原油儲(chǔ)備庫(kù)消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)故障分析及處理

郭霖

(中國(guó)石化管道儲(chǔ)運(yùn)有限公司 天津輸油處，天津 300450)

在消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行和使用的過(guò)程中,由于設(shè)計(jì)不合理、日常維護(hù)不到位會(huì)出現(xiàn)諸多的問(wèn)題,在日常管理中需要儀表管理人員能夠熟悉消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行原理。某原油儲(chǔ)備庫(kù)通過(guò)加強(qiáng)日常的保養(yǎng)、故障診斷與維護(hù),使系統(tǒng)投用率達(dá)到了100%,實(shí)現(xiàn)了保證庫(kù)區(qū)消防安全、保護(hù)油庫(kù)和個(gè)人的生命財(cái)產(chǎn)的目標(biāo)。本文針對(duì)消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)故障產(chǎn)生的原因以及系統(tǒng)的故障維護(hù)進(jìn)行了研究。

1 消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成和原理

原油儲(chǔ)備庫(kù)消防系統(tǒng)由消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)和相關(guān)的固定設(shè)施組成，如圖1所示。消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)由光纖光柵感溫報(bào)警系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)和消防控制系統(tǒng)構(gòu)成。

圖1 原油儲(chǔ)備庫(kù)消防系統(tǒng)示意

1.1 光纖光柵感溫報(bào)警系統(tǒng)

光纖光柵感溫報(bào)警系統(tǒng)主要由感溫模塊和信號(hào)處理CPU組成。感溫模塊由感溫探頭、傳輸光纜等部分組成，感溫探頭在儲(chǔ)罐二次密封外邊緣每隔3 m環(huán)形分布在儲(chǔ)罐罐頂，以光纜作為信號(hào)傳輸途徑，能夠?qū)揄敎囟冗M(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將溫度變化情況和報(bào)警信號(hào)傳送至火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。

1.2 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)

火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)由火災(zāi)報(bào)警主機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕、感溫模塊、感煙探測(cè)器、聲光報(bào)警器等組成[1]。當(dāng)儲(chǔ)罐上或建筑物內(nèi)發(fā)生緊急情況時(shí)，感溫模塊或感煙探測(cè)器將報(bào)警信號(hào)傳送至火災(zāi)報(bào)警控制器，火災(zāi)報(bào)警控制器將信號(hào)控制器的常開信號(hào)變?yōu)槌ｉ]，從而啟動(dòng)報(bào)警電路，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，完成報(bào)警目的?；馂?zāi)報(bào)警機(jī)柜可實(shí)現(xiàn)本地報(bào)警，并將報(bào)警信號(hào)傳給報(bào)警輸入模塊和消防PLC機(jī)柜。 消防PLC機(jī)柜通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將報(bào)警信號(hào)傳送給中心控制室，并在電腦畫面和手操臺(tái)面板上顯示聲光報(bào)警信息。

1) 現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕安裝在罐區(qū)消防道路比較醒目的地方，當(dāng)罐區(qū)內(nèi)人員發(fā)現(xiàn)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，用力按下報(bào)警按鈕上的玻璃面板，則火災(zāi)報(bào)警主機(jī)可接收到現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，報(bào)警主機(jī)隨后傳送信號(hào)使上位機(jī)顯示出該報(bào)警按鈕的位置并發(fā)出報(bào)警提示音。

2) 聲光報(bào)警器是一種安裝在罐區(qū)或建筑物內(nèi)，通過(guò)聲和光向外界發(fā)出報(bào)警信號(hào)的告警提示裝置。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生事故或火災(zāi)等緊急情況時(shí)，聲光報(bào)警器接收?qǐng)?bào)警主機(jī)的聲光控制信號(hào)，可發(fā)出聲光報(bào)警。

1.3 消防控制系統(tǒng)

消防控制系統(tǒng)的功能包括： 采集火災(zāi)和故障報(bào)警信號(hào)并報(bào)警；采集消防泵運(yùn)行或停止的運(yùn)行狀態(tài)；采集消防電動(dòng)閥門全開、全關(guān)、故障的運(yùn)行狀態(tài)；遠(yuǎn)程啟泵、停泵控制消防泵；遠(yuǎn)程控制消防電動(dòng)閥門的開/合；系統(tǒng)在自動(dòng)控制狀態(tài)下，聯(lián)鎖啟動(dòng)消防水泵、消防泡沫泵等，開啟相關(guān)電動(dòng)閥門，對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行滅火。

