大型石化企业现有火灾报警系统整合及优化设计研究

摘要：目前，国内石化企业按照相关国家规范要求基本都已设置了火灾报警系统。然而，部分大型石化企业因为各装置建设时间或管理方式的不同，厂内设置了多套不同品牌的火灾报警系统。同时，没有统一的消防控制室，无法对全厂的火灾报警系统进行统一管理。本文旨在设计出适用于大型石化企业现有火灾报警系统整合及优化方案，提升企业火警系统的管理水平。

关键词：大型石化企业；火灾报警系统；系统整合

一、项目背景

该企业分为新区及老区两个区域，区域内共有各类品牌火灾报警系统21套。其中，“诺帝菲尔”品牌火灾报警系统2套、“北京利达”品牌火灾报警系统12套、“上海松江”品牌火灾报警2套及“青岛海湾”品牌火灾报警系统5套。以上火灾报警控制器均按装置设置，地理位置分散，且未实现联网，缺少统一管理，管理分工和责任不清，存在安全隐患。

全厂火警整合为“集中型火灾报警系统”后，缺少消防应急广播系统、消防电话系统及图形显示装置等，不符合GB50116对“集中型火灾报警系统”组成要素的要求，需要整改。另外，搬迁后，在集中控制室应实现对其所有管辖区域火情的集中监视和报警，并对现场相关消防设备进行远程手、自动控制。

二、设计内容

（一）火灾报警系统优化整合及联网改造

1.概述

通过对企业老区及新区原有各火灾报警系统进行整合、改造，并采用光缆分别对老区和新区各火灾报警控制联网，构成“集中型火灾报警系统”；老区采用“环型网络”，新区采用“星型网络”。联网后，老区消防控制室设置在老区联合控制室，新区消防控制室设置在新区管控中心消防控制室。同时，将原有消防设备的控制功能分别迁移至相应片区的消防控制室。整合后的“集中型火灾报警系统”可以提升企业火灾的处理效率，并满足现行规范要求[1]。

2.老区改造内容

（1）设备更换

老区目前共有16套火灾报警控制器，除2套为“诺蒂菲尔”品牌，2套为“上海松江”品牌外，其余系统品牌均为“北京利达”。本次项目更换上述非“北京利达”品牌的所有火灾报警控制器及下联的火警设备；部分装置的现场防爆手动按钮性能不稳定，导致漏报和误报严重，本次项目全部更换。

（2）老区联合中控室控制器改造

新增2台火灾报警控制柜（含消防广播、消防电话安装柜），内配备报警回路盘、总线手动控制盘及直接手动控制盘。拆除原有火灾报警控制器，在原控制器位置增设室内電缆模块箱，用于各类总线转接至新增火灾报警控制柜。

（3）火灾报警控制器联网

在老区各火灾报警控制器内设置环形光纤联网卡和光缆终端盒，通过本项目新增主干光缆联成环网。将老区联合控制室的火灾报警控制器作为主控制器，在该控制器上可实时显示老区所有火灾报警点的状态[2]。

（4）控制功能改造

保留原有各装置控制室火灾报警控制器的总线控制功能（原通过总线模块控制的消防设备控制功能），通过编程，在老区联合控制室的火灾报警控制柜上实现上述设备的远程手动控制；原有通过直接手动控制盘控制（硬接线控制）的设备，包括消防泵和现场雨淋阀等，通过新增电缆转接至老区联合中控室的火灾报警控制柜上集中控制；本项目需实现各类消防设备的控制要求。电动消防泵、柴油消防泵：在火灾报警控制柜（老区联合中控室）的直接手动控制盘远程手动启、停消防水泵； 在火灾报警控制柜（老区联合中控室）上显示消防水泵的开、停状态。雨淋阀：在火灾报警控制柜（老区联合中控室）的直接手动控制盘上远程手动开启雨淋阀；在火灾报警控制柜（老区联合中控室）显示压力开关的动作信号、雨淋阀前后信号阀“关闭”状态；其他已有控制逻辑不变。泡沫比例平衡装置：在火灾报警控制器（老区联合中控室）的总线手动盘上远程启动泡沫设备；在火灾报警控制柜（老区联合中控室）上显示以下状态信号：泡沫泵“开”“关”及“故障”状态。整合后，老区火警控制器共14台，老区火警系统联网结构如图1所示。

