自動(dòng)消防系統(tǒng)在油庫(kù)的應(yīng)用

任軍芳

中國(guó)石化股份有限公司管道儲(chǔ)運(yùn)分公司黃島輸油處，山東青島 266500

自動(dòng)消防系統(tǒng)在油庫(kù)的應(yīng)用

任軍芳

中國(guó)石化股份有限公司管道儲(chǔ)運(yùn)分公司黃島輸油處，山東青島 266500

油庫(kù)自動(dòng)消防系統(tǒng)通過(guò)全面考慮設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)監(jiān)控，無(wú)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(kù)自動(dòng)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(dòng)控制系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)功能，為國(guó)內(nèi)石油石化等行業(yè)的自動(dòng)消防系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了很好的借鑒。

自動(dòng)消防系統(tǒng)；I/O室；聯(lián)動(dòng)功能

黃島油庫(kù)隸屬于中石化管道儲(chǔ)運(yùn)分公司，為全國(guó)重要的原油中轉(zhuǎn)基地，儲(chǔ)油容量達(dá)210萬(wàn)m3，年儲(chǔ)運(yùn)原油能力達(dá)3 000余萬(wàn)t。石油化工企業(yè)屬易燃易爆場(chǎng)所，在這些大型儲(chǔ)油罐場(chǎng)所，火災(zāi)危險(xiǎn)性更大，作為全國(guó)安全生產(chǎn)要害單位，因此，在油庫(kù)設(shè)置可靠的自動(dòng)化消防系統(tǒng)極其重要。科學(xué)、規(guī)范的消防自動(dòng)化設(shè)計(jì)能夠很大程度上提高系統(tǒng)的檢測(cè)性能和可靠性，以便值班人員早期發(fā)現(xiàn)并通報(bào)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(cái)產(chǎn)損失降到最低。

1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

油庫(kù)自動(dòng)消防系統(tǒng)從地理位置上分為本地I/O和遠(yuǎn)程I/O；從結(jié)構(gòu)上分為消防PLC和操作控制臺(tái)；從功能上系統(tǒng)分為火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和消防控制系統(tǒng)。從硬件上，整個(gè)系統(tǒng)主要有以下設(shè)備組成：現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)報(bào)警按鈕、警鈴（警笛）、光纖/光柵感溫探測(cè)器、可編程邏輯控制器（PLC）、操作控制臺(tái)、操作員工作站，消防服務(wù)器等組成。

消防PLC實(shí)時(shí)檢測(cè)消防工藝設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)故障報(bào)警，立即將報(bào)警信號(hào)傳給消防服務(wù)器。當(dāng)系統(tǒng)獲得罐頂火警信號(hào)后，消防泵房值班室內(nèi)的警笛首先啟動(dòng)報(bào)警，在值班人員確認(rèn)火情后，或經(jīng)過(guò)一段時(shí)間（例如：20s）的延時(shí)后，系統(tǒng)將驅(qū)動(dòng)所有報(bào)警裝置進(jìn)行聲光報(bào)警，并將報(bào)警信號(hào)傳到消防隊(duì)和控制中心的消防工作站，同時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟消防水噴淋閥和泡沫閥，并聯(lián)鎖啟動(dòng)消防泵，對(duì)著火罐進(jìn)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(chǎng)的手動(dòng)報(bào)警按鈕，系統(tǒng)檢測(cè)到手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警信號(hào)后，立即驅(qū)動(dòng)控制中心、消防泵房值班室、消防隊(duì)和I/O室的報(bào)警裝置發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。消防泵房?jī)?nèi)的值班員通過(guò)閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)等方式確認(rèn)火災(zāi)發(fā)生的確切部位，再據(jù)此來(lái)開(kāi)啟相關(guān)的消防泵和閥門進(jìn)行滅火操作。

