王明強(qiáng)

大慶油田有限責(zé)任公司儲(chǔ)運(yùn)銷(xiāo)售分公司，黑龍江大慶 163453

油庫(kù)消防自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

王明強(qiáng)

大慶油田有限責(zé)任公司儲(chǔ)運(yùn)銷(xiāo)售分公司，黑龍江大慶 163453

進(jìn)行了消防滅火PLC自動(dòng)控制模擬系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的功能組成及組態(tài)、系統(tǒng)應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)等方面的研究，奉著安全、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、先進(jìn)、便捷、高效的設(shè)計(jì)理念，研制出具有火災(zāi)檢測(cè)報(bào)警和滅火控制功能于一體的消防滅火PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)。

PLC系統(tǒng)；油罐區(qū)；火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警；聯(lián)動(dòng)

引言

油庫(kù)分為原油庫(kù)和成品油油庫(kù)，原油庫(kù)一般采用外浮頂型儲(chǔ)罐，成品油庫(kù)一般采用拱頂和內(nèi)浮頂型儲(chǔ)罐。油庫(kù)是各種油品的集中存放處，油庫(kù)著火是可燃物質(zhì)和氧化合發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)產(chǎn)生熱與光的現(xiàn)象。燃燒須同時(shí)具備三個(gè)條件，即：存在可燃物與助燃物質(zhì)，具有著火溫度（燃點(diǎn)）。消防系統(tǒng)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(xué)中斷法。

1 系統(tǒng)概述

本消防系統(tǒng)采用有效的檢測(cè)手段采集現(xiàn)場(chǎng)儀表（感溫探測(cè)器、感溫電纜、手動(dòng)報(bào)警器、可燃?xì)怏w報(bào)警器等）數(shù)據(jù)，通過(guò)可編程邏輯控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與處理，輸出安全報(bào)警信息及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)信息。配合直觀的上位組態(tài)畫(huà)面進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)及報(bào)警信息的實(shí)時(shí)畫(huà)面顯示。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，消防控制柜接受并確認(rèn)火災(zāi)報(bào)警信號(hào)后，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的消防邏輯程序自動(dòng)開(kāi)啟消防泵和相關(guān)的消防電動(dòng)閥等聯(lián)動(dòng)設(shè)備，迅速進(jìn)行滅火處理。操作人員也可以通過(guò)操作臺(tái)控制按鈕或上位畫(huà)面，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行操作，從而保障油罐區(qū)生產(chǎn)的安全運(yùn)行。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)分為管理層、控制層、設(shè)備層三個(gè)層次。

2.1 管理層

主要完成數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)、打印報(bào)表、畫(huà)面顯示及修改、信息共享、人機(jī)界面及信息和數(shù)據(jù)上傳等。由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成，操作人員通過(guò)鍵盤(pán)或光標(biāo)選擇各種菜單，進(jìn)行多種方式的監(jiān)控管理操作。

2.2 控制層

匯集現(xiàn)場(chǎng)信息和執(zhí)行控制命令。由火災(zāi)報(bào)警控制器、消防控制柜、操作控制臺(tái)3個(gè)部分組成?；馂?zāi)報(bào)警控制器在線監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)信息（感溫探測(cè)器、感溫電纜、手動(dòng)報(bào)警器、可燃?xì)怏w報(bào)警器等）。消防控制柜是以可編程邏輯控制器為核心，通過(guò)I/O模塊、安全柵和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備相連，在線檢測(cè)消防設(shè)備的狀態(tài)信息和自動(dòng)控制相關(guān)的消防泵、電動(dòng)閥門(mén)等設(shè)備。

操作控制臺(tái)設(shè)置有消防水泵、泡沫液泵、消防水閥、泡沫液閥等設(shè)備的直接操作按鈕與各個(gè)設(shè)備的狀態(tài)信號(hào)燈。各種按鈕和指示燈與現(xiàn)場(chǎng)電氣設(shè)備均為直接電氣連接，操作人員可以直接操作現(xiàn)場(chǎng)的消防設(shè)備。來(lái)自控制柜的自動(dòng)控制信號(hào)，與操作臺(tái)上的手動(dòng)按鈕控制信號(hào)并聯(lián)后輸出，從而可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、自動(dòng)兩種控制方式。

2.3 設(shè)備層

負(fù)責(zé)采集所有火災(zāi)信息，傳遞給控制層以及接受控制指令，啟動(dòng)消防設(shè)備。由現(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)配備的各種火災(zāi)探測(cè)器、手動(dòng)報(bào)警器、消防水泵、消防水閥、泡沫液泵、泡沫液閥、消防管網(wǎng)和各種檢測(cè)控制儀表等組成。

