基于自控運(yùn)行方案改進(jìn)的消防水泵隱患處理

魯 兵

（中國石油蘭州石化公司，甘肅蘭州 730060）

0 引言

安全生產(chǎn)始終是石油化工企業(yè)的生命線，石油化工企業(yè)內(nèi)具有大量的易燃易爆介質(zhì)，發(fā)生火災(zāi)后如不能及時(shí)撲滅火災(zāi)或控制火情，后果將不堪設(shè)想。某石化公司煉油區(qū)215-1與215-2消防給水泵房為全廠性消防站，為廠區(qū)內(nèi)穩(wěn)高壓消防管網(wǎng)、儲(chǔ)罐噴淋系統(tǒng)提供消防水。參考現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行自查，發(fā)現(xiàn)存在兩個(gè)泵房投用年限較長(zhǎng)，部分設(shè)備與管線老舊，自動(dòng)化程度低，發(fā)生火災(zāi)時(shí)消防系統(tǒng)反應(yīng)滯后，不利于及時(shí)控制火情等隱患。鑒于此，必須盡快進(jìn)行隱患處理。

1 隱患描述

參考GB 50160—2008《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、GB 50974—2014《消防給水及消防栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》、GB 50151—2010《泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》等規(guī)范，企業(yè)進(jìn)行消防系統(tǒng)專項(xiàng)檢查。發(fā)現(xiàn)煉油區(qū)215-2消防水泵房，主要隱患包括P-1/2柴油消防泵啟動(dòng)后，泵房?jī)?nèi)通風(fēng)條件差，室內(nèi)溫度高；消防水泵出口無自動(dòng)泄壓閥；泵房?jī)?nèi)無視頻監(jiān)控系統(tǒng)；液位無聲光報(bào)警，不能自動(dòng)啟動(dòng)進(jìn)水閥；壓力低自動(dòng)啟動(dòng)消防泵時(shí)，電網(wǎng)沖擊較大，可能造成大面積停電；操作柜上無消防泵運(yùn)行狀態(tài)等。

2 消防泵運(yùn)行

2.1 工藝流程

煉油區(qū)215-2消防水泵房位于2#路東側(cè)、4#路西側(cè)、3#路南側(cè)、1#路北側(cè)，消防水源為1座7000 m3的地上式消防儲(chǔ)水罐（G-4）。消防供水設(shè)備為1臺(tái)1260 m3/h消防電泵（P1/1），1臺(tái)1260 m3/h消防柴油泵（P1/2）。消防穩(wěn)壓設(shè)備為2臺(tái)198 m3/h穩(wěn)壓泵（P2/1、P2/2），215-1與215-2水泵房正常情況下交替運(yùn)行，每個(gè)泵房每次運(yùn)行1臺(tái)穩(wěn)壓泵保證系統(tǒng)壓力，兩個(gè)泵房都設(shè)置了值班室，便于應(yīng)急反應(yīng)，工藝流程如圖1、圖2所示。

圖1 消防系統(tǒng)工藝流程

圖2 215-2消防水流程

2.2 消防泵自控系統(tǒng)

消防泵控制系統(tǒng)包括控制柜、PLC系統(tǒng)、電動(dòng)閥操作柜以及現(xiàn)場(chǎng)的流量計(jì)、壓力變送器、液位變送器等。

2.2.1 控制柜

控制柜內(nèi)有2臺(tái)無紙記錄儀、聲音報(bào)警器、燈屏報(bào)警器、按鈕開關(guān)、電源模塊以及西門子S7-200 PLC系統(tǒng)。PLC系統(tǒng)包括控制器CPU224 CN、模擬量輸入模塊EM231 CN、數(shù)字量輸入/輸出模塊EM223 CN、穩(wěn)壓電源、繼電器、電源分配器、信號(hào)分配器、安全柵等，主要執(zhí)行邏輯控制。當(dāng)系統(tǒng)壓力低于0.6 MPa時(shí)，輸出聲光報(bào)警；當(dāng)消防水系統(tǒng)管網(wǎng)壓力低于0.5 MPa時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)消防泵，80 s后然后自動(dòng)停止在用的穩(wěn)壓泵，聯(lián)鎖邏輯如圖3所示。

圖3 消防泵啟動(dòng)聯(lián)鎖邏輯

2.2.2 電動(dòng)閥操作柜

電動(dòng)閥操作柜主要完成高壓泵進(jìn)/出口閥、穩(wěn)壓泵出口閥、平衡閥、補(bǔ)水閥等電動(dòng)閥的手動(dòng)操作及顯示。當(dāng)電動(dòng)閥處于自動(dòng)模式時(shí)，PLC輸出信號(hào)控制現(xiàn)場(chǎng)電動(dòng)閥；當(dāng)電動(dòng)閥處于手動(dòng)模式時(shí)，從電控柜按鈕控制電動(dòng)閥，電動(dòng)閥控制柜操作按鈕面板如圖4所示。