1.1 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

由于庫(kù)區(qū)面積大，儲(chǔ)油罐比較多而分散，將所有設(shè)備信號(hào)直接引入到消防控制室內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)。所以除了在消防泵房值班室內(nèi)設(shè)置操作控制臺(tái)和消防PLC外，在現(xiàn)場(chǎng)I/O室內(nèi)設(shè)置PLC的遠(yuǎn)程I/O。系統(tǒng)將采用分區(qū)域采集火災(zāi)報(bào)警信號(hào)集中監(jiān)視和報(bào)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(gè)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(yuǎn)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?jī)?nèi)的泡沫站、消防泵、穩(wěn)壓泵、補(bǔ)水泵及其泵出口電動(dòng)閥門的狀態(tài)檢測(cè)和遠(yuǎn)程控制，完成液位計(jì)、壓力變送器、液位開(kāi)關(guān)、儲(chǔ)罐的溫度檢測(cè)、罐前電動(dòng)閥門狀態(tài)采集及控制，并對(duì)整個(gè)罐區(qū)的火災(zāi)報(bào)警及其消防工藝數(shù)據(jù)進(jìn)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(dòng)閥門。

1.2 .1 基本功能

1）實(shí)時(shí)監(jiān)控火災(zāi)報(bào)警與故障報(bào)警信號(hào)，能發(fā)出從預(yù)警到火警的2級(jí)報(bào)警方式；

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

3）檢測(cè)電動(dòng)閥門全開(kāi)、全關(guān)、就地/遠(yuǎn)控狀態(tài)，并對(duì)閥門進(jìn)行開(kāi)、關(guān)、?？刂?；

4）自動(dòng)穩(wěn)壓功能，通過(guò)穩(wěn)壓泵對(duì)系統(tǒng)進(jìn)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(shí)，主泵啟動(dòng)，穩(wěn)壓泵停泵；

5）給工業(yè)電視系統(tǒng)輸出事故報(bào)警信號(hào)（無(wú)源開(kāi)關(guān)信號(hào)），每個(gè)報(bào)警區(qū)域1路；

6）自動(dòng)補(bǔ)水功能，檢測(cè)消防水罐液位信號(hào)，并據(jù)此實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(bào)警信號(hào)后，經(jīng)操作人員確認(rèn)，手動(dòng)或延時(shí)后自動(dòng)啟動(dòng)消防泵，并按預(yù)定邏輯順序開(kāi)、閉相關(guān)電動(dòng)閥門，將泡沫液與冷卻水以最快速度噴灑到事故罐，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)滅火；

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

9）系統(tǒng)具備緊急啟動(dòng)和切斷功能；

10）具有自診斷和診斷工具，進(jìn)行常規(guī)和預(yù)防診斷維護(hù)；

11）系統(tǒng)具有自動(dòng)及程序手動(dòng)操作模式。在自動(dòng)操作模式下，系統(tǒng)接收到火災(zāi)報(bào)警信號(hào)后，經(jīng)人工手動(dòng)確認(rèn)啟動(dòng)消防系統(tǒng)或延時(shí)后系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)，按預(yù)定邏輯自動(dòng)啟動(dòng)消防泵，并順序開(kāi)、閉相關(guān)電動(dòng)閥門，將泡沫液與冷卻水以最快速度噴灑到事故罐，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)滅火。程序手動(dòng)操作模式指操作人員手動(dòng)觸發(fā)“X號(hào)罐滅火”命令后，系統(tǒng)按預(yù)定邏輯自動(dòng)啟動(dòng)消防泵，并順序開(kāi)、閉相關(guān)電動(dòng)閥門，將泡沫液與冷卻水以最快速度噴灑到X號(hào)罐，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)滅火；

12）信息存儲(chǔ)管理與操作權(quán)限管理。系統(tǒng)能夠自動(dòng)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(zé)任，方便了管理；

