident, fire, explosion.

Claims

An automated fire-safety system based on gas control, containing gas fire detectors for ammonia located in the early detection unit of the accident, which in real time measure the temperature and gas concentration of ammonia, starting from the minimum concentrations, and then transmit to the input of the control and reception computing device gas monitoring device, where the function for predicting the development of an emergency is implemented, data from fire detection units, a meteorological complex, a sensor the technological process and equipment are fed through the appropriate signal converters to the operator console, when a controlled concentration of ammonia is detected, a signal is generated that is transmitted to the input of information processing and transmission units, emergency response, emergency warning and evacuation units, then signals about the excess of the controlled concentration are received to the operator console, for a visual assessment of the current situation, the signal from the automatic orientation unit of the cameras enters the cameras that automatically They are guided by the response zone, characterized in that it is equipped with an early detection unit for the accident, consisting of a gas monitoring and control device, gas detectors for ammonia, for quick and reliable assessment of the determination of the growing dangerous concentration of ammonia using a differential approach for measuring the controlled concentration per unit time (5-6 ppm per minute), as well as a unit for automatically orienting cameras to transmit a signal to the operator panel and control the orientation of the video okamer, for assessing the situation in real time and transmitting a signal to the control panel of the civil defense and emergency situations, through previously defined channels for further calling emergency services.