圖4 電動(dòng)閥控制柜操作按鈕面板

3 整改方案及實(shí)施

3.1 整改方案

經(jīng)企業(yè)自查發(fā)現(xiàn)隱患后，技術(shù)管理部門提出改造消防系統(tǒng)、重新設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)、新增DCS或者PLC系統(tǒng)等方案，但是這些方案從設(shè)計(jì)到實(shí)施，中間環(huán)節(jié)多、周期長(zhǎng)，都不符合當(dāng)下的要求。必須在最短的時(shí)間內(nèi)完成亟需處理的問題。煉油區(qū)215-2消防水泵房技術(shù)人員提出，如果不能立刻徹底解決存在的隱患，可以先解決保證系統(tǒng)壓力穩(wěn)定的問題，同時(shí)解決缺少水罐液位報(bào)警的問題。經(jīng)自控人員和消防技術(shù)人員溝通，整體考慮，新增設(shè)置“系統(tǒng)壓力低自動(dòng)啟動(dòng)穩(wěn)壓泵備用泵”功能，新增聯(lián)鎖邏輯如圖5所示?？紤]到管網(wǎng)壓力下降速度過快，會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)消防泵，暫時(shí)將聯(lián)鎖切除。自控人員通過修改PLC程序，增加穩(wěn)壓泵自動(dòng)啟動(dòng)邏輯，完成改進(jìn)方案。消防泵邏輯控制不變。

圖5 新增自動(dòng)啟動(dòng)穩(wěn)壓泵備用泵邏輯

3.2 自動(dòng)啟動(dòng)穩(wěn)壓泵

3.2.1 增加泵房選擇開關(guān)

為避免消防管網(wǎng)壓力低時(shí)，215-1與215-2兩個(gè)水泵房?jī)蛇厒溆梅€(wěn)壓泵同時(shí)啟動(dòng)，利用系統(tǒng)備用點(diǎn)（I3.2），作為選擇開關(guān)。原因是原系統(tǒng)繼電器是滿配狀態(tài)，所以在對(duì)應(yīng)的接線端子接線，引入單刀空開QF1，作為“215-2泵房選擇開關(guān)”。

3.2.2 PLC程序修改

（1）對(duì)PLC程序進(jìn)行備份。

（2）對(duì)程序進(jìn)行功能描述，便于閱讀。

（3）參考供應(yīng)商程序編寫風(fēng)格，消防泵的運(yùn)行特點(diǎn)，啟泵時(shí)間與關(guān)泵時(shí)間設(shè)置一致。使用低報(bào)警聯(lián)鎖輸出節(jié)點(diǎn)，啟動(dòng)備用泵。因現(xiàn)在的系統(tǒng)沒有泵運(yùn)行信號(hào)，無法直接觀測(cè)到是哪臺(tái)泵正在運(yùn)行，暫不不考慮在用是1號(hào)泵還是2號(hào)泵，咨詢電氣專業(yè)技術(shù)人員，可以同時(shí)給啟泵信號(hào)。1號(hào)穩(wěn)壓泵修改后的程序如圖6所示。2號(hào)穩(wěn)壓泵與P-2/1程序修改原理相同。

圖6 管網(wǎng)系統(tǒng)壓力低1號(hào)穩(wěn)壓泵自動(dòng)啟動(dòng)程序段

（4）下載修改的程序到PLC控制器。

3.3 實(shí)現(xiàn)液位報(bào)警功能

3.3.1 接線

將無紙記錄儀DO（數(shù)字量輸出）信號(hào)線連接到備用聲光報(bào)警器輸入通道上。

3.3.2 參數(shù)設(shè)置

根據(jù)消防技術(shù)人員提供的參數(shù)，設(shè)置報(bào)警值，高液位報(bào)警值為17.60 m，低液位報(bào)值為5.00 m，分別使用無紙記錄儀DO通道07和06通道作為報(bào)警輸出。參數(shù)設(shè)置如圖7所示；啟用備用報(bào)警燈屏，粘貼標(biāo)簽，如圖8所示。

圖7 參數(shù)設(shè)置

圖8 液位報(bào)警燈屏標(biāo)簽粘貼

3.4 功能調(diào)試

3.4.1 液位報(bào)警

（1）215/1泵房切除聯(lián)鎖，加強(qiáng)監(jiān)盤。通知電氣運(yùn)行人員，進(jìn)行聯(lián)調(diào)。

（2）使用信號(hào)發(fā)生器模擬液位變送器LT-202液位值，分別達(dá)到高限值和低限值，聲光報(bào)警動(dòng)作均正常。

3.4.2 壓力低自動(dòng)啟動(dòng)泵用泵

（1）“泵房選擇開關(guān)”QF1投用，1號(hào)泵、2號(hào)泵調(diào)至“測(cè)試模式”。2號(hào)泵處于停止?fàn)顟B(tài)，手動(dòng)啟動(dòng)1號(hào)泵，使用信號(hào)發(fā)生器，模擬壓力變送器PT-301A壓力達(dá)到低限值時(shí)，2號(hào)穩(wěn)壓泵顯示啟動(dòng)。切除“泵房選擇開關(guān)”，重復(fù)上述動(dòng)作，泵不自啟。

（2）“泵房選擇開關(guān)”QF1投用，1號(hào)泵、2號(hào)泵調(diào)至“測(cè)試模式”。1號(hào)泵處于停止?fàn)顟B(tài)，手動(dòng)啟動(dòng)2號(hào)泵，使用信號(hào)發(fā)生器，模擬壓力變送器PT-301B壓力達(dá)到低限值時(shí)，1號(hào)穩(wěn)壓泵自動(dòng)啟動(dòng)。切除“泵房選擇開關(guān)”，重復(fù)上述動(dòng)作，泵不自啟。

4 結(jié)束語

消防支隊(duì)技術(shù)部門對(duì)操作規(guī)程進(jìn)行修訂，對(duì)消防值守人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，再次備份PLC程序。目前只是階段性對(duì)自查出的隱患進(jìn)行了處理，要徹底解決隱患，還需要從設(shè)計(jì)、管理、技術(shù)、工藝等方面集中考慮。