13）系統(tǒng)能夠采集罐區(qū)感溫報(bào)警、手動(dòng)報(bào)警等信號(hào)。

1.2 .2 消防泵房值班室

消防泵房值班室包括兩臺(tái)互為冗余的的消防服務(wù)器，一臺(tái)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(tái)，操作人員可通過(guò)它監(jiān)控整個(gè)消防系統(tǒng)并可對(duì)系統(tǒng)的應(yīng)用軟件及數(shù)據(jù)庫(kù)等進(jìn)行維護(hù)和維修。

消防服務(wù)器安裝采用CITECT SCADA軟件，負(fù)責(zé)處理、存儲(chǔ)、管理從現(xiàn)場(chǎng)的消防PLC采集的實(shí)時(shí)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(kù)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(guò)本系統(tǒng)即可完成對(duì)全庫(kù)區(qū)的火災(zāi)監(jiān)視以及對(duì)消防設(shè)備的操作和運(yùn)行管理等任務(wù)。

1.2 .3 I/O室及遠(yuǎn)程I/O

在現(xiàn)場(chǎng)I/O室設(shè)置一套PLC模塊作為遠(yuǎn)程I/O，采集罐區(qū)消防數(shù)據(jù)；通過(guò)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(dòng)功能

1.3 .1 與電視監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)

本系統(tǒng)能夠提供與電視監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)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(bào)警信號(hào)（無(wú)源開(kāi)關(guān)信號(hào)）。迅速將該事故區(qū)及附近攝像機(jī)同時(shí)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)報(bào)警點(diǎn)，并自動(dòng)調(diào)校到最佳狀態(tài)，供值班人員及時(shí)判斷火情。

1.3 .2 消防控制系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)功能

在本系統(tǒng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)的聯(lián)動(dòng)功能包括：自動(dòng)冷卻水噴淋；自動(dòng)泡沫滅火；消防水管線自動(dòng)穩(wěn)壓；消防水池自動(dòng)補(bǔ)水。

當(dāng)PLC接收到火災(zāi)報(bào)警信號(hào)后，驅(qū)動(dòng)警鈴、警笛等聲響設(shè)備報(bào)警，并且在工作站的畫(huà)面上彈出報(bào)警窗口，提示值班人員報(bào)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(rèn)為真實(shí)火情后，按下“確認(rèn)”按鈕，啟動(dòng)消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，進(jìn)行自動(dòng)冷卻水噴淋和自動(dòng)泡沫滅火。或者在出現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警后，系統(tǒng)開(kāi)始倒計(jì)時(shí)，倒計(jì)時(shí)結(jié)束后系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)消防聯(lián)動(dòng)（此功能是否增加依據(jù)業(yè)主要求而定）。

自動(dòng)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(dòng)啟停穩(wěn)壓泵，使管線壓力保持在一定的范圍內(nèi)。當(dāng)消防泵啟動(dòng)后，穩(wěn)壓泵停泵。

自動(dòng)補(bǔ)水：為了保持消防水罐的水位，系統(tǒng)能夠依據(jù)液位開(kāi)關(guān)信號(hào)，自動(dòng)啟停補(bǔ)水泵。

1.4 系統(tǒng)控制方式

系統(tǒng)能提供3種運(yùn)行方式供選擇：

1）集中手動(dòng)控制：操作員在集中控制室中通過(guò)控制臺(tái)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(dòng)操作：操作員在集中控制室中通過(guò)控制系統(tǒng)的人機(jī)界面監(jiān)控所有重要工藝設(shè)施的工作，工藝設(shè)備的運(yùn)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(shí)現(xiàn)無(wú)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(guò)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備上的操作開(kāi)關(guān)進(jìn)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(kù)自動(dòng)消防系統(tǒng)投用以來(lái)，經(jīng)多次消防演練證實(shí)，該系統(tǒng)功能完善，系統(tǒng)可靠性極高，為油庫(kù)的消防安全提供了可靠的保證。

[1]《消防聯(lián)動(dòng)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(hào)報(bào)警、聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(dòng)化，工作單位：中石化股份有限公司管道儲(chǔ)運(yùn)分公司黃島輸油處儀表技術(shù)崗