自動消防系統在油庫的應用

任軍芳

中國石化股份有限公司管道儲運分公司黃島輸油處，山東青島 266500

自動消防系統在油庫的應用

任軍芳

中國石化股份有限公司管道儲運分公司黃島輸油處，山東青島 266500

油庫自動消防系統通過全面考慮設計，實現了多點監控，無電傳輸，冗余配置和可靠完善的監控功能。本文介紹了油庫自動控制系統的構成，著重分析了系統的基本功能，闡述了自動控制系統的聯動功能，為國內石油石化等行業的自動消防系統的實現提供了很好的借鑒。

自動消防系統；I/O室；聯動功能

黃島油庫隸屬于中石化管道儲運分公司，為全國重要的原油中轉基地，儲油容量達210萬m3，年儲運原油能力達3 000余萬t。石油化工企業屬易燃易爆場所，在這些大型儲油罐場所，火災危險性更大，作為全國安全生產要害單位，因此，在油庫設置可靠的自動化消防系統極其重要。科學、規范的消防自動化設計能夠很大程度上提高系統的檢測性能和可靠性，以便值班人員早期發現并通報火災，采取有效措施控制和撲滅火災，使企業人員傷亡及財產損失降到最低。

1 系統簡介

油庫自動消防系統從地理位置上分為本地I/O和遠程I/O；從結構上分為消防PLC和操作控制臺；從功能上系統分為火災自動報警系統和消防控制系統。從硬件上，整個系統主要有以下設備組成：現場手動報警按鈕、警鈴（警笛）、光纖/光柵感溫探測器、可編程邏輯控制器（PLC）、操作控制臺、操作員工作站，消防服務器等組成。

消防PLC實時檢測消防工藝設備的運行狀態，一旦發現故障報警，立即將報警信號傳給消防服務器。當系統獲得罐頂火警信號后，消防泵房值班室內的警笛首先啟動報警，在值班人員確認火情后，或經過一段時間（例如：20s）的延時后，系統將驅動所有報警裝置進行聲光報警，并將報警信號傳到消防隊和控制中心的消防工作站，同時自動開啟消防水噴淋閥和泡沫閥，并聯鎖啟動消防泵，對著火罐進行冷卻降溫和泡沫滅火；罐區內的工作人員發現火情，按下現場的手動報警按鈕，系統檢測到手動火災報警信號后，立即驅動控制中心、消防泵房值班室、消防隊和I/O室的報警裝置發出聲光報警信號。消防泵房內的值班員通過閉路電視監控系統等方式確認火災發生的確切部位，再據此來開啟相關的消防泵和閥門進行滅火操作。

1.1 系統組成結構

由于庫區面積大，儲油罐比較多而分散，將所有設備信號直接引入到消防控制室內難以實現。所以除了在消防泵房值班室內設置操作控制臺和消防PLC外，在現場I/O室內設置PLC的遠程I/O。系統將采用分區域采集火災報警信號集中監視和報警的方式。在I/O室與消防泵房值班室之間敷設2條光纜作為傳輸介質。為提高系統性能，增加穩定性，整個系統采用冗余PLC主處理器、冗余PLC電源、冗余控制網絡。

消防PLC控制系統包括消防泵房值班室內的冗余PLC處理器、本地I/O模塊和I/O室、遠程I/O模塊。

1.2 系統功能

消防泵房值班室內的消防PLC主要完成泵房內的泡沫站、消防泵、穩壓泵、補水泵及其泵出口電動閥門的狀態檢測和遠程控制，完成液位計、壓力變送器、液位開關、儲罐的溫度檢測、罐前電動閥門狀態采集及控制，并對整個罐區的火災報警及其消防工藝數據進行顯示及記錄，能依據預定邏輯控制相關消防泵和電動閥門。

1.2 .1 基本功能

1）實時監控火災報警與故障報警信號，能發出從預警到火警的2級報警方式；

2）檢測消防泵工作狀態、故障狀態、就地/遠控狀態，并控制消防泵的啟、停；

3）檢測電動閥門全開、全關、就地/遠控狀態，并對閥門進行開、關、停控制；

4）自動穩壓功能，通過穩壓泵對系統進行穩壓，保持系統壓力在0.7MPa～1.2MPa（可以更改設置）之間。滅火時，主泵啟動，穩壓泵停泵；

5）給工業電視系統輸出事故報警信號（無源開關信號），每個報警區域1路；

6）自動補水功能，檢測消防水罐液位信號，并據此實現自動上水功能，使消防水罐保持一定水位；

7）系統接收到火災報警信號后，經操作人員確認，手動或延時后自動啟動消防泵，并按預定邏輯順序開、閉相關電動閥門，將泡沫液與冷卻水以最快速度噴灑到事故罐，實現自動滅火；

