柴油机运行出现误报火警原因分析

柴油机运行出现误报火警原因分析

王德会 张浩

辽宁红沿河核电有限公司 辽宁大连 116314

摘 要：本报告描述了柴油机运行期间出现火警探头报警的原因分析，并制定了后续的行动项，避免再次发生没有火灾却出现火警探头报警的现象。

关键词：柴油机； 火警探头；排气波纹管垫片

1. 背景

应急柴油机在运行期间，多次出现火警探头报警，现场勘察，非真实出现火灾，复位火警报警后，柴油机可继续运行。

2. 原因分析

2.1火警探头报警原理

(1)火警探头工作原理

柴油机厂房的火警探头选用的是光电感烟探测器，由暗箱、发光元件、受光元件和电子线路所组成，其原理是：暗箱时一个特殊设计的“迷宫”，外部光线不能到达受光元件，但烟雾粒子却能进入其中。另通过检测被烟雾粒子散射的光而对烟雾进行检测。无烟雾时，光不能射到光电受光元件上，电路处于维持正常状态。当发生火灾时，有烟雾存在，随着其浓度的增加，烟雾粒子密度不断增大，则烟雾粒子散射的光能也不断增加，当该散射的光量达到规定值时，即达到光通路状态，光信号转换成电信号，经放大电路放大后，驱动自动报警装置，发出火报警信号。目前装置调节报警触发点，烟浓度m=0.07±0.01Db/m；

(2)火警探头布置图

每个柴油机厂房共计38个火警探测（见下图1），其中柴油机厂房8.4米有4个；3.75米有6个；0米有13个；-1.5米有2个；-8.6米有7个；历次发生火警探头报警均分布在0米、8.4米柴油机厂房。

图1：火警探头布置图

2.2柴油机产生烟雾原理

(1)排气系统产生烟雾报警

柴油机燃料为高压空气和柴油，在高温燃烧过程中主要产物为NOX、CO、CH、碳烟（PM）；从柴油机排出的碳烟微粒是由DS（干碳烟）、SOF（可熔性有机物）、硫酸盐、金属及灰尘等组织，以DS和SOF为主体，随着柴油机的运转工况或燃烧状态的不同而不同，当柴油机燃烧室燃烧不充分、混合气形成局部不均匀、燃烧出现高温、燃烧中的混合气接触到较低温的燃烧室壁面而被“急冷”等现象时，都会导致柴油机排气碳烟微粒的增多。当柴油机刚刚启动时，喷入的燃油较多，燃油很不充分，排气系统的碳烟微粒大量增加。若发现排气系统出现漏气现象，就会导致烟雾火警探头报警。

（2）水汽产生烟雾报警

柴油机高温水系统和低温水系统分别都有透气管（如下图2），高温水透气管为L233，低温水透气管为L204/L203;透气管的安装位置在排气管上方；若三个透气管出现破损或渗漏，冷却水会滴落在排气管上，柴油机正常运行时，排气温度约400-530℃；滴落的冷却水会迅速变成水汽，产生大量水雾；导致其正上方的烟雾报警器产生报警。

透气管

透气管

透气管

图2：柴油机透气管布置图

（3）灰尘产生烟雾报警

• 柴油机正常运转时，新鲜空气通过0米的空气过滤器，经过增压器滤器后进行增压，进入气缸，燃烧后，废气通过消音器排到室外；

• 柴油机厂房的3.75米房间安装了三个DVD风机（如下图3）；主要功能为带走0米柴油机的热量、灰尘和排气系统泄漏的烟雾，DVD001/002/003的启动逻辑为：当MT检测柴油机温度超过40℃时，自动启动DVD001风机，40℃持续3分钟无下降，自动启动DVD002风机，40℃持续3分钟依然无下降，自动启动DVD003风机。当柴油机启动初期，排气系统泄漏量较大时，若不及时启动DVD风机，会导致0米房间的烟雾报警器产生报警。若启动DVD风机，有可能导致8.4米房间的烟雾报警器产生报警.

• 当柴油机运转时，8.4米厂房有8个风机，负责冷却高低温水系统，从室外进风，经过风冷散热器后，吹出室外。每次柴油机试验后，8米地面的灰尘较大，若不及时清理，DVD风机启动或8个风机启动时，会导致8.4米的烟雾报警器产生报警。

图3：厂房风机布置图

• 每次柴油机大修前，需要排空3.75米厂房的启动空气压力罐的高压空气（空气瓶压力为34bar-40bar）；若操作空气压力管出口的三通阀,使用排气口排气时，会导致高压空气直接排入-1.5米房间，若该房间灰尘较大，会导致-1.5米的烟雾报警器产生报警。

小结：没有真实发生火灾，却出现火警探头报警的主要原因有：柴油机排气系统泄漏、高低温水系统的透气管发生渗漏和柴油机厂房灰尘较大（特别是8.4米、-1.5米柴油机房间地面灰尘大）。

3. 故障处理

当柴油机厂房火警探头报警时，首先应该核实是否为真实发生火灾，若真实火灾，及时联系消防系统进行灭火，若无火灾，针对火警探头报警的不同原因，应该采取不用的处理措施。

• 当0米柴油机厂房火警探头发生报警而无真实火灾时，核实柴油机本体的排气管路系统和高低温冷却水系统透气管是否渗漏，发现渗漏，及时手动开启厂房风机，将0米烟雾尽快排出到室外，及时对发生渗漏的管路、垫片进行更换。

• 当8.4米柴油机厂房火警探头发生报警而无真实火灾时，核实3.8米/0米/8.6米的厂房设备、地面是否灰尘较大，及时清理厂房的设备和地面进行清理。

• 当需要排空厂房启动空气压力罐的高压空气时，导致-1.5米柴油机厂房火警探头发生报警而无真实火灾时，及时关闭排气阀，同时核实-1.5米的厂房设备、地面是否灰尘较大，及时进行清理。

4. 经验反馈或行动

为了避免发生没有火灾却出现火警探头报警的现象，可以制定一些行动项，具体如下：

• 柴油机的排气系统应该定期进行检查，密封、易损部件（如垫片、波纹管等）进行定期更换；

• 柴油机冷却水系统的透气管发生渗漏的概率较大，应该进行定期维护和更换透气管；

• 柴油机厂房的各个房间灰尘较大，对设备和厂房的浮灰进行清理，避免柴油机启动尘土飞扬。

参考文献

[1] 成大先主编 《机械设计手册》 第6版

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