王莉

（中油（新疆）石油工程有限公司，新疆 克拉瑪依 834000）

0 引言

石油化工行業(yè)的市場(chǎng)主體，主要生產(chǎn)原料是石油與天然氣，并需完成儲(chǔ)存運(yùn)輸?shù)墓ぷ?，接觸的物品多為危險(xiǎn)化學(xué)品，是消防的重點(diǎn)。廠內(nèi)安裝消防體系，自動(dòng)化的管理系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)是其核心，避免引發(fā)惡性事故。

1 石油化工行業(yè)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)

1.1 系統(tǒng)需求

石油化工行業(yè)的有關(guān)經(jīng)營主體，空間內(nèi)功能分區(qū)有生產(chǎn)及公用、輔助生產(chǎn)、管理等。其中，生產(chǎn)區(qū)負(fù)責(zé)各生產(chǎn)設(shè)施與儲(chǔ)運(yùn)罐等，而公用及輔助一般涉及到給排水和供配電等設(shè)施，管理功能區(qū)中有控制室以及辦公樓、修理車間等。此類企業(yè)的廠區(qū)規(guī)模偏大，且存有大量易燃易爆的因子，若出現(xiàn)火災(zāi)，會(huì)急速擴(kuò)散且不易撲救，引發(fā)嚴(yán)重安全事故?；诎踩a(chǎn)的有關(guān)規(guī)范，在廠區(qū)內(nèi)安設(shè)的火災(zāi)系統(tǒng)，需實(shí)現(xiàn)全覆蓋，并在各建筑中均布置有效的控制器，整體聯(lián)網(wǎng)，建立起自動(dòng)化的報(bào)警系統(tǒng)。

1.2 管理體系

在消防管控體系中，總體應(yīng)當(dāng)分成多個(gè)層級(jí)，包括監(jiān)控中心以及功能區(qū)控制室、消防站等部分。監(jiān)控中心為管理整個(gè)系統(tǒng)的部分，會(huì)收到廠內(nèi)所有的火災(zāi)報(bào)警數(shù)據(jù)，并查看系統(tǒng)目前的運(yùn)行狀態(tài)，基于有效控制，設(shè)置滅火裝置與其他消防設(shè)施，和所有消防崗位有穩(wěn)定溝通，傳達(dá)警報(bào)信號(hào)，并組織廠內(nèi)全員有序疏散。功能區(qū)控制室是專門負(fù)責(zé)某區(qū)域的火災(zāi)防范，保障對(duì)應(yīng)區(qū)域中設(shè)施完善。消防站則需接收廠內(nèi)的全部報(bào)警數(shù)據(jù)以及控制中心下達(dá)的指令，實(shí)施消防任務(wù)[1]。

2 石油化工行業(yè)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)

為防范并降低火災(zāi)損失，確保人身及財(cái)產(chǎn)安全，要求火災(zāi)的報(bào)警系統(tǒng)完善，依托設(shè)計(jì)技術(shù)需先進(jìn)，總體建設(shè)及運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性較好。

2.1 明確系統(tǒng)形式

報(bào)警系統(tǒng)包括三類。首先，區(qū)域報(bào)警，適用于僅報(bào)警，不用開展聯(lián)動(dòng)消防裝置的對(duì)象，系統(tǒng)構(gòu)成設(shè)施應(yīng)包括探測(cè)器、人工手動(dòng)報(bào)警按鈕、功能區(qū)顯示裝置等。其次，集中報(bào)警，能兼顧報(bào)警與區(qū)域聯(lián)動(dòng)。系統(tǒng)構(gòu)成涉及到具備集中操作能力的控制設(shè)施以及聯(lián)動(dòng)控制裝置、報(bào)警按鈕、緊急廣播、專業(yè)電話等，并安排獨(dú)立的控制室。最后，控制中心，其適用功能性要求與集中報(bào)警相似，其需設(shè)置至少兩個(gè)集中報(bào)警單元，控制室也應(yīng)安排多間，并確立一個(gè)主要控制間。

2.2 區(qū)域細(xì)致劃分

其一，報(bào)警區(qū)域。建筑物可按照消防區(qū)或樓層進(jìn)行分區(qū)，或多個(gè)消防區(qū)及樓層屬于同一報(bào)警區(qū)域。其二，探測(cè)區(qū)域。按照獨(dú)立空間布設(shè)，面積不能大于500m2。紅外光束的感煙設(shè)備以及纜式感溫設(shè)備，單臺(tái)設(shè)備負(fù)責(zé)的長度范圍應(yīng)當(dāng)在100m之內(nèi)，而空氣管差溫的設(shè)備，長度范圍應(yīng)設(shè)置在20～100m之間。單獨(dú)的探測(cè)空間有：樓道、走道、通信管道井、電纜隧道等。

