关于石油化工行业火灾报警系统的设计研究

2021-04-10王莉

新型工业化 2021年8期

关键词：控制室手动报警

王莉

（中油（新疆）石油工程有限公司，新疆克拉玛依 834000）

0 引言

石油化工行业的市场主体，主要生产原料是石油与天然气，并需完成储存运输的工作，接触的物品多为危险化学品，是消防的重点。厂内安装消防体系，自动化的管理系统应当是其核心，避免引发恶性事故。

1 石油化工行业火灾报警系统

1.1 系统需求

石油化工行业的有关经营主体，空间内功能分区有生产及公用、辅助生产、管理等。其中，生产区负责各生产设施与储运罐等，而公用及辅助一般涉及到给排水和供配电等设施，管理功能区中有控制室以及办公楼、修理车间等。此类企业的厂区规模偏大，且存有大量易燃易爆的因子，若出现火灾，会急速扩散且不易扑救，引发严重安全事故。基于安全生产的有关规范，在厂区内安设的火灾系统，需实现全覆盖，并在各建筑中均布置有效的控制器，整体联网，建立起自动化的报警系统。

1.2 管理体系

在消防管控体系中，总体应当分成多个层级，包括监控中心以及功能区控制室、消防站等部分。监控中心为管理整个系统的部分，会收到厂内所有的火灾报警数据，并查看系统目前的运行状态，基于有效控制，设置灭火装置与其他消防设施，和所有消防岗位有稳定沟通，传达警报信号，并组织厂内全员有序疏散。功能区控制室是专门负责某区域的火灾防范，保障对应区域中设施完善。消防站则需接收厂内的全部报警数据以及控制中心下达的指令，实施消防任务[1]。

2 石油化工行业火灾报警系统的一般设计

为防范并降低火灾损失，确保人身及财产安全，要求火灾的报警系统完善，依托设计技术需先进，总体建设及运行的经济性较好。

2.1 明确系统形式

报警系统包括三类。首先，区域报警，适用于仅报警，不用开展联动消防装置的对象，系统构成设施应包括探测器、人工手动报警按钮、功能区显示装置等。其次，集中报警，能兼顾报警与区域联动。系统构成涉及到具备集中操作能力的控制设施以及联动控制装置、报警按钮、紧急广播、专业电话等，并安排独立的控制室。最后，控制中心，其适用功能性要求与集中报警相似，其需设置至少两个集中报警单元，控制室也应安排多间，并确立一个主要控制间。

2.2 区域细致划分

其一，报警区域。建筑物可按照消防区或楼层进行分区，或多个消防区及楼层属于同一报警区域。其二，探测区域。按照独立空间布设，面积不能大于500m2。红外光束的感烟设备以及缆式感温设备，单台设备负责的长度范围应当在100m之内，而空气管差温的设备，长度范围应设置在20～100m之间。单独的探测空间有：楼道、走道、通信管道井、电缆隧道等。

2.3 消防联动部署

消防联动的控制装置可输出与接收信号，所有在系统内的装置，接口性能和控制信号能有效对接，部分控制装置需采取联动组合手动的模式。消防联动包括湿式和干式、雨淋系统、水幕系统、气体泡沫等。具体的内容介绍分析如下：

其一，湿式和干式联动部署。联动部分：湿式的压力开关，发出动作信息后，开启喷淋的灭火消防泵；接收某个功能区的至少两个单台感烟设备，或一个感烟搭配手动按钮信号数据，会触发报警及灭火信号。系统的手动部分：在联动该控制设备上，布设可供人工现场操作的喷淋系统，并能操控电动阀，和控制室之间可直接连接。系统获取反馈信号的实现依托包括水流显示装置、气压状态信息、信号阀等。

其二，雨淋系统。联动部分包括：所有消防区域内的控制装置全部连入区域中的多个感温探测，或单台感温设备配合手动操作系统中，可启动雨淋阀组。手动模块分成两个部分：雨淋消防泵的控制柜安设启停的按钮以及雨淋阀组的操控按钮；消防联动的控制装置上，能人工调整系统及阀组的开状态。反馈信号则包括水流指示装置、压力开关等各类动作信息。

其三，水幕系统。联动部分为：联动控制装置和防火卷帘落下时产生的动作信息，与相同报警范围中探测仪器或手动报警阀组链接，发出相应信号。系统手动单元有：可操控消防泵的按钮，以及该系统中有关控制阀组的启动；消防联动的控制装置上，能人工现场操作系统，提供与相应阀组启动行为。反馈信号单元：水幕系统的有关阀组，消防泵启停的数据会传输到联动控制装置中。

其四，消防栓系统。仅有一个联动部分，需要在出水的干管位置布设低压压力、流量的开关，作为触发信息，开启消防泵。手动操作包括三个部分，在安设消防栓的按钮期间，其形成的动作信息，作为开启消防栓泵的开启指令；控制柜布置启停按钮；联动控制装置上，也能手动完成启停处理。反馈信号是把消火栓泵形成动作信号，反馈给联动控制装置中。

