1 引言
一旦燃氣在通風環境差的場所(地下室、內廚房等)泄漏，不及時發現并采取措施，將導致火災、爆炸等惡性事故的發生。為此，在通風環境不理想的場所使用燃氣，配備一套能檢測泄漏并發出報警，同時自動切斷氣源并啟動通風設備的報警監控系統無疑是一種安全的保障。本文針對不同特點的燃氣工程總結了三種形式的燃氣報警監控系統，以某大酒店燃氣工程為例著重介紹了國內外燃氣報警監控系統的主流和發展方向——集散式燃氣報警監控系統。
2 燃氣報警監控系統形式
2．1 點對點式
由探頭、控制主機和執行單元器三部分組成。當探頭傳感器檢測到可燃氣或其他特定氣體時，探頭將信號轉換為與氣體濃度成正比的電壓或電流信號，并通過電纜傳送到主機。經過主機對信號進行處理，可以判斷環境中燃氣的濃度是否達到了報警限；如果濃度達到所設定的第一級報警限，主機發出信號驅動聲光警報器，提醒操作員進行處理；如果濃度達到所設定的第二級報警限．主機發出信號驅動執行機構，切斷主氣路并啟動通風系統，排除火災或爆炸險情。在此種系統中，每個探頭都需連接到主機，即“點對點”連接。通常，當系統中探頭數目不超過4個，探頭至主機的距離不超過50米時，可采用點對點式，如鍋爐房及小型公建的燃氣泄漏監控。
2．2現場總線式
現場總線式系統由可編程控制器(PLC)、現場網絡通訊協議構成，初步實現了“點對線”連接及數字化通訊，具有以下特點：
(1)采用可編程控制器(PLC)組成計算機控制系統，實現模塊化組態。產品按照工業標準設計。
(2)系統采用現場總線結構及通訊協議，實現“點對線”連接及數字化通訊，每套系統最多可連結64個分站、120個探頭，僅需一根電纜貫穿所有探測點。
(3)整套系統只能由中央控制器控制，現場的AD、ID模塊只能輸出信號，不能實現現場一級報警控制，一旦總線發生問題，則整個系統發生癱瘓，不能正常工作。
(4)由于此系統對總線要求極高，需在總線上每隔一段設置隔離器，因此安裝費用較高。
此系統適合對總線要求不高，在建筑物的同一層中有好幾處用氣點的大、中型公建。
即：“集中管理一分散控制”，集散式報警監控系統由中央管理工作站、通信網絡、現場控制機、傳感器、執行器等四部分組成，有以下特點：
(1)無論控制點多分散，控制對象多復雜多變；只要能采集信號并轉換成標準的模擬信號或數字信號，就可以實現對被控對象的檢測和控制，
(2)作為集散式控制系統終端控制環節的現場控制機可以獨立工作，當檢測到傳感器發出的信號時，可以直接關掉閥門和開啟排風機，并發報警信息至中央管理工作站，同時也可以接受中央工作站的指揮，這樣即使在中央管理工作站或通信網絡出現故障時，也可以由現場控制機及時處理問題，完全避免了現場總線式依賴總線安全的弊端。
(3)由于現場控制機安裝在檢測和被控設備附近，給管線施工及運行管理帶來極大方便。
(4)系統軟件基于WINDOW平臺，界面采用動態畫面，人機友好，功能強大，采用分級式控制系統閥門管理，完全避免由于某一探測點發生泄漏，造成整個系統癱瘓的局面，可以避免不必要的間接經濟損失。
(5)所有現場控制器通過一根總的通訊總線至中央控制室，大大減少了電纜的使用數量。降低了系統成本，同時現場控制機尺寸較小，采用壁掛式，安裝在弱電井內，安裝隱蔽、方便。
(6)采用開放式結構系統，可以方便地與其他弱電系統通信銜接。
由此看來，對于較復雜的燃氣供應系統，宜采用集散式酌煤氣報警監控系統。此系統安裝方便，便于管理，是目前國內外煤氣報警監控裝置的主流和發展方向。
3 集散式燃氣報警監控系統在某大酒店燃氣工程中的應用方案
