油庫消防自動控制系統的設計

王明強

大慶油田有限責任公司儲運銷售分公司，黑龍江大慶 163453

油庫消防自動控制系統的設計

王明強

大慶油田有限責任公司儲運銷售分公司，黑龍江大慶 163453

進行了消防滅火PLC自動控制模擬系統的設計、火災自動報警及聯動控制系統的功能組成及組態、系統應用軟件的開發等方面的研究，奉著安全、經濟、實用、先進、便捷、高效的設計理念，研制出具有火災檢測報警和滅火控制功能于一體的消防滅火PLC自動控制系統。

PLC系統；油罐區；火災自動報警；聯動

引言

油庫分為原油庫和成品油油庫，原油庫一般采用外浮頂型儲罐，成品油庫一般采用拱頂和內浮頂型儲罐。油庫是各種油品的集中存放處，油庫著火是可燃物質和氧化合發生劇烈的化學反應，同時產生熱與光的現象。燃燒須同時具備三個條件，即：存在可燃物與助燃物質，具有著火溫度（燃點）。消防系統施行的滅火原理就是破壞燃燒條件。通常采用冷卻法、窒息法、隔離法與化學中斷法。

1 系統概述

本消防系統采用有效的檢測手段采集現場儀表（感溫探測器、感溫電纜、手動報警器、可燃氣體報警器等）數據，通過可編程邏輯控制器進行數據分析與處理，輸出安全報警信息及現場設備狀態信息。配合直觀的上位組態畫面進行現場設備狀態及報警信息的實時畫面顯示。發生火災時，消防控制柜接受并確認火災報警信號后，根據預先設定的消防邏輯程序自動開啟消防泵和相關的消防電動閥等聯動設備，迅速進行滅火處理。操作人員也可以通過操作臺控制按鈕或上位畫面，對現場設備進行操作，從而保障油罐區生產的安全運行。

2 系統結構

系統按結構分為管理層、控制層、設備層三個層次。

2.1 管理層

主要完成數據處理、存儲、打印報表、畫面顯示及修改、信息共享、人機界面及信息和數據上傳等。由計算機系統組成，操作人員通過鍵盤或光標選擇各種菜單，進行多種方式的監控管理操作。

2.2 控制層

匯集現場信息和執行控制命令。由火災報警控制器、消防控制柜、操作控制臺3個部分組成。火災報警控制器在線監測現場火災信息（感溫探測器、感溫電纜、手動報警器、可燃氣體報警器等）。消防控制柜是以可編程邏輯控制器為核心，通過I/O模塊、安全柵和現場設備相連，在線檢測消防設備的狀態信息和自動控制相關的消防泵、電動閥門等設備。

操作控制臺設置有消防水泵、泡沫液泵、消防水閥、泡沫液閥等設備的直接操作按鈕與各個設備的狀態信號燈。各種按鈕和指示燈與現場電氣設備均為直接電氣連接，操作人員可以直接操作現場的消防設備。來自控制柜的自動控制信號，與操作臺上的手動按鈕控制信號并聯后輸出，從而可實現手動、自動兩種控制方式。

2.3 設備層

負責采集所有火災信息，傳遞給控制層以及接受控制指令，啟動消防設備。由現場已經配備的各種火災探測器、手動報警器、消防水泵、消防水閥、泡沫液泵、泡沫液閥、消防管網和各種檢測控制儀表等組成。

3 系統控制的主要內容

油罐區消防系統由就地控制盤（Local Control Panel）控制，控制盤采用PLC（可編程控制器）。消防系統包括消防水罐、消防泵（電動泵、柴油機驅動泵）、水/泡沫混合器及輸送到油罐、分離器、設備的管道。

3.1 消防水罐自動上水系統

無論是否存在火災，水罐必須儲備足夠用水，水源來自水源井。水罐裝有差壓變送器測液位，當液位低于下限值時，通過控制盤打開進水閥，水罐上水；水位達到上限值時，關閥停止上水。每座水罐裝有液位超低開關，當控制失靈，液位低于危險值時自動報警。

3.2 消防泵控制

消防系統中含有電機驅動的水泵。當油罐區、分離器及設備區檢測出危險信號時，送至就地控制盤中PLC進行判別是否啟動消防泵。為保證消防有足夠用水量，在泵出口總匯管線上裝有低壓開關。若啟動一臺泵壓力低于規定壓力時，可以啟動多臺泵，直到壓力高于低限為止。泵出口消防水分兩路輸送到消防區。一路水直通消防區；另一路水經過水/泡沫比例混合器將混合泡沫液送至消防現場。

3.3 油罐區消防保護

儲罐頂部安裝有感溫電纜和點型定溫式探測器等檢測元件，防火堤外裝有手動報警器。

自動噴淋冷卻和泡沫滅火系統啟動后，罐頂消防泡沫進行滅火，罐壁進行消防水噴淋冷卻，堤外消防水泡沫滅火及冷卻。

4 系統特點

兩種報警方式：

罐頂感溫電纜實現自動報警；防火堤外手動報警器實現人工手動報警。

三種滅火保護方式：

罐頂消防泡沫滅火，罐壁消防水噴淋冷卻，堤外消防水泡沫滅火及冷卻三重控制保護滅火功能。

三種控制形式：

4.1 火災自動檢測報警方式（手動控制）

系統檢測到火災信號時，進行聲光報警并在模擬控制盤上指示出火災信號發生的位置和性質，值班人員迅速趕到現場進行核實，采取有效措施。

4.2 火災自動檢測報警人工確認滅火方式（半自動控制）

系統檢測到火災信號時進行聲光報警，并在模擬控制盤上指示出火災信號發生的位置，值班人員確認后，啟動自動噴淋冷卻和泡沫滅火系統，進行自動滅火。這樣可減少誤動作，避免消防水和泡沫損失。

4.3 火災全自動報警滅火控制方式（自動控制）

系統檢測到火災信號時進行聲光報警，并在模擬控制盤上指示出火災信號發生的位置，系統自動啟動噴淋冷卻和泡沫滅火系統，進行自動滅火。

5 結語

火災自動報警與PLC自動控制相結合的監控模式，使系統監控的智能化程度大為提高，其報警及滅火控制功能更為先進。大型石油儲罐消防聯動控制系統的設計、開發及應用，是石油系統消防安全理念的創新及發展。

[1]毛寶瑚，鄭金吾，劉敬彪.油氣田自動化.山東：石油大學出版社，2004.3.

[2]張海剛等.油庫消防自動報警系統的改進[J].兵工自動化，2004.

[3]莊興稼等.油品儲運系統自動化.北京：烴加工出版社，1989.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.12.089