3.新区改造内容

（1）设备更换

新区目前共有5套火灾报警控制器，全部为“青岛海湾”品牌。新区内火警品牌已统一，无需更换火警控制器及相关设备。

（2）部分装置火警设备整合

拆除罐区控制室和循环水控制室的火灾报警控制器，在原火灾报警控制器的位置增设室内模块（接线）箱，用于线路接续；将上述两台控制器下联的各类火灾报警设备通过信号总线和电源总线接入联合装置控制室原有火灾报警控制器。

（3）新区管控中心消防控制室改造

管控中心原有火灾报警控制器及其连接的管控中心建筑物本体的探测器均为其他厂的管辖范围[3]。本次项目在管控中心消防控制室增设1台集中火灾报警控制柜，作为本厂新区的集中火灾报警控制柜（含广播柜）；将原火灾报警控制柜内本厂的火灾报警设备，转接至新增火灾报警控制柜，原有模块柜及进线柜保留，仍作为共用；进出消防控制室的线缆利用原有通道。

（4）火灾报警控制器联网

在新区各火灾报警控制器内增设星形光纤联网卡和光缆终端盒，通过新增主干光缆联成星型网络。将管控中心消防控制室的火灾报警控制器作为主控制器，在该控制器上可实时显示新区所有火灾报警点的状态。

（5）控制功能改造

保留原有各装置控制室火灾报警控制器的总线控制功能（原通过总线模块控制的消防设备控制功能），通过编程，在管控中心消防控制室的火灾报警控制柜上实现上述设备的远程手动控制；原有通过直接手动控制盘控制（硬接线控制）的设备，包括排烟风机和现场雨淋阀等，通过新增电缆转接至新区管控中心消防控制室新增火灾报警控制柜上集中控制。本项目需实现各类消防设备的控制要求。雨淋阀：在火灾报警控制柜（新区管控中心）的直接手动控制盘上远程手动开启雨淋阀；在火灾报警控制柜（新区管控中心）显示压力开关的动作信号、雨淋阀前后信号阀“关闭”状态；其他已有控制逻辑不变。 排烟风机：在火灾报警控制柜（新区管控中心）的直接手动控制盘上远程手动开、停排烟风机；在火灾报警控制柜（新区管控中心）显示排烟风机的开、停状态；其他已有控制逻辑不变。整合后，新区火警控制器共4台，（6）新区火警系统联网结构如图2所示：

（二）火灾报警系统组成要素完善

1.概述

本项目的火警系统联网改造完成后，在老区及新区内各构成了一套集中型火灾报警系统。根据规范要求，集中型火灾报警系统应设置图形显示装置，消防电话系统和消防广播系统[4]。

2.设备设置

（1）图形显示装置

在老区联合中控室及新区管控中心分别新增1套图形显示装置；图形显示装置应能采用图形显示的方式，显示系统内火灾报警控制器的所有报警信号和联动控制状态信号。

（2）消防电话系统

在老區和新区各增设一套总线制消防电话系统，消防电话主机分别设置在老区联合中控室和新区管控中心控制室，并与各自的火灾报警控制器组柜安装；在重要岗位（如安装火灾报警控制器的外操室、消防泵房、泡沫站房、配电室、空调机房及防排烟机房等）增设消防电话分机；自消防电话主机敷设消防电话总线至各区域控制室新增接线箱，并延续至上述区域的消防电话分机。