3．1 工程簡介
某大酒店總占地面積為21，400平方米，由三部分組成：酒店、購物中心、公寓。其中酒店地下一層二處、地下二層三處、地上一層三處、地上二層二處；購物中心地下一層一處、地上一層三處、地上二層咖啡廳一處共十五處以及公寓七～十一層，176戶居民內廚房需要用管道煤氣。
3．2 設計條件分析
3．2．1 由于用氣點多在地下或內廚房，通風條件差，根據《城鎮燃氣設計規范》(GB50028-93)要求，該大酒店須設計獨立的燃氣泄漏監控系統。
3．2．2 為創造通風條件，燃氣管道經過場所應設連續通風裝置，須保證全日24小時連續通風換氣，并保證燃器具不使用時通風次數≥10次／小時。燃器具使用時通風次數≥40次／小時。
3．2．3 動態信號傳人控制室，控制室須有專職人員24小時值班。
3．2．4 該酒店需要進行監控的部位劃分為：①公寓廚房；②燃氣總管井及酒店廚房；③燃氣小立管井；④趴及F6層吊頂等幾個區域。
3．2．4．1 對于公寓廚房部位：
(1)在廚房內設置民用CZ-135T型報警器；
(2)在燃氣管上安裝電磁閥；
(3)當報警探頭檢測到可燃氣體泄漏濃度達到爆炸下限的1／5時，報警器在現場聲光報警；
(4)當報警探頭檢測到可燃氣體泄漏濃度達到爆炸下限的2／5時，系統發出信號切斷相應用戶的電磁閥，同時啟動排風系統。
3．2．4．2 對于公建廚房部位：
(1)在廚房內設置KD-5S型工業級探頭；
(2)在燃氣管上安裝電磁閥；
(3)當報警探頭檢測到可燃氣體泄漏濃度達到爆炸下限的1／5時，輸出一級報警狀態信號至控制室；
(4)當報警探頭檢測到可燃氣體泄漏濃度達到爆炸下限的2／5時，系統發出信號切斷相應用戶的電磁閥，同時啟動排風系統，并輸出電磁閥狀態信號至控制室。
3．2．4．3 在沿途燃氣管線及公建廚房內：
在吊頂內(F6及B1等樓層)，而且由于這些地方較封閉，通風換氣不暢，因此在這些地方：
(1)設置KD-5S型催化燃燒式工業級探頭；
(2)相應燃氣管路系統安裝電磁閥；
(3)當報警探頭檢測到可燃氣體泄漏濃度達到爆炸下限的1／5時，在控制室進行聲光報警，并顯示事故位置；
(4)當報警探頭檢測到可燃氣體泄漏濃度達到爆炸下限的2／5時，系統發出信號切斷直接切斷相應閥門，同時啟動排風系統，并反饋閥門狀態信號至控制室。
3．2．4．4在管道豎井內：
(1)在管道豎井內每15米設置一個KD-5S型工業級探頭；
(2)燃氣立管上安裝VGP型電磁閥；
(3)當報警探頭檢測到可燃氣體泄漏濃度達到爆炸下限的1／5時，在控制室進行聲光報警；
(4)當報警探頭檢測到可燃氣體泄漏濃度達到爆炸下限的2／5時，系統立即進行四步動作：
◆啟動管道井上部的排風機；
◆切斷立管底部電磁閥；
◆切斷該立管上所有用戶的戶內電磁閥；
◆反饋閥門狀態信號至控制室。
3．2．5 要求：系統隨時巡檢公寓各住戶以及各餐廳廚房的可燃氣體泄漏濃度；系統隨時巡檢各層吊頂、燃氣立管管道井可燃氣體濃度；
根據以上三種報警監控系統的比對，針對該酒店控制點分散、準確度要求高的特點，為追求最優化的系統設備配置，提高管理工作效率，降低設備投入以盡量降低系統造價，選用“集中管理一分散控制”的集散式報警監控系統是最合適的。
4 結語
在燃氣工程設計中，應針對不同使用特點選用合適的報警監控系統，體現高效、節約。當監控點分散，建筑物要求高時應選用集散式燃氣報警監控系統。它是國內外報警監控系統的主流和發展方向，它具有充分的擴展性，為業主今后的發展留有了空間。
