基于自控運行方案改進的消防水泵隱患處理

魯 兵

（中國石油蘭州石化公司，甘肅蘭州 730060）

0 引言

安全生產始終是石油化工企業的生命線，石油化工企業內具有大量的易燃易爆介質，發生火災后如不能及時撲滅火災或控制火情，后果將不堪設想。某石化公司煉油區215-1與215-2消防給水泵房為全廠性消防站，為廠區內穩高壓消防管網、儲罐噴淋系統提供消防水。參考現行規范進行自查，發現存在兩個泵房投用年限較長，部分設備與管線老舊，自動化程度低，發生火災時消防系統反應滯后，不利于及時控制火情等隱患。鑒于此，必須盡快進行隱患處理。

1 隱患描述

參考GB 50160—2008《石油化工企業設計防火規范》、GB 50974—2014《消防給水及消防栓系統技術規范》、GB 50151—2010《泡沫滅火系統設計規范》等規范，企業進行消防系統專項檢查。發現煉油區215-2消防水泵房，主要隱患包括P-1/2柴油消防泵啟動后，泵房內通風條件差，室內溫度高；消防水泵出口無自動泄壓閥；泵房內無視頻監控系統；液位無聲光報警，不能自動啟動進水閥；壓力低自動啟動消防泵時，電網沖擊較大，可能造成大面積停電；操作柜上無消防泵運行狀態等。

2 消防泵運行

2.1 工藝流程

煉油區215-2消防水泵房位于2#路東側、4#路西側、3#路南側、1#路北側，消防水源為1座7000 m3的地上式消防儲水罐（G-4）。消防供水設備為1臺1260 m3/h消防電泵（P1/1），1臺1260 m3/h消防柴油泵（P1/2）。消防穩壓設備為2臺198 m3/h穩壓泵（P2/1、P2/2），215-1與215-2水泵房正常情況下交替運行，每個泵房每次運行1臺穩壓泵保證系統壓力，兩個泵房都設置了值班室，便于應急反應，工藝流程如圖1、圖2所示。

圖1 消防系統工藝流程

圖2 215-2消防水流程

2.2 消防泵自控系統

消防泵控制系統包括控制柜、PLC系統、電動閥操作柜以及現場的流量計、壓力變送器、液位變送器等。

2.2.1 控制柜

控制柜內有2臺無紙記錄儀、聲音報警器、燈屏報警器、按鈕開關、電源模塊以及西門子S7-200 PLC系統。PLC系統包括控制器CPU224 CN、模擬量輸入模塊EM231 CN、數字量輸入/輸出模塊EM223 CN、穩壓電源、繼電器、電源分配器、信號分配器、安全柵等，主要執行邏輯控制。當系統壓力低于0.6 MPa時，輸出聲光報警；當消防水系統管網壓力低于0.5 MPa時，自動啟動消防泵，80 s后然后自動停止在用的穩壓泵，聯鎖邏輯如圖3所示。

圖3 消防泵啟動聯鎖邏輯

2.2.2 電動閥操作柜

電動閥操作柜主要完成高壓泵進/出口閥、穩壓泵出口閥、平衡閥、補水閥等電動閥的手動操作及顯示。當電動閥處于自動模式時，PLC輸出信號控制現場電動閥；當電動閥處于手動模式時，從電控柜按鈕控制電動閥，電動閥控制柜操作按鈕面板如圖4所示。

圖4 電動閥控制柜操作按鈕面板

3 整改方案及實施

3.1 整改方案

經企業自查發現隱患后，技術管理部門提出改造消防系統、重新設計控制系統、新增DCS或者PLC系統等方案，但是這些方案從設計到實施，中間環節多、周期長，都不符合當下的要求。必須在最短的時間內完成亟需處理的問題。煉油區215-2消防水泵房技術人員提出，如果不能立刻徹底解決存在的隱患，可以先解決保證系統壓力穩定的問題，同時解決缺少水罐液位報警的問題。經自控人員和消防技術人員溝通，整體考慮，新增設置“系統壓力低自動啟動穩壓泵備用泵”功能，新增聯鎖邏輯如圖5所示?？紤]到管網壓力下降速度過快，會自動啟動消防泵，暫時將聯鎖切除。自控人員通過修改PLC程序，增加穩壓泵自動啟動邏輯，完成改進方案。消防泵邏輯控制不變。

圖5 新增自動啟動穩壓泵備用泵邏輯

3.2 自動啟動穩壓泵

3.2.1 增加泵房選擇開關

為避免消防管網壓力低時，215-1與215-2兩個水泵房兩邊備用穩壓泵同時啟動，利用系統備用點（I3.2），作為選擇開關。原因是原系統繼電器是滿配狀態，所以在對應的接線端子接線，引入單刀空開QF1，作為“215-2泵房選擇開關”。

3.2.2 PLC程序修改

（1）對PLC程序進行備份。

（2）對程序進行功能描述，便于閱讀。

（3）參考供應商程序編寫風格，消防泵的運行特點，啟泵時間與關泵時間設置一致。使用低報警聯鎖輸出節點，啟動備用泵。因現在的系統沒有泵運行信號，無法直接觀測到是哪臺泵正在運行，暫不不考慮在用是1號泵還是2號泵，咨詢電氣專業技術人員，可以同時給啟泵信號。1號穩壓泵修改后的程序如圖6所示。2號穩壓泵與P-2/1程序修改原理相同。

圖6 管網系統壓力低1號穩壓泵自動啟動程序段

（4）下載修改的程序到PLC控制器。

3.3 實現液位報警功能

3.3.1 接線

將無紙記錄儀DO（數字量輸出）信號線連接到備用聲光報警器輸入通道上。

3.3.2 參數設置

根據消防技術人員提供的參數，設置報警值，高液位報警值為17.60 m，低液位報值為5.00 m，分別使用無紙記錄儀DO通道07和06通道作為報警輸出。參數設置如圖7所示；啟用備用報警燈屏，粘貼標簽，如圖8所示。

圖7 參數設置

圖8 液位報警燈屏標簽粘貼

3.4 功能調試

3.4.1 液位報警

（1）215/1泵房切除聯鎖，加強監盤。通知電氣運行人員，進行聯調。

（2）使用信號發生器模擬液位變送器LT-202液位值，分別達到高限值和低限值，聲光報警動作均正常。

3.4.2 壓力低自動啟動泵用泵

（1）“泵房選擇開關”QF1投用，1號泵、2號泵調至“測試模式”。2號泵處于停止狀態，手動啟動1號泵，使用信號發生器，模擬壓力變送器PT-301A壓力達到低限值時，2號穩壓泵顯示啟動。切除“泵房選擇開關”，重復上述動作，泵不自啟。

（2）“泵房選擇開關”QF1投用，1號泵、2號泵調至“測試模式”。1號泵處于停止狀態，手動啟動2號泵，使用信號發生器，模擬壓力變送器PT-301B壓力達到低限值時，1號穩壓泵自動啟動。切除“泵房選擇開關”，重復上述動作，泵不自啟。

4 結束語

消防支隊技術部門對操作規程進行修訂，對消防值守人員進行技術培訓，再次備份PLC程序。目前只是階段性對自查出的隱患進行了處理，要徹底解決隱患，還需要從設計、管理、技術、工藝等方面集中考慮。