石油化工企業(yè)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計

傅海波

FU Hai-bo

（鎮(zhèn)海石化工程股份有限公司）

(Zhenhai Petrochemical Engineering Co., Ltd.)

1 設(shè)計原則

1.1 探測類型合理化

按照火災(zāi)的類型、燃燒的特征選擇探測需要的設(shè)備。

火災(zāi)的主要類型為：帶電物體燃燒火災(zāi)、固態(tài)物體燃燒火災(zāi)、金屬燃燒火災(zāi)、液態(tài)物體燃燒火災(zāi)、氣態(tài)物體燃燒火災(zāi)等。

燃燒的特征也稱為燃燒的性能。指當(dāng)介質(zhì)遇到或發(fā)生燃燒時伴隨的一系列物理、化學(xué)反應(yīng)。燃燒性能的衡量因素為有毒物質(zhì)的生成、介質(zhì)的著火性以及火焰的失重、傳播性、炭化、發(fā)煙、發(fā)熱。燃燒時會出現(xiàn)放熱、發(fā)光、生煙。

按照不同類型的燃燒特征，研究出了以下符合各種特征的探測裝置：紫外光探測儀、離子型感煙探測儀、紅外光線探測儀、光電型感煙探測儀、氣體探測儀、差溫型感溫探測儀、定溫型感溫探測儀。以下為各種探測儀的功能介紹：

1）火焰型探測儀適合在初燃時出現(xiàn)燃燒輻射的介質(zhì)中使用。

2）感溫型探測儀適合在初燃時產(chǎn)生大量熱量的介質(zhì)中使用。

3）感煙型探測儀適合在初燃時產(chǎn)生大量煙霧的介質(zhì)中使用。

現(xiàn)階段，國家不斷發(fā)展探測技術(shù)與電子技術(shù)，已研究出了紅外熱成像探測儀等一些新型的、先進(jìn)的探測儀器。

1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理化

完整的火災(zāi)自動報警結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是由企業(yè)集中報警、控制中心、單獨區(qū)域報警、組成的。

決定火災(zāi)自動報警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的主要是信息管理結(jié)構(gòu)和物理鏈路結(jié)構(gòu)。信息管理結(jié)構(gòu)是通過監(jiān)控、編輯完成火災(zāi)報警的性能。物理鏈路結(jié)構(gòu)主要分為：多線性結(jié)構(gòu)、樹形結(jié)構(gòu)、總線行結(jié)構(gòu)、環(huán)形結(jié)構(gòu)。

1.3 系統(tǒng)功能合理化

石化企業(yè)中的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)還得具備的功能為：檢測火災(zāi)險情、確定火災(zāi)險情、對緊急火災(zāi)進(jìn)行預(yù)報警（報警）、向職工發(fā)出火災(zāi)警報、滅火救火的正確指示、對火災(zāi)的處理與控制、自動記錄火災(zāi)發(fā)生的全過程等[1]。

2 石化企業(yè)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計方案

在石化企業(yè)中進(jìn)行的一系列生產(chǎn)制造基本都是高危的，生產(chǎn)過程中使用的物質(zhì)大部分都是易燃、易爆的，很容易發(fā)生爆炸、火災(zāi)。因此在石化企業(yè)中設(shè)置檢測火災(zāi)、緊急提示、指導(dǎo)疏散的裝置是十分重要的，石化企業(yè)中建立火災(zāi)自動報警系統(tǒng)是提高生產(chǎn)安全性能、保障職工生命安全中必不可少的，系統(tǒng)組成如下：

1）火災(zāi)險情探測

（1）溫感探測。發(fā)生火災(zāi)時有熱量產(chǎn)生的場所為食堂、電纜夾層、外浮頂罐。

（2）火焰探測。發(fā)生火災(zāi)時出現(xiàn)火焰形狀的場所為輸入油體的設(shè)備、熱油機(jī)泵。

（3）煙感探測。發(fā)生火災(zāi)時有濃煙產(chǎn)生的場所為生產(chǎn)車間、變配電所、中心控制室、現(xiàn)場機(jī)柜室。

（4）手動報火情。發(fā)生火災(zāi)的區(qū)域或周圍安裝報警按鈕，一旦有火災(zāi)發(fā)生，職工就能手動通知火災(zāi)急情。

2）火警信號接收、分析及處理

通過火災(zāi)自動報警系統(tǒng)可接收火警的信號、分析災(zāi)況、處理火災(zāi)，通過對該系統(tǒng)進(jìn)行邏輯編程，還能控制滅火聯(lián)動裝置、辨別與確認(rèn)火警、檢測火災(zāi)狀況。

3）警報裝置

發(fā)生火災(zāi)后，告知火災(zāi)區(qū)域內(nèi)人員火情的其中一種方法為警報提示。警報分為光警報、聲警報、聲光結(jié)合警報。通常情況下，警報的發(fā)起與關(guān)閉都是由報警控制器管理的。

4）火災(zāi)的消防聯(lián)動控制

發(fā)生火災(zāi)后，火警控制器既要開啟警報，又要啟動聯(lián)鎖控制裝置、監(jiān)控滅火系統(tǒng)的運行狀況。目前有手動、自動兩種控制滅火聯(lián)動裝置的方式，在一些重要的區(qū)域進(jìn)行火災(zāi)處理時，經(jīng)常會派出專業(yè)人員完成滅火聯(lián)動裝置的控制工作。