一旦燃氣在通風環境差的場所(地下室、內廚房等)泄漏，不及時發現并采取措施，將導致火災、爆炸等惡性事故的發生。為此，在通風環境不理想的場所使用燃氣，配備一套能檢測泄漏并發出報警，同時自動切斷氣源并啟動通風設備的報警監控系統無疑是一種安全的保障。本文針對不同特點的燃氣工程總結了三種形式的燃氣報警監控系統，以某大酒店燃氣工程為例著重介紹了國內外燃氣報警監控系統的主流和發展方向——集散式燃氣報警監控系統。
2 燃氣報警監控系統形式
2．1 點對點式
由探頭、控制主機和執行單元器三部分組成。當探頭傳感器檢測到可燃氣或其他特定氣體時，探頭將信號轉換為與氣體濃度成正比的電壓或電流信號，并通過電纜傳送到主機。經過主機對信號進行處理，可以判斷環境中燃氣的濃度是否達到了報警限；如果濃度達到所設定的第一級報警限，主機發出信號驅動聲光警報器，提醒操作員進行處理；如果濃度達到所設定的第二級報警限．主機發出信號驅動執行機構，切斷主氣路并啟動通風系統，排除火災或爆炸險情。在此種系統中，每個探頭都需連接到主機，即“點對點”連接。通常，當系統中探頭數目不超過4個，探頭至主機的距離不超過50米時，可采用點對點式，如鍋爐房及小型公建的燃氣泄漏監控。
2．2現場總線式
現場總線式系統由可編程控制器(PLC)、現場網絡通訊協議構成，初步實現了“點對線”連接及數字化通訊，具有以下特點：
(1)采用可編程控制器(PLC)組成計算機控制系統，實現模塊化組態。產品按照工業標準設計。
(2)系統采用現場總線結構及通訊協議，實現“點對線”連接及數字化通訊，每套系統最多可連結64個分站、120個探頭，僅需一根電纜貫穿所有探測點。
(3)整套系統只能由中央控制器控制，現場的AD、ID模塊只能輸出信號，不能實現現場一級報警控制，一旦總線發生問題，則整個系統發生癱瘓，不能正常工作。
(4)由于此系統對總線要求極高，需在總線上每隔一段設置隔離器，因此安裝費用較高。
此系統適合對總線要求不高，在建筑物的同一層中有好幾處用氣點的大、中型公建。
即：“集中管理一分散控制”，集散式報警監控系統由中央管理工作站、通信網絡、現場控制機、傳感器、執行器等四部分組成，有以下特點：
(1)無論控制點多分散，控制對象多復雜多變；只要能采集信號并轉換成標準的模擬信號或數字信號，就可以實現對被控對象的檢測和控制，
(2)作為集散式控制系統終端控制環節的現場控制機可以獨立工作，當檢測到傳感器發出的信號時，可以直接關掉閥門和開啟排風機，并發報警信息至中央管理工作站，同時也可以接受中央工作站的指揮，這樣即使在中央管理工作站或通信網絡出現故障時，也可以由現場控制機及時處理問題，完全避免了現場總線式依賴總線安全的弊端。
(3)由于現場控制機安裝在檢測和被控設備附近，給管線施工及運行管理帶來極大方便。
(4)系統軟件基于WINDOW平臺，界面采用動態畫面，人機友好，功能強大，采用分級式控制系統閥門管理，完全避免由于某一探測點發生泄漏，造成整個系統癱瘓的局面，可以避免不必要的間接經濟損失。
(5)所有現場控制器通過一根總的通訊總線至中央控制室，大大減少了電纜的使用數量。降低了系統成本，同時現場控制機尺寸較小，采用壁掛式，安裝在弱電井內，安裝隱蔽、方便。
(6)采用開放式結構系統，可以方便地與其他弱電系統通信銜接。
由此看來，對于較復雜的燃氣供應系統，宜采用集散式酌煤氣報警監控系統。此系統安裝方便，便于管理，是目前國內外煤氣報警監控裝置的主流和發展方向。
3 集散式燃氣報警監控系統在某大酒店燃氣工程中的應用方案