3 系統(tǒng)控制的主要內(nèi)容

油罐區(qū)消防系統(tǒng)由就地控制盤(pán)（Local Control Panel）控制，控制盤(pán)采用PLC（可編程控制器）。消防系統(tǒng)包括消防水罐、消防泵（電動(dòng)泵、柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)泵）、水/泡沫混合器及輸送到油罐、分離器、設(shè)備的管道。

3.1 消防水罐自動(dòng)上水系統(tǒng)

無(wú)論是否存在火災(zāi)，水罐必須儲(chǔ)備足夠用水，水源來(lái)自水源井。水罐裝有差壓變送器測(cè)液位，當(dāng)液位低于下限值時(shí)，通過(guò)控制盤(pán)打開(kāi)進(jìn)水閥，水罐上水；水位達(dá)到上限值時(shí)，關(guān)閥停止上水。每座水罐裝有液位超低開(kāi)關(guān)，當(dāng)控制失靈，液位低于危險(xiǎn)值時(shí)自動(dòng)報(bào)警。

3.2 消防泵控制

消防系統(tǒng)中含有電機(jī)驅(qū)動(dòng)的水泵。當(dāng)油罐區(qū)、分離器及設(shè)備區(qū)檢測(cè)出危險(xiǎn)信號(hào)時(shí)，送至就地控制盤(pán)中PLC進(jìn)行判別是否啟動(dòng)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(kāi)關(guān)。若啟動(dòng)一臺(tái)泵壓力低于規(guī)定壓力時(shí)，可以啟動(dòng)多臺(tái)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(qū)。一路水直通消防區(qū)；另一路水經(jīng)過(guò)水/泡沫比例混合器將混合泡沫液送至消防現(xiàn)場(chǎng)。

3.3 油罐區(qū)消防保護(hù)

儲(chǔ)罐頂部安裝有感溫電纜和點(diǎn)型定溫式探測(cè)器等檢測(cè)元件，防火堤外裝有手動(dòng)報(bào)警器。

自動(dòng)噴淋冷卻和泡沫滅火系統(tǒng)啟動(dòng)后，罐頂消防泡沫進(jìn)行滅火，罐壁進(jìn)行消防水噴淋冷卻，堤外消防水泡沫滅火及冷卻。

4 系統(tǒng)特點(diǎn)

兩種報(bào)警方式：

罐頂感溫電纜實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警；防火堤外手動(dòng)報(bào)警器實(shí)現(xiàn)人工手動(dòng)報(bào)警。

三種滅火保護(hù)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(hù)滅火功能。

三種控制形式：

4.1 火災(zāi)自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警方式（手動(dòng)控制）

系統(tǒng)檢測(cè)到火災(zāi)信號(hào)時(shí)，進(jìn)行聲光報(bào)警并在模擬控制盤(pán)上指示出火災(zāi)信號(hào)發(fā)生的位置和性質(zhì)，值班人員迅速趕到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行核實(shí)，采取有效措施。

4.2 火災(zāi)自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警人工確認(rèn)滅火方式（半自動(dòng)控制）

系統(tǒng)檢測(cè)到火災(zāi)信號(hào)時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警，并在模擬控制盤(pán)上指示出火災(zāi)信號(hào)發(fā)生的位置，值班人員確認(rèn)后，啟動(dòng)自動(dòng)噴淋冷卻和泡沫滅火系統(tǒng)，進(jìn)行自動(dòng)滅火。這樣可減少誤動(dòng)作，避免消防水和泡沫損失。

4.3 火災(zāi)全自動(dòng)報(bào)警滅火控制方式（自動(dòng)控制）

系統(tǒng)檢測(cè)到火災(zāi)信號(hào)時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警，并在模擬控制盤(pán)上指示出火災(zāi)信號(hào)發(fā)生的位置，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)噴淋冷卻和泡沫滅火系統(tǒng)，進(jìn)行自動(dòng)滅火。

5 結(jié)語(yǔ)

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警與PLC自動(dòng)控制相結(jié)合的監(jiān)控模式，使系統(tǒng)監(jiān)控的智能化程度大為提高，其報(bào)警及滅火控制功能更為先進(jìn)。大型石油儲(chǔ)罐消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)及應(yīng)用，是石油系統(tǒng)消防安全理念的創(chuàng)新及發(fā)展。

[1]毛寶瑚，鄭金吾，劉敬彪.油氣田自動(dòng)化.山東：石油大學(xué)出版社，2004.3.

[2]張海剛等.油庫(kù)消防自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的改進(jìn)[J].兵工自動(dòng)化，2004.

[3]莊興稼等.油品儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)自動(dòng)化.北京：烴加工出版社，1989.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.12.089