3 工程設(shè)計實例

3.1 火災(zāi)自動報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)設(shè)計方案

某家石油化工企業(yè)其建設(shè)項目為：儲運罐區(qū)（15個）、生產(chǎn)設(shè)備單元（9套）、配套系統(tǒng)單元（10套）、輔助生產(chǎn)單元（若干）[2]。其火災(zāi)自動報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)設(shè)計方案如下：

1）火災(zāi)的報警方法

圖1 火災(zāi)自動報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)

①撥打“119”火警電話報警、消防專用電話報警。

②自動報警系統(tǒng)。將火災(zāi)的報警中心點設(shè)立在廠區(qū)的消防值班室中，連接全廠各區(qū)域的報警裝置。

2）以下區(qū)域內(nèi)設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)

①廠內(nèi)涉及燃燒的生產(chǎn)車間與重要工序的操作車間。

②放置、儲存重要儀器設(shè)備的區(qū)域。

③職工集中工作的區(qū)域。

3）以下崗位設(shè)置火災(zāi)自動報警終端及其消防聯(lián)動控制系統(tǒng)

①廠區(qū)的應(yīng)急指揮處。

②廠區(qū)總變電站。

③廠內(nèi)的中心氣防站、消防站。

④泡沫站、水泵站等一些消防控制點。

⑤生產(chǎn)控制室。

⑥辦公樓內(nèi)的消控室。

4）火災(zāi)自動報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖1為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

①通過對建設(shè)項目的系統(tǒng)劃分，將火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的控制區(qū)域分成了3部分：廠前監(jiān)視區(qū)域；生產(chǎn)監(jiān)視區(qū)域；變配電監(jiān)視區(qū)域，共享3個區(qū)域的監(jiān)視信息可提高控制力度。廠區(qū)辦公管理區(qū)域中，火警監(jiān)控中心是辦公樓；生產(chǎn)車間中，火警監(jiān)控中心是中央控制室；變配電區(qū)域中，火警監(jiān)控中心是廠區(qū)總變電所[3]。

②廠區(qū)內(nèi)各個重要的點都設(shè)立了火警控制器，通過環(huán)形的方法與總線連接，最后形成了火災(zāi)自動報警的系統(tǒng)覆蓋網(wǎng)。火災(zāi)指揮中心為廠消防站，該站的主要任務(wù)為：及時確認(rèn)火災(zāi)的位置、狀況，調(diào)查燃燒的原因以及著火點周邊的情況，所以廠消防站中必須配備監(jiān)視器、控制器、電視監(jiān)視器、圖形工作站。

③生產(chǎn)車間中設(shè)立的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)布滿整個生產(chǎn)區(qū)域（不包括變配電間）。生產(chǎn)車間中的值班室、機(jī)柜室、控制室中設(shè)立了圖形工作站、監(jiān)視器、火警控制器，通過各個區(qū)域的檢測信息，能有效降低生產(chǎn)車間的火災(zāi)發(fā)生率。

④變配電控制室中設(shè)計的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)可監(jiān)測廠區(qū)所有的變電所（包括總變電所）、變配電間。不論是變電所還是變配電間，都安裝了區(qū)域顯示器、火警控制器，在總變電所還安裝了電視監(jiān)視器，形成了完整、高效的火災(zāi)檢測系統(tǒng)[4-5]。

3.2 火災(zāi)自動報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容與系統(tǒng)功能的完善

廠區(qū)面積較大或廠區(qū)重點生產(chǎn)車間中，安裝手動報警器與分散式火災(zāi)檢測儀；廠區(qū)配電室或電纜夾層中，安裝線型感溫檢測儀；罐區(qū)、裝置區(qū)四周道路，安裝手動報警器。要注意的是空調(diào)機(jī)的控制以及一些常用儀器的管理控制均屬于火警控制器的管理范疇。

社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展推動著技術(shù)的進(jìn)步、安全的提高、管理的完善，迄今為止，石化企業(yè)的消防控制系統(tǒng)和火災(zāi)自動報警系統(tǒng)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不斷完善、規(guī)范。

4 結(jié)語

綜上所述，想要使火災(zāi)自動報警系統(tǒng)發(fā)揮作用，就得設(shè)計出合理、科學(xué)的預(yù)期方案，設(shè)計師必須要不斷刷新自身的知識儲備、掌握自動化行業(yè)的先進(jìn)技術(shù)、熟悉相關(guān)行業(yè)的未來發(fā)展走向，不斷優(yōu)化石化企業(yè)的消防設(shè)計。

[1]伍家駿.火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計[D].大連：大連海事大學(xué)，2012.

[2]趙海榮.火災(zāi)自動報警系統(tǒng)可靠性分析及應(yīng)用效能評價[D].沈陽：東北大學(xué)，2009.

[3]張忠.火災(zāi)報警系統(tǒng)的應(yīng)用與集成[D].上海：上海交通大學(xué)，2008.

[4]商昌吉.火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)計研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（24）：132+145.

[5]徐曉虎，鄭欣，趙海榮，等.火災(zāi)自動報警系統(tǒng)可靠性研究[J].安全與環(huán)境學(xué)報，2012，12（03）：149-153.