3．1 工程簡介
某大酒店總占地面積為21，400平方米，由三部分組成：酒店、購物中心、公寓。其中酒店地下一層二處、地下二層三處、地上一層三處、地上二層二處；購物中心地下一層一處、地上一層三處、地上二層咖啡廳一處共十五處以及公寓七～十一層，176戶居民內廚房需要用管道煤氣。
3．2 設計條件分析
3．2．1 由于用氣點多在地下或內廚房，通風條件差，根據《城鎮燃氣設計規范》(GB50028-93)要求，該大酒店須設計獨立的燃氣泄漏監控系統。
3．2．2 為創造通風條件，燃氣管道經過場所應設連續通風裝置，須保證全日24小時連續通風換氣，并保證燃器具不使用時通風次數≥10次／小時。燃器具使用時通風次數≥40次／小時。
3．2．3 動態信號傳人控制室，控制室須有專職人員24小時值班。
3．2．4 該酒店需要進行監控的部位劃分為：①公寓廚房；②燃氣總管井及酒店廚房；③燃氣小立管井；④趴及F6層吊頂等幾個區域。
3．2．4．1 對于公寓廚房部位：
(1)在廚房內設置民用CZ-135T型報警器；
(2)在燃氣管上安裝電磁閥；
(3)當報警探頭檢測到可燃氣體泄漏濃度達到爆炸下限的1／5時，報警器在現場聲光報警；
(4)當報警探頭檢測到可燃氣體泄漏濃度達到爆炸下限的2／5時，系統發出信號切斷相應用戶的電磁閥，同時啟動排風系統。
3．2．4．2 對于公建廚房部位：
(1)在廚房內設置KD-5S型工業級探頭；
(2)在燃氣管上安裝電磁閥；
(3)當報警探頭檢測到可燃氣體泄漏濃度達到爆炸下限的1／5時，輸出一級報警狀態信號至控制室；
(4)當報警探頭檢測到可燃氣體泄漏濃度達到爆炸下限的2／5時，系統發出信號切斷相應用戶的電磁閥，同時啟動排風系統，并輸出電磁閥狀態信號至控制室。
3．2．4．3 在沿途燃氣管線及公建廚房內：
在吊頂內(F6及B1等樓層)，而且由于這些地方較封閉，通風換氣不暢，因此在這些地方：
(1)設置KD-5S型催化燃燒式工業級探頭；
(2)相應燃氣管路系統安裝電磁閥；
(3)當報警探頭檢測到可燃氣體泄漏濃度達到爆炸下限的1／5時，在控制室進行聲光報警，并顯示事故位置；
(4)當報警探頭檢測到可燃氣體泄漏濃度達到爆炸下限的2／5時，系統發出信號切斷直接切斷相應閥門，同時啟動排風系統，并反饋閥門狀態信號至控制室。
3．2．4．4在管道豎井內：
(1)在管道豎井內每15米設置一個KD-5S型工業級探頭；
(2)燃氣立管上安裝VGP型電磁閥；
(3)當報警探頭檢測到可燃氣體泄漏濃度達到爆炸下限的1／5時，在控制室進行聲光報警；
(4)當報警探頭檢測到可燃氣體泄漏濃度達到爆炸下限的2／5時，系統立即進行四步動作：
◆啟動管道井上部的排風機；
◆切斷立管底部電磁閥；
◆切斷該立管上所有用戶的戶內電磁閥；
◆反饋閥門狀態信號至控制室。
3．2．5 要求：系統隨時巡檢公寓各住戶以及各餐廳廚房的可燃氣體泄漏濃度；系統隨時巡檢各層吊頂、燃氣立管管道井可燃氣體濃度；
根據以上三種報警監控系統的比對，針對該酒店控制點分散、準確度要求高的特點，為追求最優化的系統設備配置，提高管理工作效率，降低設備投入以盡量降低系統造價，選用“集中管理一分散控制”的集散式報警監控系統是最合適的。
4 結語
在燃氣工程設計中，應針對不同使用特點選用合適的報警監控系統，體現高效、節約。當監控點分散，建筑物要求高時應選用集散式燃氣報警監控系統。它是國內外報警監控系統的主流和發展方向，它具有充分的擴展性，為業主今后的發展留有了空間。