消防控制系統(tǒng)的核心是CPU模塊，PLC程序的運(yùn)行、指令的執(zhí)行都由CPU模塊完成。 PLC系統(tǒng)的工作動(dòng)力由電源模塊提供；在日常的運(yùn)行中，有A和B 2個(gè)相互冗余的通道同時(shí)保證主站控制器 (CRP)與從站控制器(CRA)模塊的連接正常，若其中1路出現(xiàn)故障， CPU與 I/O遠(yuǎn)程控制站的連接傳輸不會(huì)受影響。

AI模塊用于檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)模擬信號(hào)的4～20 mA輸入，AO模塊用來(lái)向現(xiàn)場(chǎng)發(fā)出4～20 mA 信號(hào)，AO信號(hào)主要應(yīng)用于控制調(diào)節(jié)閥的開度，DI模塊用于接收現(xiàn)場(chǎng)傳輸?shù)臒o(wú)源觸點(diǎn)開閉信號(hào)，如泵的啟停和閥門的開閉狀態(tài)信號(hào)等，DO 輸出模塊用于控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，如輸油泵的啟停、電動(dòng)閥的開關(guān)等。

消防系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)儀表主要包括普通壓力表、壓力變送器、超聲波液位計(jì)。普通壓力表為就地顯示儀表，壓力變送器、超聲波液位計(jì)為遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)儀表。普通壓力表主要安裝在消防泵進(jìn)出口管線以及大罐、泡沫站消防管線，壓力變送器主要安裝在消防泵進(jìn)出口管線、消防水罐水管線、泡沫站消防遠(yuǎn)傳儀表，通過(guò)測(cè)量、變送再經(jīng)電信號(hào)轉(zhuǎn)變成光信號(hào)到控制室顯示數(shù)值。

1.4 消防固定設(shè)施

固定消防系統(tǒng)由消防穩(wěn)壓系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)和泡沫滅火系統(tǒng)構(gòu)成。穩(wěn)壓系統(tǒng)管線壓力穩(wěn)定在0.7～0.9 MPa，管線壓力聯(lián)鎖控制穩(wěn)壓泵啟停，低于0.7 MPa穩(wěn)壓泵啟動(dòng)，高于0.9 MPa穩(wěn)壓泵停運(yùn),這是為了維持消防系統(tǒng)在消防主泵沒(méi)有啟動(dòng)前的初期運(yùn)行工作壓力。冷卻水系統(tǒng)主要包括： 消防水罐、消防泵、消火栓、消防管網(wǎng)和罐頂噴淋裝置。泡沫滅火系統(tǒng)主要包括： 泡沫栓、泡沫產(chǎn)生器、泡沫泵、泡沫比例混合器和泡沫管線等。

2 消防系統(tǒng)中常見(jiàn)故障類型的分析與對(duì)策實(shí)施

2.1 感溫光柵誤報(bào)警

儲(chǔ)罐上光纖光柵感溫火災(zāi)探測(cè)器常見(jiàn)故障主要有斷纖、顯示誤差大、誤報(bào)警等。斷纖的主要原因有外力，如大風(fēng)刮斷懸空光纜、動(dòng)土施工挖斷光纜等；誤差大的原因是溫度漂移；誤報(bào)警等的原因有夏季溫度升溫快、冬季冷凝水集聚溫差大、報(bào)警模塊損壞、繼電器損壞、處理器損壞等。

光纖光柵感溫報(bào)警系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)生誤報(bào)警等時(shí)可采取對(duì)感溫模塊溫度進(jìn)行標(biāo)定，而發(fā)生故障判斷為光纖中斷和感溫模塊損壞為主，并使用光時(shí)域反射儀(OTDR)檢查線路全程是否衰減。 如果衰減過(guò)大或者中斷，則應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)熔接、更換或維修處理器。冬季來(lái)臨前，應(yīng)對(duì)儲(chǔ)罐感溫模塊進(jìn)行全面檢測(cè)，及時(shí)更換故障的感溫探頭，加強(qiáng)冬季期間日常檢查，雨雪天氣后應(yīng)盡快清掃，使感溫模塊保持干燥。

