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(tǒng)在油庫的應(yīng)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(tǒng)通過全面考慮設(shè)計，實現(xiàn)了多點監(jiān)控，無電傳輸，冗余配置和可靠完善的監(jiān)控功能。本文介紹了油庫自動控制系統(tǒng)的構(gòu)成，著重分析了系統(tǒng)的基本功能，闡述了自動控制系統(tǒng)的聯(lián)動功能，為國內(nèi)石油石化等行業(yè)的自動消防系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了很好的借鑒。

自動消防系統(tǒng)；I/O室；聯(lián)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(zhuǎn)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(yè)屬易燃易爆場所，在這些大型儲油罐場所，火災(zāi)危險性更大，作為全國安全生產(chǎn)要害單位，因此，在油庫設(shè)置可靠的自動化消防系統(tǒng)極其重要。科學(xué)、規(guī)范的消防自動化設(shè)計能夠很大程度上提高系統(tǒng)的檢測性能和可靠性，以便值班人員早期發(fā)現(xiàn)并通報火災(zāi)，采取有效措施控制和撲滅火災(zāi)，使企業(yè)人員傷亡及財產(chǎn)損失降到最低。

1 系統(tǒng)簡介

油庫自動消防系統(tǒng)從地理位置上分為本地I/O和遠程I/O；從結(jié)構(gòu)上分為消防PLC和操作控制臺；從功能上系統(tǒng)分為火災(zāi)自動報警系統(tǒng)和消防控制系統(tǒng)。從硬件上，整個系統(tǒng)主要有以下設(shè)備組成：現(xiàn)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(wù)器等組成。

消防PLC實時檢測消防工藝設(shè)備的運行狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)故障報警，立即將報警信號傳給消防服務(wù)器。當系統(tǒng)獲得罐頂火警信號后，消防泵房值班室內(nèi)的警笛首先啟動報警，在值班人員確認火情后，或經(jīng)過一段時間（例如：20s）的延時后，系統(tǒng)將驅(qū)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(lián)鎖啟動消防泵，對著火罐進行冷卻降溫和泡沫滅火；罐區(qū)內(nèi)的工作人員發(fā)現(xiàn)火情，按下現(xiàn)場的手動報警按鈕，系統(tǒng)檢測到手動火災(zāi)報警信號后，立即驅(qū)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(fā)出聲光報警信號。消防泵房內(nèi)的值班員通過閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)等方式確認火災(zāi)發(fā)生的確切部位，再據(jù)此來開啟相關(guān)的消防泵和閥門進行滅火操作。

1.1 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

由于庫區(qū)面積大，儲油罐比較多而分散，將所有設(shè)備信號直接引入到消防控制室內(nèi)難以實現(xiàn)。所以除了在消防泵房值班室內(nèi)設(shè)置操作控制臺和消防PLC外，在現(xiàn)場I/O室內(nèi)設(shè)置PLC的遠程I/O。系統(tǒng)將采用分區(qū)域采集火災(zāi)報警信號集中監(jiān)視和報警的方式。在I/O室與消防泵房值班室之間敷設(shè)2條光纜作為傳輸介質(zhì)。為提高系統(tǒng)性能，增加穩(wěn)定性，整個系統(tǒng)采用冗余PLC主處理器、冗余PLC電源、冗余控制網(wǎng)絡(luò)。

消防PLC控制系統(tǒng)包括消防泵房值班室內(nèi)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(tǒng)功能

消防泵房值班室內(nèi)的消防PLC主要完成泵房內(nèi)的泡沫站、消防泵、穩(wěn)壓泵、補水泵及其泵出口電動閥門的狀態(tài)檢測和遠程控制，完成液位計、壓力變送器、液位開關(guān)、儲罐的溫度檢測、罐前電動閥門狀態(tài)采集及控制，并對整個罐區(qū)的火災(zāi)報警及其消防工藝數(shù)據(jù)進行顯示及記錄，能依據(jù)預(yù)定邏輯控制相關(guān)消防泵和電動閥門。

1.2 .1 基本功能

1）實時監(jiān)控火災(zāi)報警與故障報警信號，能發(fā)出從預(yù)警到火警的2級報警方式；

2）檢測消防泵工作狀態(tài)、故障狀態(tài)、就地/遠控狀態(tài)，并控制消防泵的啟、停；

3）檢測電動閥門全開、全關(guān)、就地/遠控狀態(tài)，并對閥門進行開、關(guān)、?？刂?；

4）自動穩(wěn)壓功能，通過穩(wěn)壓泵對系統(tǒng)進行穩(wěn)壓，保持系統(tǒng)壓力在0.7MPa～1.2MPa（可以更改設(shè)置）之間。滅火時，主泵啟動，穩(wěn)壓泵停泵；

