红外热成像技术在烟草企业火灾预警中的应用

红外热成像技术在烟草企业火灾预警中的应用

王磊

单位：河南省烟草公司商丘市公司卷烟物流配送中心  476900

摘要：随着社会的不断发展，烟草行业发展也是愈加迅速。在烟草企业运行过程中最需要注意的便是火灾预防、消防救援工作的开展。 烟草企业消防系统建设对企业的安全生产有重要作用。我国各地大型企业或直接从国外引进，或依托国内大公司的技术，组建自己的消防安全预警系统。本文主要对红外热成像技术在烟草企业火灾预警中的应用进行论述，详情如下。

关键词： 红外热成像技术；烟草企业；火灾预警

引言

烟草企业的危险性不仅体现在火势蔓延速度快等方面，与此同时还伴随着随时有可能爆炸的可能。从一般情况下看，火灾事故发生之后，爆炸危险的发生概率大大增加，甚至在引发爆炸之后，火灾形势进一步拓展，两者相互交织、相互影响。加上烟草企业在实际生产过程中，使用的原材料或产成品通常具有易燃易爆性，在危险品集中的情况下，随着火灾的进展现场温度会急速升高，一旦出现高温、高压等不利情况时，往往爆炸危险就会很容易发生。

1 红外成像技术

红外光的波长位于电磁波谱的可见光与微波区域之间，红外光为不可见光，许多气体泄漏过程在可见光中是不可见的，但由于一些气体在特定的红外波段内具有强烈的吸收特性，因此可以被红外摄像机扫描获得图像。气体泄漏红外成像技术具有探测范围广、直观、快速且精确定位泄漏点等优势，被广泛应用于国内外的气体泄漏检测。

2 红外热成像技术在烟草企业火灾预警中的应用

2.1温度监测设备的选择

压棒机设备属于连续运行的设备，由压棒头、液压盘和下料口等机械密闭组件组成。经过现场考察，这些组件无法安装接触式温度传感器，除非破坏其机械结构部件才可以测量内部的温度。经过调研，发现本身的PLC 数据采集不能采集电机的电流以及实时扭矩输出，因此无法了解设备运行的内在情况，即使发生了堵塞或者特殊情况，也无法从电流与扭矩的数据感知设备的异常状态。经过分析，只有使用非接触式的红外热成像技术才能够检测由于扭矩变化而造成的温度变化。红外热成像技术目前已日趋成熟，被广泛应用于检测及热源跟踪上，但民用级别设备对光照强度、检测精度、跟踪距离都有限制。根据现场工况及管理要求，选用工业级的热成像仪配合工业计算机，以及 PIF 模块来进行系统构建，一要保证符合现场安全防爆要求，二要实现现场温度信号能够实时地传输到后台监控系统，并且实现任意点位的超温报警功能。未来还可将开关量直接输出给控制电路，超温式继电器工作，立即自动关闭设备。

2.2设备选型及现场定位

根据使用需求，在工作温度、防爆需求、接口方式和 PLC 信号输入等方面进行红外热像仪的选择。压棒车间设备连续运行温度范围最高可达 60 ℃甚至在极端情况下更高，在长期运行过程中若出现润滑油脂的溅落或混入，有临界阴燃风险。由于工艺质量的特殊性，空气中的烟尘粉末含量较高，电气设备在现场的安装需要达到防爆级别；为了更好地与现有监控系统融合，在 HMI 人机监控界面能够实时监控，设备选型要求具备工业级数据传输接口方式，便于 PLC 信号的采集和输出。设备选型完成后需要进行现场定位，定位要求必须满足监控范围广、监测精度高、反应速度快的特点。第一种定位方案是将红外设备放在 2 台压棒机之间，利用一台成像仪对 2 台压棒机进行监控，这样做有利于节约成本，但会带来的不利因素，如影响生产路由，需要架设立杆，而且需要破坏防水地面进行线材铺设及打孔固定；可视范围虽广，但是设备需采集关键点缺失，因此方案一存在众多风险。第二种定位方案采用一对一模式，一台红外热成像仪仅针对一台压棒机设备，做到了视觉监控全覆盖，设备各个工序工作点都可以被实时跟踪变化，而且安装位置不影响生产路由，不需要开槽布线破坏防水地面层。综合考虑各项利弊因素，最终采用第二种定位模式进行现场安装。根据红外摄像头的光学参数确定了可视角度以及可视检测范围，最终在可用范围半径进行合理定位，对准一台压棒机进行全面检测，遴选了 5 个关键点加 1个“自由点”：压棒头、压棒舱、下料口、下料桶、压棒主电机，以及一个全覆盖可视范围任意超阈值温度跟踪点，更好地防范设备其他位置的超温突变。

3提高烟草企业火灾预警的措施

3.1加强工人专业技术培训

烟草企业的设备操作和管理直接影响生产效率和生产安全。工作人员作为设备操作的主体，需要严格根据岗位和技术要求招聘相应的人才。同时在人员上岗前，通过岗前培训以及消防安全教育等课程，促进人员了解各岗位的工作内容、工作职责和消防安全危害与预防措施。特别针对容易发生火灾、爆炸的危险性高岗位，必须要提升人员操作规范性和安全性意识，保证安全事故应对和处理能力。此外，通过讲座、培训等方式对企业高层管理人员进行培训，提升企业管理者的消防安全意识，促进安全消防制度的落实。与此同时，还可通过考核制度的建设，对考核不合格的员工进行调岗或辞退处理，为企业其他员工起到一定的震慑和警示作用。最后，各岗位人员都需要持证上岗，了解设备的操作以及生产工艺要求，促进各部门间的交流与协作。

3.2火灾报警系统与消防喷淋联动的功能及设计

火灾报警系统与消防喷淋系统通过火灾报警控制器连接在一起，当烟草企业某一区域内发生火灾时，首先会被火灾探测器检测到火灾信号，而后该信号被传送至控制器，控制器在分别下达信号给消防喷淋系统和报警器，一方面进行火灾报警，提醒工作人员逃离火灾区域；另一方面则通过消防喷淋系统自行对火灾区域进行灭火处理。火灾报警系统与消防喷淋联动既可以通过自动化技术自行对火灾进行处理，也可以通过人工来进行相应操作，对于烟草行业预防火灾来说有着极其重要的作用。

结语

总之，红外热成像火灾检测预警技术比传统的多项单体监控设备经济投入少，运行维护简单，易于在其他类似条件的复杂车间环境进行推广。

参考文献

[1] 朱桂明，程凌，李伟敏.红外热成像技术在化工安全隐患排查中的应用研究[J].化学工程与装备，2016（10）：230-232.

[2] 赵明岗.红外热成像技术在煤矿设备故障判断中的应用[J].煤矿机电，2013（4）：86-87.

[3] 哈兰.红外热像技术在电气设备故障检测中的应用[J].安全，2007（12）：13-15.

[4] 李云红，孙晓刚，廉继红.红外热像测温技术及其应用研究[J].现代电子技术，2009，32（1）：112-115.

[5] 李建华.应用红外热成像仪进行设备检测及故障判断[J].科技创新导报，2019，16（3）：115-116.