2.2 消防自控系統(tǒng)故障

消防自控系統(tǒng)常見(jiàn)故障主要有： 系統(tǒng)上位機(jī)不能接收?qǐng)?bào)警信號(hào)，上位機(jī)遠(yuǎn)程不能控制電動(dòng)執(zhí)行器或消防泵，上位機(jī)區(qū)域顯示閥門或者泵故障閃爍等。

故障的主要原因主要有冗余的主CPU故障，而從CPU未正常切換，則手動(dòng)啟動(dòng)CPU； CPU與交換機(jī)之間，工程師站、上位機(jī)與交換機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)連接中斷，檢查傳輸光纜接收端是否有光纖破損、接口松動(dòng)狀況，如有損壞應(yīng)立即更換備用或現(xiàn)場(chǎng)制作，再經(jīng)上位機(jī)檢查測(cè)試網(wǎng)絡(luò)； AI/ DI/ DO模塊損壞，首先確認(rèn)損壞模塊上的通道點(diǎn)是否影響聯(lián)鎖，同時(shí)更換備用模塊后，檢查該模塊及所有儀表通道工作是否正常。

2.3 手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕故障

手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕的故障大多是由于設(shè)備器件長(zhǎng)期在室外環(huán)境下使用導(dǎo)致元器件的靈敏性不足或者按鈕的接觸不良，從而最終致使無(wú)法起到火災(zāi)報(bào)警的作用。管理維護(hù)人員可以做好對(duì)手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕的定期測(cè)試，及時(shí)更換無(wú)法工作的器件，保證器件的正常使用[2]。

2.4 消防報(bào)警聯(lián)動(dòng)故障

消防控制系統(tǒng)上位機(jī)顯示儲(chǔ)罐火警，并彈出倒計(jì)時(shí)聯(lián)鎖30 s的對(duì)話框，但火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)上位機(jī)與光纖光柵感溫報(bào)警系統(tǒng)上位機(jī)沒(méi)有報(bào)警提示。

首先檢查火災(zāi)報(bào)警主機(jī)有無(wú)報(bào)警記錄，儲(chǔ)罐感溫模塊溫度曲線是否正常。若誤報(bào)警記錄并且溫度曲線正常則應(yīng)檢查火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)與消防控制系統(tǒng)之間傳輸?shù)某ｉ_模塊是否故障，傳輸線路是否短路。

2.5 穩(wěn)壓系統(tǒng)故障

GB 50160—2008《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》要求，當(dāng)采用穩(wěn)壓泵穩(wěn)壓時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)進(jìn)入正常穩(wěn)壓狀態(tài)，當(dāng)管網(wǎng)壓力設(shè)定上限值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)停止穩(wěn)壓泵，當(dāng)管網(wǎng)壓力壓降小于0.7 MPa時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)穩(wěn)壓泵。壓力設(shè)定應(yīng)為0.7～1.2 MPa，穩(wěn)壓時(shí)間大于 2 h，但庫(kù)區(qū)實(shí)際穩(wěn)壓系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定，穩(wěn)壓泵啟停頻繁，穩(wěn)壓時(shí)間達(dá)不到要求。

庫(kù)區(qū)應(yīng)首先檢查現(xiàn)場(chǎng)罐前消防水管線閥門是否存在滲漏，然后將水管線罐前閥全關(guān)；然后打開閥后放水閥，觀察閥后壓力是否下降或聽(tīng)是否存在嘶嘶的聲音，如果無(wú)變化則是閥門存在滲漏；最后對(duì)于內(nèi)漏閥門，可反復(fù)開關(guān)閥門放水對(duì)閥門底部進(jìn)行沖洗，如果沖洗后內(nèi)漏不能根除，則拆卸閥門并對(duì)底部雜質(zhì)進(jìn)行清除。

3 結(jié)束語(yǔ)

消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)作為油庫(kù)安全工作的重要保障和最后一道生命線，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)出現(xiàn)故障的分析與對(duì)策水平。油庫(kù)管理人員應(yīng)在日常使用和維護(hù)中通過(guò)不斷地歸納、總結(jié)和完善，確保該系統(tǒng)時(shí)刻處于100%投用的狀態(tài)，滿足國(guó)家和企業(yè)的規(guī)范要求，提高油庫(kù)的消防應(yīng)急水平。

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