自动消防系统在油库的应用

任军芳

中国石化股份有限公司管道储运分公司黄岛输油处，山东青岛 266500

自动消防系统在油库的应用

任军芳

中国石化股份有限公司管道储运分公司黄岛输油处，山东青岛 266500

油库自动消防系统通过全面考虑设计，实现了多点监控，无电传输，冗余配置和可靠完善的监控功能。本文介绍了油库自动控制系统的构成，着重分析了系统的基本功能，阐述了自动控制系统的联动功能，为国内石油石化等行业的自动消防系统的实现提供了很好的借鉴。

自动消防系统；I/O室；联动功能

黄岛油库隶属于中石化管道储运分公司，为全国重要的原油中转基地，储油容量达210万m3，年储运原油能力达3 000余万t。石油化工企业属易燃易爆场所，在这些大型储油罐场所，火灾危险性更大，作为全国安全生产要害单位，因此，在油库设置可靠的自动化消防系统极其重要。科学、规范的消防自动化设计能够很大程度上提高系统的检测性能和可靠性，以便值班人员早期发现并通报火灾，采取有效措施控制和扑灭火灾，使企业人员伤亡及财产损失降到最低。

1 系统简介

油库自动消防系统从地理位置上分为本地I/O和远程I/O；从结构上分为消防PLC和操作控制台；从功能上系统分为火灾自动报警系统和消防控制系统。从硬件上，整个系统主要有以下设备组成：现场手动报警按钮、警铃（警笛）、光纤/光栅感温探测器、可编程逻辑控制器（PLC）、操作控制台、操作员工作站，消防服务器等组成。

消防PLC实时检测消防工艺设备的运行状态，一旦发现故障报警，立即将报警信号传给消防服务器。当系统获得罐顶火警信号后，消防泵房值班室内的警笛首先启动报警，在值班人员确认火情后，或经过一段时间（例如：20s）的延时后，系统将驱动所有报警装置进行声光报警，并将报警信号传到消防队和控制中心的消防工作站，同时自动开启消防水喷淋阀和泡沫阀，并联锁启动消防泵，对着火罐进行冷却降温和泡沫灭火；罐区内的工作人员发现火情，按下现场的手动报警按钮，系统检测到手动火灾报警信号后，立即驱动控制中心、消防泵房值班室、消防队和I/O室的报警装置发出声光报警信号。消防泵房内的值班员通过闭路电视监控系统等方式确认火灾发生的确切部位，再据此来开启相关的消防泵和阀门进行灭火操作。

1.1 系统组成结构

由于库区面积大，储油罐比较多而分散，将所有设备信号直接引入到消防控制室内难以实现。所以除了在消防泵房值班室内设置操作控制台和消防PLC外，在现场I/O室内设置PLC的远程I/O。系统将采用分区域采集火灾报警信号集中监视和报警的方式。在I/O室与消防泵房值班室之间敷设2条光缆作为传输介质。为提高系统性能，增加稳定性，整个系统采用冗余PLC主处理器、冗余PLC电源、冗余控制网络。

消防PLC控制系统包括消防泵房值班室内的冗余PLC处理器、本地I/O模块和I/O室、远程I/O模块。

1.2 系统功能

消防泵房值班室内的消防PLC主要完成泵房内的泡沫站、消防泵、稳压泵、补水泵及其泵出口电动阀门的状态检测和远程控制，完成液位计、压力变送器、液位开关、储罐的温度检测、罐前电动阀门状态采集及控制，并对整个罐区的火灾报警及其消防工艺数据进行显示及记录，能依据预定逻辑控制相关消防泵和电动阀门。

1.2 .1 基本功能

1）实时监控火灾报警与故障报警信号，能发出从预警到火警的2级报警方式；

2）检测消防泵工作状态、故障状态、就地/远控状态，并控制消防泵的启、停；

3）检测电动阀门全开、全关、就地/远控状态，并对阀门进行开、关、停控制；

4）自动稳压功能，通过稳压泵对系统进行稳压，保持系统压力在0.7MPa～1.2MPa（可以更改设置）之间。灭火时，主泵启动，稳压泵停泵；

5）给工业电视系统输出事故报警信号（无源开关信号），每个报警区域1路；

6）自动补水功能，检测消防水罐液位信号，并据此实现自动上水功能，使消防水罐保持一定水位；

7）系统接收到火灾报警信号后，经操作人员确认，手动或延时后自动启动消防泵，并按预定逻辑顺序开、闭相关电动阀门，将泡沫液与冷却水以最快速度喷洒到事故罐，实现自动灭火；