其五，气体及泡沫系统。首先是联动，在一个消防区域内，感温及感烟的探测装置，或单个探测装置搭配手动、区外应急开启信号，用于联动触发信息，同时开启声光报警装置。其次，手动，在疏散通道外布置操控按钮。最后，反馈信号，比如开关动作信息、探测器等信号[2]。

2.4 自动系统电源

火灾系统主电源为交流电，并准备蓄电池以作不时之需。主电源选用USB电源，备用电源需要负担1.2倍的消防负荷，以确保发生火灾后，能不间断运转至少三个小时。

2.5 系统路线规划

石油化工企业内部厂房、装置区等设施，均带有易腐蚀、易燃易爆的特性。在此工作环境下，需要系统线路有自我保护能力，电缆横截面至少要达到1.5mm2，并具备阻燃性。类似于控制室及配电室等场所，防火级别相对偏低，电缆横截面和控制在10mm2，选择常规铜芯即可。并注意敷设的方式，可运用钢管、特殊的塑料管及线槽等方法处理。

3 石油化工行业中火灾报警系统设计分析

3.1 设计原则

首先是探测模式。目前已知的火灾类型包括带电物品、金属、液体及固态物品等燃烧火灾。燃烧特点是该现象的本质性能，即在介质燃烧后，会产生物理及化学反应。基于燃烧特点，可选择紫外光、红外线、气体及差温式感温等探测器。具体适用范围是：火焰类探测设备可用在火灾初期；感温类用于初期释放热量时；感烟类装置用在产出大量烟雾时。其次，系统结构。稳定有实效的报警系统，需包括多个运转单元，如集中报警及独立功能区报警等。火灾的报警系统，是由信息管理与物理链路共同架构，前者负责场内监控；后者一般会搭建环形及树形等结构。最后是系统功能，报警系统在检测到火情迹象后，通过分析加以确定，并随即发布与报警，下达正确的灭火指令，同时还保留火灾发生数据信息。

3.2 设计方案

石油化工领域企业日常生产有较高的风险，并且期间涉及到的物质一般属于易燃易爆品，不加管理易形成火灾或爆炸事故，所以需在厂区内部署检测系统、紧急疏散提示等设施[3]。通过构建报警系统，能提升厂内的安全系数，确保工人们的人身安全。报警系统内的具体构成包括：其一是火情探测部分，即温感探测，在形成火灾后，易释放热量的区域有员工食堂以及外浮顶罐、电缆区域等；火焰探测，出现火灾后，石油化工厂内产生燃烧火焰的主要是灌进油体的设施与热油机泵；烟感探测，其需集中布设在生产车间以及中心控制区域、变配电所等；手动报警，在各区域内均会布设报警装置，若厂内形成火灾，人们可就近进行手动报警。其二是火情信息的采集、分析与处理。利用火灾系统能接收到火灾现场的信号，下达执行处理的命令。此外借助合理化的逻辑编程，同时还可以添加检测火情、灭火联动等。其三，警报设施，在火灾形成中，利用警报提示通知危险区域内人们快速撤离，具体可分成光、电以及声光组合的提醒系统。一般状况下，报警启动及关闭均是系统中控制器实现的。其四，消防联动管控。出现火灾，控制器不仅需随机启动报警，同时还需开启连锁管控设施以及监控灭火单元的运转情况。

3.3 设计实例

某石油化工行业的市场主体，该公司厂内涉及到的规划项目包括储运罐以及配套系统、生产与辅助生产部分。现场报警方式有拨打消防电话，可设置专用电话通讯，同时还配备自动化的报警系统。把报警中心安排于内部的值班室内，和厂内所有的报警设备连接。具体需要布设报警系统的功能区主要是储存关键仪器以及人员活动密集的区域。在厂内建立应急指挥中心，并设置总变电站以及消防站等。此外，泡沫以及水泵站等各类设施应当是消防管控的要点部分，重视生产控制室。

根据建设项目总体部署，分成厂内、生产以及变配电三个主要监控区，并保证系统内的信息共享，以增强控制强度。在办公管理功能区内，消防管理的主体对象为办公楼，生产区域内则需设置中央控制室，变配电区域内布置总变电所。在厂内的全部关键点，均需布置现场控制器，其采取环形模式和总线相连，共同构建起厂内全覆盖的报警系统。内部指挥中心是消防站，实际管理任务是准确定位火灾及状态，分析发生原因和起火点附近情况[4]。鉴于其工作任务，消防站内设置监控设备、图形工作站等。生产车间的危险性相对偏高，所以需保证报警系统的全覆盖，不考虑变配电间。在该功能区域内值班室及控制室等，需部署监视器与火警控制器等，以实现对该区域的全面检测，运用有效手段，控制该功能区域内的火灾形成概率。变配电的控制室内安排的报警系统，能检测到厂内全部的变电所及变配电间。并且均部署显示器及相关控制装置，同时在总变电所内还装设电视监视设备，以求建立起高效且完备的检测体系[5]。