2.3 消防聯(lián)動(dòng)部署

消防聯(lián)動(dòng)的控制裝置可輸出與接收信號(hào)，所有在系統(tǒng)內(nèi)的裝置，接口性能和控制信號(hào)能有效對(duì)接，部分控制裝置需采取聯(lián)動(dòng)組合手動(dòng)的模式。消防聯(lián)動(dòng)包括濕式和干式、雨淋系統(tǒng)、水幕系統(tǒng)、氣體泡沫等。具體的內(nèi)容介紹分析如下：

其一，濕式和干式聯(lián)動(dòng)部署。聯(lián)動(dòng)部分：濕式的壓力開關(guān)，發(fā)出動(dòng)作信息后，開啟噴淋的滅火消防泵；接收某個(gè)功能區(qū)的至少兩個(gè)單臺(tái)感煙設(shè)備，或一個(gè)感煙搭配手動(dòng)按鈕信號(hào)數(shù)據(jù)，會(huì)觸發(fā)報(bào)警及滅火信號(hào)。系統(tǒng)的手動(dòng)部分：在聯(lián)動(dòng)該控制設(shè)備上，布設(shè)可供人工現(xiàn)場(chǎng)操作的噴淋系統(tǒng)，并能操控電動(dòng)閥，和控制室之間可直接連接。系統(tǒng)獲取反饋信號(hào)的實(shí)現(xiàn)依托包括水流顯示裝置、氣壓狀態(tài)信息、信號(hào)閥等。

其二，雨淋系統(tǒng)。聯(lián)動(dòng)部分包括：所有消防區(qū)域內(nèi)的控制裝置全部連入?yún)^(qū)域中的多個(gè)感溫探測(cè)，或單臺(tái)感溫設(shè)備配合手動(dòng)操作系統(tǒng)中，可啟動(dòng)雨淋閥組。手動(dòng)模塊分成兩個(gè)部分：雨淋消防泵的控制柜安設(shè)啟停的按鈕以及雨淋閥組的操控按鈕；消防聯(lián)動(dòng)的控制裝置上，能人工調(diào)整系統(tǒng)及閥組的開狀態(tài)。反饋信號(hào)則包括水流指示裝置、壓力開關(guān)等各類動(dòng)作信息。

其三，水幕系統(tǒng)。聯(lián)動(dòng)部分為：聯(lián)動(dòng)控制裝置和防火卷簾落下時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)作信息，與相同報(bào)警范圍中探測(cè)儀器或手動(dòng)報(bào)警閥組鏈接，發(fā)出相應(yīng)信號(hào)。系統(tǒng)手動(dòng)單元有：可操控消防泵的按鈕，以及該系統(tǒng)中有關(guān)控制閥組的啟動(dòng)；消防聯(lián)動(dòng)的控制裝置上，能人工現(xiàn)場(chǎng)操作系統(tǒng)，提供與相應(yīng)閥組啟動(dòng)行為。反饋信號(hào)單元：水幕系統(tǒng)的有關(guān)閥組，消防泵啟停的數(shù)據(jù)會(huì)傳輸?shù)铰?lián)動(dòng)控制裝置中。

其四，消防栓系統(tǒng)。僅有一個(gè)聯(lián)動(dòng)部分，需要在出水的干管位置布設(shè)低壓壓力、流量的開關(guān)，作為觸發(fā)信息，開啟消防泵。手動(dòng)操作包括三個(gè)部分，在安設(shè)消防栓的按鈕期間，其形成的動(dòng)作信息，作為開啟消防栓泵的開啟指令；控制柜布置啟停按鈕；聯(lián)動(dòng)控制裝置上，也能手動(dòng)完成啟停處理。反饋信號(hào)是把消火栓泵形成動(dòng)作信號(hào)，反饋給聯(lián)動(dòng)控制裝置中。