8）显示系统的自动、手动工作状态，自动状态锁定手动操作；

9）系统具备紧急启动和切断功能；

10）具有自诊断和诊断工具，进行常规和预防诊断维护；

11）系统具有自动及程序手动操作模式。在自动操作模式下，系统接收到火灾报警信号后，经人工手动确认启动消防系统或延时后系统自动启动，按预定逻辑自动启动消防泵，并顺序开、闭相关电动阀门，将泡沫液与冷却水以最快速度喷洒到事故罐，实现自动灭火。程序手动操作模式指操作人员手动触发“X号罐灭火”命令后，系统按预定逻辑自动启动消防泵，并顺序开、闭相关电动阀门，将泡沫液与冷却水以最快速度喷洒到X号罐，实现自动灭火；

12）信息存储管理与操作权限管理。系统能够自动记录操作员的操作。并可给不同的操作人员分配不同的操作权限，明确了责任，方便了管理；

13）系统能够采集罐区感温报警、手动报警等信号。

1.2 .2 消防泵房值班室

消防泵房值班室包括两台互为冗余的的消防服务器，一台可作为工程师站的操作员工作站，操作员工作站是系统的操作平台，操作人员可通过它监控整个消防系统并可对系统的应用软件及数据库等进行维护和维修。

消防服务器安装采用CITECT SCADA软件，负责处理、存储、管理从现场的消防PLC采集的实时数据，完成与消防PLC通信链接、协议转换、网络管理等任务。

消防泵房值班室是主要监视和控制库区火灾和紧急状态的指挥调度中心，在正常情况下，操作人员在消防泵房值班室通过本系统即可完成对全库区的火灾监视以及对消防设备的操作和运行管理等任务。

1.2 .3 I/O室及远程I/O

在现场I/O室设置一套PLC模块作为远程I/O，采集罐区消防数据；通过光纤经控制网络将数据上传给消防泵房值班室内的消防CPU，并接受消防CPU 下发的控制命令。

1.3 联动功能

1.3 .1 与电视监控系统联动

本系统能够提供与电视监控系统联动的接口，电视监控系统的前端设备具有预置位功能，则能够依据接收到的火灾报警信号（无源开关信号）。迅速将该事故区及附近摄像机同时自动对准报警点，并自动调校到最佳状态，供值班人员及时判断火情。

1.3 .2 消防控制系统联动功能

在本系统中，能够实现的联动功能包括：自动冷却水喷淋；自动泡沫灭火；消防水管线自动稳压；消防水池自动补水。

当PLC接收到火灾报警信号后，驱动警铃、警笛等声响设备报警，并且在工作站的画面上弹出报警窗口，提示值班人员报警的位置。值班人员电视监控系统、电话等方式了解具体情况，确认为真实火情后，按下“确认”按钮，启动消防联动系统，进行自动冷却水喷淋和自动泡沫灭火。或者在出现火灾报警后，系统开始倒计时，倒计时结束后系统自动启动消防联动（此功能是否增加依据业主要求而定）。

自动稳压：系统依据安装在水管线上的压力变送器上传到PLC的数据，自动启停稳压泵，使管线压力保持在一定的范围内。当消防泵启动后，稳压泵停泵。

自动补水：为了保持消防水罐的水位，系统能够依据液位开关信号，自动启停补水泵。

1.4 系统控制方式

系统能提供3种运行方式供选择：

1）集中手动控制：操作员在集中控制室中通过控制台手操按钮控制所有重要消防阀门，消防泵设备；

2）集中自动操作：操作员在集中控制室中通过控制系统的人机界面监控所有重要工艺设施的工作，工艺设备的运行主要由PLC及相关设施的控制系统控制；所有控制方式之间均可实现无扰切换并有相应的指示及记录，任何控制方式下，均可执行ESD等紧急操作；

3）就地人工操作方式：操作员主要通过现场设备上的操作开关进行操作，控制系统仅起监视及记录功能及执行有关的重要安全控制功能如紧急停车等。

2 结论

油库自动消防系统投用以来，经多次消防演练证实，该系统功能完善，系统可靠性极高，为油库的消防安全提供了可靠的保证。

[1]《消防联动控制设备通用技术条件》GB 16806-97.

[2]《石油化工企业信号报警、联锁系统设计规范》SHJ18—90.

[TE99]

A

1674-6708（2010）26-0171-02

任军芳，助理工程师，毕业院校：西安石油大学，专业：自动化，工作单位：中石化股份有限公司管道储运分公司黄岛输油处仪表技术岗