5）給工業(yè)電視系統(tǒng)輸出事故報警信號（無源開關(guān)信號），每個報警區(qū)域1路；

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

7）系統(tǒng)接收到火災(zāi)報警信號后，經(jīng)操作人員確認，手動或延時后自動啟動消防泵，并按預(yù)定邏輯順序開、閉相關(guān)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(xiàn)自動滅火；

8）顯示系統(tǒng)的自動、手動工作狀態(tài)，自動狀態(tài)鎖定手動操作；

9）系統(tǒng)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(guī)和預(yù)防診斷維護；

11）系統(tǒng)具有自動及程序手動操作模式。在自動操作模式下，系統(tǒng)接收到火災(zāi)報警信號后，經(jīng)人工手動確認啟動消防系統(tǒng)或延時后系統(tǒng)自動啟動，按預(yù)定邏輯自動啟動消防泵，并順序開、閉相關(guān)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(xiàn)自動滅火。程序手動操作模式指操作人員手動觸發(fā)“X號罐滅火”命令后，系統(tǒng)按預(yù)定邏輯自動啟動消防泵，并順序開、閉相關(guān)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(xiàn)自動滅火；

12）信息存儲管理與操作權(quán)限管理。系統(tǒng)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(quán)限，明確了責任，方便了管理；

13）系統(tǒng)能夠采集罐區(qū)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(wù)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(tǒng)的操作平臺，操作人員可通過它監(jiān)控整個消防系統(tǒng)并可對系統(tǒng)的應(yīng)用軟件及數(shù)據(jù)庫等進行維護和維修。

消防服務(wù)器安裝采用CITECT SCADA軟件，負責處理、存儲、管理從現(xiàn)場的消防PLC采集的實時數(shù)據(jù)，完成與消防PLC通信鏈接、協(xié)議轉(zhuǎn)換、網(wǎng)絡(luò)管理等任務(wù)。

消防泵房值班室是主要監(jiān)視和控制庫區(qū)火災(zāi)和緊急狀態(tài)的指揮調(diào)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(tǒng)即可完成對全庫區(qū)的火災(zāi)監(jiān)視以及對消防設(shè)備的操作和運行管理等任務(wù)。

1.2 .3 I/O室及遠程I/O

在現(xiàn)場I/O室設(shè)置一套PLC模塊作為遠程I/O，采集罐區(qū)消防數(shù)據(jù)；通過光纖經(jīng)控制網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳給消防泵房值班室內(nèi)的消防CPU，并接受消防CPU 下發(fā)的控制命令。

1.3 聯(lián)動功能

1.3 .1 與電視監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動

本系統(tǒng)能夠提供與電視監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動的接口，電視監(jiān)控系統(tǒng)的前端設(shè)備具有預(yù)置位功能，則能夠依據(jù)接收到的火災(zāi)報警信號（無源開關(guān)信號）。迅速將該事故區(qū)及附近攝像機同時自動對準報警點，并自動調(diào)校到最佳狀態(tài)，供值班人員及時判斷火情。

1.3 .2 消防控制系統(tǒng)聯(lián)動功能

在本系統(tǒng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)的聯(lián)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(wěn)壓；消防水池自動補水。

當PLC接收到火災(zāi)報警信號后，驅(qū)動警鈴、警笛等聲響設(shè)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(jiān)控系統(tǒng)、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(lián)動系統(tǒng)，進行自動冷卻水噴淋和自動泡沫滅火?；蛘咴诔霈F(xiàn)火災(zāi)報警后，系統(tǒng)開始倒計時，倒計時結(jié)束后系統(tǒng)自動啟動消防聯(lián)動（此功能是否增加依據(jù)業(yè)主要求而定）。

自動穩(wěn)壓：系統(tǒng)依據(jù)安裝在水管線上的壓力變送器上傳到PLC的數(shù)據(jù)，自動啟停穩(wěn)壓泵，使管線壓力保持在一定的范圍內(nèi)。當消防泵啟動后，穩(wěn)壓泵停泵。

自動補水：為了保持消防水罐的水位，系統(tǒng)能夠依據(jù)液位開關(guān)信號，自動啟停補水泵。

1.4 系統(tǒng)控制方式

系統(tǒng)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(shè)備；

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

3）就地人工操作方式：操作員主要通過現(xiàn)場設(shè)備上的操作開關(guān)進行操作，控制系統(tǒng)僅起監(jiān)視及記錄功能及執(zhí)行有關(guān)的重要安全控制功能如緊急停車等。

2 結(jié)論

油庫自動消防系統(tǒng)投用以來，經(jīng)多次消防演練證實，該系統(tǒng)功能完善，系統(tǒng)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(lián)動控制設(shè)備通用技術(shù)條件》GB 16806-97.

[2]《石油化工企業(yè)信號報警、聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》SHJ18—90.

[TE99]

A

1674-6708（2010）26-0171-02

任軍芳，助理工程師，畢業(yè)院校：西安石油大學(xué)，專業(yè)：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(shù)崗