其五，氣體及泡沫系統(tǒng)。首先是聯(lián)動(dòng)，在一個(gè)消防區(qū)域內(nèi)，感溫及感煙的探測(cè)裝置，或單個(gè)探測(cè)裝置搭配手動(dòng)、區(qū)外應(yīng)急開啟信號(hào)，用于聯(lián)動(dòng)觸發(fā)信息，同時(shí)開啟聲光報(bào)警裝置。其次，手動(dòng)，在疏散通道外布置操控按鈕。最后，反饋信號(hào)，比如開關(guān)動(dòng)作信息、探測(cè)器等信號(hào)[2]。

2.4 自動(dòng)系統(tǒng)電源

火災(zāi)系統(tǒng)主電源為交流電，并準(zhǔn)備蓄電池以作不時(shí)之需。主電源選用USB電源，備用電源需要負(fù)擔(dān)1.2倍的消防負(fù)荷，以確保發(fā)生火災(zāi)后，能不間斷運(yùn)轉(zhuǎn)至少三個(gè)小時(shí)。

2.5 系統(tǒng)路線規(guī)劃

石油化工企業(yè)內(nèi)部廠房、裝置區(qū)等設(shè)施，均帶有易腐蝕、易燃易爆的特性。在此工作環(huán)境下，需要系統(tǒng)線路有自我保護(hù)能力，電纜橫截面至少要達(dá)到1.5mm2，并具備阻燃性。類似于控制室及配電室等場(chǎng)所，防火級(jí)別相對(duì)偏低，電纜橫截面和控制在10mm2，選擇常規(guī)銅芯即可。并注意敷設(shè)的方式，可運(yùn)用鋼管、特殊的塑料管及線槽等方法處理。

3 石油化工行業(yè)中火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

3.1 設(shè)計(jì)原則

首先是探測(cè)模式。目前已知的火災(zāi)類型包括帶電物品、金屬、液體及固態(tài)物品等燃燒火災(zāi)。燃燒特點(diǎn)是該現(xiàn)象的本質(zhì)性能，即在介質(zhì)燃燒后，會(huì)產(chǎn)生物理及化學(xué)反應(yīng)?；谌紵攸c(diǎn)，可選擇紫外光、紅外線、氣體及差溫式感溫等探測(cè)器。具體適用范圍是：火焰類探測(cè)設(shè)備可用在火災(zāi)初期；感溫類用于初期釋放熱量時(shí)；感煙類裝置用在產(chǎn)出大量煙霧時(shí)。其次，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。穩(wěn)定有實(shí)效的報(bào)警系統(tǒng)，需包括多個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)單元，如集中報(bào)警及獨(dú)立功能區(qū)報(bào)警等?；馂?zāi)的報(bào)警系統(tǒng)，是由信息管理與物理鏈路共同架構(gòu)，前者負(fù)責(zé)場(chǎng)內(nèi)監(jiān)控；后者一般會(huì)搭建環(huán)形及樹形等結(jié)構(gòu)。最后是系統(tǒng)功能，報(bào)警系統(tǒng)在檢測(cè)到火情跡象后，通過分析加以確定，并隨即發(fā)布與報(bào)警，下達(dá)正確的滅火指令，同時(shí)還保留火災(zāi)發(fā)生數(shù)據(jù)信息。

3.2 設(shè)計(jì)方案

石油化工領(lǐng)域企業(yè)日常生產(chǎn)有較高的風(fēng)險(xiǎn)，并且期間涉及到的物質(zhì)一般屬于易燃易爆品，不加管理易形成火災(zāi)或爆炸事故，所以需在廠區(qū)內(nèi)部署檢測(cè)系統(tǒng)、緊急疏散提示等設(shè)施[3]。通過構(gòu)建報(bào)警系統(tǒng)，能提升廠內(nèi)的安全系數(shù)，確保工人們的人身安全。報(bào)警系統(tǒng)內(nèi)的具體構(gòu)成包括：其一是火情探測(cè)部分，即溫感探測(cè)，在形成火災(zāi)后，易釋放熱量的區(qū)域有員工食堂以及外浮頂罐、電纜區(qū)域等；火焰探測(cè)，出現(xiàn)火災(zāi)后，石油化工廠內(nèi)產(chǎn)生燃燒火焰的主要是灌進(jìn)油體的設(shè)施與熱油機(jī)泵；煙感探測(cè)，其需集中布設(shè)在生產(chǎn)車間以及中心控制區(qū)域、變配電所等；手動(dòng)報(bào)警，在各區(qū)域內(nèi)均會(huì)布設(shè)報(bào)警裝置，若廠內(nèi)形成火災(zāi)，人們可就近進(jìn)行手動(dòng)報(bào)警。其二是火情信息的采集、分析與處理。利用火災(zāi)系統(tǒng)能接收到火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)，下達(dá)執(zhí)行處理的命令。此外借助合理化的邏輯編程，同時(shí)還可以添加檢測(cè)火情、滅火聯(lián)動(dòng)等。其三，警報(bào)設(shè)施，在火災(zāi)形成中，利用警報(bào)提示通知危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)人們快速撤離，具體可分成光、電以及聲光組合的提醒系統(tǒng)。一般狀況下，報(bào)警啟動(dòng)及關(guān)閉均是系統(tǒng)中控制器實(shí)現(xiàn)的。其四，消防聯(lián)動(dòng)管控。出現(xiàn)火災(zāi)，控制器不僅需隨機(jī)啟動(dòng)報(bào)警，同時(shí)還需開啟連鎖管控設(shè)施以及監(jiān)控滅火單元的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。