8）顯示系統的自動、手動工作狀態，自動狀態鎖定手動操作；

9）系統具備緊急啟動和切斷功能；

10）具有自診斷和診斷工具，進行常規和預防診斷維護；

11）系統具有自動及程序手動操作模式。在自動操作模式下，系統接收到火災報警信號后，經人工手動確認啟動消防系統或延時后系統自動啟動，按預定邏輯自動啟動消防泵，并順序開、閉相關電動閥門，將泡沫液與冷卻水以最快速度噴灑到事故罐，實現自動滅火。程序手動操作模式指操作人員手動觸發“X號罐滅火”命令后，系統按預定邏輯自動啟動消防泵，并順序開、閉相關電動閥門，將泡沫液與冷卻水以最快速度噴灑到X號罐，實現自動滅火；

12）信息存儲管理與操作權限管理。系統能夠自動記錄操作員的操作。并可給不同的操作人員分配不同的操作權限，明確了責任，方便了管理；

13）系統能夠采集罐區感溫報警、手動報警等信號。

1.2 .2 消防泵房值班室

消防泵房值班室包括兩臺互為冗余的的消防服務器，一臺可作為工程師站的操作員工作站，操作員工作站是系統的操作平臺，操作人員可通過它監控整個消防系統并可對系統的應用軟件及數據庫等進行維護和維修。

消防服務器安裝采用CITECT SCADA軟件，負責處理、存儲、管理從現場的消防PLC采集的實時數據，完成與消防PLC通信鏈接、協議轉換、網絡管理等任務。

消防泵房值班室是主要監視和控制庫區火災和緊急狀態的指揮調度中心，在正常情況下，操作人員在消防泵房值班室通過本系統即可完成對全庫區的火災監視以及對消防設備的操作和運行管理等任務。

1.2 .3 I/O室及遠程I/O

在現場I/O室設置一套PLC模塊作為遠程I/O，采集罐區消防數據；通過光纖經控制網絡將數據上傳給消防泵房值班室內的消防CPU，并接受消防CPU 下發的控制命令。

1.3 聯動功能

1.3 .1 與電視監控系統聯動

本系統能夠提供與電視監控系統聯動的接口，電視監控系統的前端設備具有預置位功能，則能夠依據接收到的火災報警信號（無源開關信號）。迅速將該事故區及附近攝像機同時自動對準報警點，并自動調校到最佳狀態，供值班人員及時判斷火情。

1.3 .2 消防控制系統聯動功能

在本系統中，能夠實現的聯動功能包括：自動冷卻水噴淋；自動泡沫滅火；消防水管線自動穩壓；消防水池自動補水。

當PLC接收到火災報警信號后，驅動警鈴、警笛等聲響設備報警，并且在工作站的畫面上彈出報警窗口，提示值班人員報警的位置。值班人員電視監控系統、電話等方式了解具體情況，確認為真實火情后，按下“確認”按鈕，啟動消防聯動系統，進行自動冷卻水噴淋和自動泡沫滅火。或者在出現火災報警后，系統開始倒計時，倒計時結束后系統自動啟動消防聯動（此功能是否增加依據業主要求而定）。

自動穩壓：系統依據安裝在水管線上的壓力變送器上傳到PLC的數據，自動啟停穩壓泵，使管線壓力保持在一定的范圍內。當消防泵啟動后，穩壓泵停泵。

自動補水：為了保持消防水罐的水位，系統能夠依據液位開關信號，自動啟停補水泵。

1.4 系統控制方式

系統能提供3種運行方式供選擇：

1）集中手動控制：操作員在集中控制室中通過控制臺手操按鈕控制所有重要消防閥門，消防泵設備；

2）集中自動操作：操作員在集中控制室中通過控制系統的人機界面監控所有重要工藝設施的工作，工藝設備的運行主要由PLC及相關設施的控制系統控制；所有控制方式之間均可實現無擾切換并有相應的指示及記錄，任何控制方式下，均可執行ESD等緊急操作；

3）就地人工操作方式：操作員主要通過現場設備上的操作開關進行操作，控制系統僅起監視及記錄功能及執行有關的重要安全控制功能如緊急停車等。

2 結論

油庫自動消防系統投用以來，經多次消防演練證實，該系統功能完善，系統可靠性極高，為油庫的消防安全提供了可靠的保證。

[1]《消防聯動控制設備通用技術條件》GB 16806-97.

[2]《石油化工企業信號報警、聯鎖系統設計規范》SHJ18—90.

[TE99]

A

1674-6708（2010）26-0171-02

任軍芳，助理工程師，畢業院校：西安石油大學，專業：自動化，工作單位：中石化股份有限公司管道儲運分公司黃島輸油處儀表技術崗