火力发电厂安全系统综合解决方案视频监控系统、报警探测与门禁周界三大部分因为火电厂所有设施区域较集中,但 区域内环境却较复杂,所以将需求监控系统的区域又分为行政、储料、发电厂房三个大区块 来提出安全监控的解决方案行政区 行政区部分包括发电厂办公楼及出入口、周界外围墙部分此部分主要关 注点在于出入口人员的门禁管制与脸部辨识:对出入的人车做到严格管控;办公楼出入口的 固定式影像摄像机;门窗出入口的被动式探测报警系统的警戒保护周界部分则必须做到动 态掌握侦测与入侵阻绝,对不法接近及入侵做到预警及警报发布入侵报警在厂区围墙安装 主动红外探测器(AIR)进行周界防范,可以采用高清PTZ追踪型日夜摄像机搭配多光束主动式 探测器或是拉力振动式围篱侦测系统进行布防,同时系统具有报警联动功能,警报启动后系 统会自动弹出相对应的视频监视画面并对报警区域进行自动录像,以达解决行政区及周界安 全防范目的储料区 储料区包括燃煤储运场、输送带区域、重油或天然气储槽区重点在于煤 炭堆置区的影像及消防监控,可以使用日夜PTZ型摄像机搭配影像智能(IVS)火光侦测功能 进行区域防护;输送带区域则侧重输送带作业状态、输送带上煤炭的大小尺寸是否正常、有 无断料情况;以及监控是否有人员入侵盗窃煤炭燃料。
若是采用重油或是天然气燃烧方式发 电,则在油料及天然气的低温储槽区配置管线压力侦测,并采用防爆日夜PTZ型高清摄像机 置于保护罩内进行全天候监控(图3)此处因涉及爆炸危险故一切设备都必须采用IEC或UL 合格的抗腐蚀防爆管线及保护箱进行设备架设,同时可采用智能视频虚拟画线做人员越线入 侵检测发电厂房区 发电厂房区因为火力发电的特殊关系,从发电设备或厂房的性质划分 为蒸汽轮机区、锅炉高温区、冷却水处理区、飞灰脱硫处理区、主变压器及开关厂区和厂房 监控控制区等六个重点监控区域来说明1. 蒸汽轮机区:此处为高温多湿的特殊环境,重点在于对人员及作业的安全监控采用 耐温耐湿的保护罩加上除雾除湿装置以确保摄像机的监视可以清晰无干扰,同时燃烧产生的 蒸汽或多或少都含有一些酸碱物质,必须考虑对摄像机的耐酸碱抗腐蚀保护2. 锅炉高温区:此处是一个有特殊监控需求的设备区,碍于篇幅仅在此作简单陈述这 里的监控设备是根据发电厂锅炉的特殊高温及冷却方式要求而设计的,必须满足全炉膛火焰 的监视要求,通过这些高温监视设备,锅炉操作人员可在电厂控制室内的监视器上远程对锅 炉燃烧器点火、灭火及察看运行过程中火焰燃烧情况,处理异常、低负荷运行、火焰燃烧不 充分等危害锅炉正常运行的现象。
3. 冷却水处理区:此处也为高温多湿的特殊环境,重点除对人员及作业安全监控外,还 必须对冷却锅炉的河水或海水状态及进出口的水量进行影像与数据监控这里一样是采用 IP66(NEMA-4X)耐温耐湿耐酸碱及抗盐害的保护罩加上除雾除湿装置以确保摄像机的监视正 常运作4. 飞灰脱硫处理区:此处是燃煤火力发电厂内一个具危险性的特殊环境燃煤火力发电燃 烧过程中会产生一些如硫化氢等有害气体及飞灰等一些带有害物质的灰渣,无防护处理时会 对工作人员产生危害所以此处除了必要的物质及气体侦测外,脱硫及脱硝作业及飞灰的倾 倒、堆积及固化处理的过程都必须做到影像的完全监控,以免有作业安全问题发生时却无人 发现,同时在集尘等作业上更要注意灰尘浓度及作业区温度的监控监视系统用于对锅炉、 机械、机电和辅助车间等生产环境,以及重要设备相对集中的区域进行监视通过显示器和 大屏等,使电厂监控室操作人员能监视本区域内的所有图像此处必须采用高清摄像机加上 防爆及防尘保护并搭配前端数据采集探测器的联动达到完整监控的目的(图 4)5. 主变压器及开关厂区:本区的需求与解决方案同其他发电方式几乎是一致的,主变压工 作温度、散热风扇运作、升压电压、电流量变化的监控都是重点。
开关厂属于高度危险区域, 且在输配电柱上会因为近接而产生电弧放电伤人并损及电力升压次级端变压器,在此区域唯 一能做的就是从远方架设PTZ百万高清监视摄像机来进行区域作业监控,以免电磁干扰摄像 机的监控效果另外在电力输出的铁塔安全监测方面,火力发电厂主要是在电力铁塔上安装 一些远程监控终端设备例如温度传感器设备、覆冰探测器等,负责采集电力铁塔周围的环境 变化数据,做到温湿度异常报警、凝冰报警当铁塔或线路结冰时通过远程监控就了如指掌, 便于及时进行除冰另外因部分电厂位处滨海地区风力较大,因此会配备铁塔倾斜探测器、 绝缘子漏电探测器、风向风力探测器等对电力铁塔进行监测6. 厂房监控控制区: 电厂监控控制室是整个电厂控制系统的核心出入口控制系统包含 了门禁管理、发卡系统、信息管理等各种应用功能,记录所有进出人员信息,并进行统一存 储管理在电厂监控室内主要管理区的出入口、电子设备间等重要部位的通道口安装门磁开 关、电控锁或读卡机等控制装置,在现场进行身份识别并由电厂控制室监控系统采用计算 机多重任务处理,对各通道口的位置、通行对象及通行时间等实时进行控制或按设定过程控 制通过控制室主机显示器或大屏等,电厂各级人员能监视到相关需要的信息与图像,并对 所有的图像进行控制、群组切换、分割画面及轮巡监视等功能。
另外厂区主要路口、周界及 各出入口的监视摄像机及周界入侵报警联动也都必须纳入电厂主监控室的掌控,通过显示器 和电视墙进行有效的监视和管理在IP联网下,通过各个区域的视频服务器,可将所有视 频信号通过独立的光纤网络传输到电厂监控室,并对所有监控子系统进行全面的监控和管理, 将电厂范围内所有视频信号通过网络服务器接入到电厂信息公网上,实现远程监控和网络管 理 (图 5) 现阶段火力发电厂的安防解决方案必须将影像、环境、设备、电力监控与防盗、消防和 报警系统进行联网,并通过整体的监视监控平台来达成远程的监视、遥控和图像的传输、环 境监控及联网报警的功能,才能更加有效地预防工安事故的发生,同时保障电厂安全、确保 系统稳定,让安全防范技术符合电力行业规范的新水平。