3.3 設(shè)計(jì)實(shí)例

某石油化工行業(yè)的市場(chǎng)主體，該公司廠內(nèi)涉及到的規(guī)劃項(xiàng)目包括儲(chǔ)運(yùn)罐以及配套系統(tǒng)、生產(chǎn)與輔助生產(chǎn)部分。現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警方式有撥打消防電話，可設(shè)置專用電話通訊，同時(shí)還配備自動(dòng)化的報(bào)警系統(tǒng)。把報(bào)警中心安排于內(nèi)部的值班室內(nèi)，和廠內(nèi)所有的報(bào)警設(shè)備連接。具體需要布設(shè)報(bào)警系統(tǒng)的功能區(qū)主要是儲(chǔ)存關(guān)鍵儀器以及人員活動(dòng)密集的區(qū)域。在廠內(nèi)建立應(yīng)急指揮中心，并設(shè)置總變電站以及消防站等。此外，泡沫以及水泵站等各類設(shè)施應(yīng)當(dāng)是消防管控的要點(diǎn)部分，重視生產(chǎn)控制室。

根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目總體部署，分成廠內(nèi)、生產(chǎn)以及變配電三個(gè)主要監(jiān)控區(qū)，并保證系統(tǒng)內(nèi)的信息共享，以增強(qiáng)控制強(qiáng)度。在辦公管理功能區(qū)內(nèi)，消防管理的主體對(duì)象為辦公樓，生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)則需設(shè)置中央控制室，變配電區(qū)域內(nèi)布置總變電所。在廠內(nèi)的全部關(guān)鍵點(diǎn)，均需布置現(xiàn)場(chǎng)控制器，其采取環(huán)形模式和總線相連，共同構(gòu)建起廠內(nèi)全覆蓋的報(bào)警系統(tǒng)。內(nèi)部指揮中心是消防站，實(shí)際管理任務(wù)是準(zhǔn)確定位火災(zāi)及狀態(tài)，分析發(fā)生原因和起火點(diǎn)附近情況[4]。鑒于其工作任務(wù)，消防站內(nèi)設(shè)置監(jiān)控設(shè)備、圖形工作站等。生產(chǎn)車間的危險(xiǎn)性相對(duì)偏高，所以需保證報(bào)警系統(tǒng)的全覆蓋，不考慮變配電間。在該功能區(qū)域內(nèi)值班室及控制室等，需部署監(jiān)視器與火警控制器等，以實(shí)現(xiàn)對(duì)該區(qū)域的全面檢測(cè)，運(yùn)用有效手段，控制該功能區(qū)域內(nèi)的火災(zāi)形成概率。變配電的控制室內(nèi)安排的報(bào)警系統(tǒng)，能檢測(cè)到廠內(nèi)全部的變電所及變配電間。并且均部署顯示器及相關(guān)控制裝置，同時(shí)在總變電所內(nèi)還裝設(shè)電視監(jiān)視設(shè)備，以求建立起高效且完備的檢測(cè)體系[5]。

4 結(jié)語

石油化工行業(yè)的消防警系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要求設(shè)計(jì)工程師掌握基本相關(guān)管理體系，并明確具體的檢驗(yàn)指標(biāo)。把產(chǎn)品性能和安全管控訴求有機(jī)融合，以保證設(shè)計(jì)方案的規(guī)范性，兼顧實(shí)用性與經(jīng)濟(jì)性，為人們提供安全的作業(yè)環(huán)境。