（3）消防广播系统

老区：在老区增设一套消防广播系统。消防广播主机设置在老区联合控制室，与火灾报警控制器组柜安装[5]。本系统按15个广播分区，2台500W功率放大器配置。现场扬声器的设置：罐区、装置区现场沿疏散通道配备防爆号角式扬声器，功率为15W～20W，间距为100～150米；在播放范围内最远点的声压级高于背景噪声15dB，尽可能依托现有管架安装，安装高度约为3.5-4米；老区增设1台报警信号发生器，用于火灾报警系统与两个已设置扩音对讲系统装置的联动控制。当上述两个装置发生火灾时，利用扩音对讲系统的扬声器作为消防广播使用，不再增设扬声器等公共广播设施[6]。

新区：在新区增设一套消防广播系统。消防广播主机分别设置在新区管控中心控制室。新区按5个分区，1台500W配置。现场扬声器的设置原则：罐区、装置区现场沿疏散通道配备防爆号角式扬声器，功率为15W-20W，间距100米-150米；在播放范围内最远点的声压级高于背景噪声15dB，尽可能依托现有管架安装，安装高度约为3.5-4米。新区增设1台报警信号发生器，实现火灾报警系统与一个已设置扩音对讲系统装置的联动控制。当本装置发生火灾时，利用扩音对讲系统的扬声器作为消防广播使用，不再增设扬声器等公共广播设施。

（三）系统供电与接地

1.系统供电

老区联合中控室内新增系统机柜的主电为AC220V，引自中控室配电室电气配电柜的备用回路；新增火灾报警控制器自带蓄电池作为备用电源，备电为DC24V密封铅电池，电池容量应保证当主电故障时提供火灾报警控制器在监视状态下工作8小时，在报警最大负载下，正常工作3小时[7]；各新增前端设备由各装置火灾报警控制器供电。

2.系统防雷接地措施

火灾报警控制器（柜）采用联合接地方式，与各控制室（外操室）的等电位连接板可靠连接，接地电阻不大于1欧姆；各类模块箱、接线箱外壳金属可导电部分及设备立柱采用联合接地，与接地装置可靠联结；火灾报警控制器的信号总线、电源总线、消防电话总线、广播总线进出控制室处增设浪涌保护器进行对火灾报警控制器的保护。并要求将浪涌保护器的接地端就近连入控制室的等电位连接网络；配线用钢管和金属线槽进行不少于两点的可靠接地，并保证其电气的连续性。

（四）设备选型及原则

根据环境要求，装置区等室外环境应选择气体（含氢）防爆型产品。新增火警设备应分别与新区和老区原有火灾报警系统同品牌的兼容产品。其中新区的品牌为：青岛海湾；老区的品牌为：北京利达[8]。

结语

通过对企业内火警系统的整合，极大提升了企业处理火警的效率，满足了现行规范的要求，为企业的安全生产提供了保障。

参考文献

[1]云潆瑶.石油化工老厂区火警系统联网设计探讨[J].化工与医药工程，2020（04）：16-22.

[2]王莉.关于石油化工行业火灾报警系统的设计研究[J].新型工业化，2021（08）：250-251.

[3]王晓菡，曹亮，杨晓光.石油化工企业火灾报警系统升级改造设计及应用[J].工程技术研究，2020，2（02）：65-66.

[4]傅海波.石油化工企业火灾自动报警系统设计[J].智能建筑与智慧城市，2018（04）：3.

[5]于成宽.石化企业火灾自动报警系统设计分析[J].科学与信息化，2017（16）：2.

[6]李一强，吕宁.火灾报警系统在乙烯装置中应用实例[J].中国石油和化工标准与质量， 2011，31（06）：65.

[7]徐永汉.石化企业火灾手动报警按钮设置分析[J].石油化工自动化，2008（01）： 16-18.

[8]贺峥.石化厂火灾报警控制系统设计探讨[J].消防技术与产品信息，2003（12）： 16-18.

作者简介：刘博文（1991- ），男，汉族，江苏南京人，本科，中级工程师，研究方向：石油化工行业、电信专业相关设计。