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油庫自動(dòng)化火災(zāi)探測及連鎖控制

文檔作者：王大偉文檔來源：中國石油天然氣管道工程有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年10月19日
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油庫自動(dòng)化火災(zāi)探測及連鎖控制
王大偉(中國石油天然氣管道工程有限公司，河北廊坊065000)
摘要：石油庫中存儲(chǔ)的石油具有易燃，易爆的特點(diǎn)，一旦發(fā)
生火災(zāi)，將造成巨大損失。本文針對(duì)當(dāng)前石油庫的防火設(shè)計(jì)展
開分析，對(duì)油庫自動(dòng)化火災(zāi)探測及相應(yīng)的連鎖控制系統(tǒng)展開探
討，希望能為相關(guān)研究提供些許參考作用。
關(guān)鍵詞：石油庫；防火；6r油管道；自動(dòng)控制
我國飛速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)帶動(dòng)著石油需求總量的不斷攀升，石
油庫作為儲(chǔ)存石油的重要場所，其建設(shè)規(guī)模也隨之石油需求量
的增長而不斷擴(kuò)大。而大型的石油庫往往面臨著更多的消防
安全風(fēng)險(xiǎn)，一旦出現(xiàn)火災(zāi)，勢必會(huì)造成大量的損失及不良影
響。例如大連2010年中石油輸油管道爆炸事故，雖然未造成人
員傷亡，但造成了大量的經(jīng)濟(jì)損失與資源浪費(fèi)，以及周圍近百
余平方公里的海水原油污染。又比如2013年11月發(fā)生的青島
中石化石油爆炸事故，造成200余人傷亡，直接經(jīng)濟(jì)損失近7．5
億，這些觸目驚心的事故都督促著我們必須重視石油庫的防火
設(shè)計(jì)。
1油庫自動(dòng)化火災(zāi)探測的作用及意義
石油庫作為儲(chǔ)存石油的重要場所，如果其中某一油罐出現(xiàn)
火情，則可能引發(fā)油罐爆裂、噴射以及油品泄漏等多種情況，安全
防火間距也會(huì)隨之發(fā)生改變，油罐的位移也意味著安全間距發(fā)
生變化。如果在火災(zāi)初期，油庫控制中心通過火災(zāi)探測器發(fā)現(xiàn)
火情，及時(shí)采取滅火措施，那么則可有效避免連鎖反應(yīng)。此外如
果油罐的頂部爆炸，罐頂掀開，此時(shí)設(shè)置在罐頂?shù)臏缁鹣到y(tǒng)以及
冷卻系統(tǒng)則會(huì)失去消防作用。如果在堤外設(shè)有如水炮等高位滅
火設(shè)備，由火災(zāi)探測系統(tǒng)探測到火情，并觸發(fā)連鎖消防控制，通過
控制中心對(duì)水炮進(jìn)行實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作，同時(shí)利用火災(zāi)監(jiān)測中的預(yù)
警系統(tǒng)，可由遠(yuǎn)程進(jìn)行滅火，減少了趕到現(xiàn)場的時(shí)間，及早控制火
情，此外還可利用這些設(shè)置進(jìn)行強(qiáng)化冷卻作用。總之，自動(dòng)化火
災(zāi)探測系統(tǒng)的構(gòu)建就是為了將火災(zāi)危害的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，以及所帶
來的不良影響降至最低，具有重要實(shí)際意義。
2油庫自動(dòng)化火災(zāi)探測及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
出于對(duì)油庫自動(dòng)化火災(zāi)探測及控制系統(tǒng)的安全可靠性考
慮，油庫自動(dòng)化火災(zāi)探測及控制系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)設(shè)置為功能分離模
式。PLC可編程的邏輯控制軟件為開放式模塊結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)軟件
主要有PLC下位機(jī)所控制的step7西門子編程軟件以及上位機(jī)
wince組態(tài)軟件所構(gòu)成，下位機(jī)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集與分析、流程切
換、狀態(tài)探測、報(bào)警、連鎖控制等多種功能。上位機(jī)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)動(dòng)
態(tài)監(jiān)視、數(shù)據(jù)查詢、報(bào)表生成、參數(shù)設(shè)置等，利用石油庫現(xiàn)場所
安裝的儀表收集自動(dòng)檢測所需額的各種數(shù)據(jù)。
根據(jù)油庫的實(shí)際情況，通過DCS集散計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
自動(dòng)化火災(zāi)探測與控制，選擇可編程的控制器。共設(shè)置包括中
心控制室在內(nèi)的五個(gè)控制站，在控制站中可進(jìn)行畫面顯示、操
作以及報(bào)警等控制。以工業(yè)以太網(wǎng)作為控制網(wǎng)絡(luò)，聯(lián)通控制
站、工程師站以及通訊接口等機(jī)構(gòu)，現(xiàn)場設(shè)置可燃?xì)馀c火災(zāi)探
測儀表及設(shè)備，當(dāng)接觸到可燃?xì)饧坝推沸孤兑约盎馂?zāi)時(shí)，可及
時(shí)向監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出火災(zāi)信號(hào)，同時(shí)通過聲光等形式進(jìn)行報(bào)警。
3油庫自動(dòng)化火災(zāi)探測及控制系統(tǒng)的應(yīng)用功能
3．1數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)
此系統(tǒng)可對(duì)模擬與數(shù)字這兩種信號(hào)進(jìn)行采集，并將其存儲(chǔ)
至存儲(chǔ)器中，便于中央控制室的操作人員對(duì)任意模擬及數(shù)字信
號(hào)進(jìn)行檢索察看，并可打出運(yùn)行及報(bào)警報(bào)表。數(shù)字信號(hào)每1秒
鐘進(jìn)行一次掃描。模擬信號(hào)每0．5s掃描一次，并將掃描過程中
的變量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)庫每6min存儲(chǔ)一次，并作一
周時(shí)間的保存。中央控制室主要是對(duì)油庫自動(dòng)化火災(zāi)探測及
控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中相關(guān)監(jiān)測參數(shù)進(jìn)行全面掌握，以此為操作
人員提供真實(shí)，可靠的監(jiān)測數(shù)據(jù)，保證油庫的安全，平穩(wěn)運(yùn)行。
3．2控制
根據(jù)自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建，將油庫管理、運(yùn)行控制等有機(jī)結(jié)
合成一套統(tǒng)一的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，對(duì)生產(chǎn)過程中的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)
行收集，存儲(chǔ)并做分析，如果發(fā)現(xiàn)異常，可對(duì)重點(diǎn)區(qū)域的閥門進(jìn)
行遠(yuǎn)程開閉的操控，同時(shí)還可對(duì)油罐液位，溫度以及輸油泵狀
態(tài)等進(jìn)行實(shí)施監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)監(jiān)管信息一體化。此外系統(tǒng)還可進(jìn)行
連續(xù)控制，包括定值、比值以及分程調(diào)節(jié)等。通過對(duì)所接收的
信息進(jìn)行運(yùn)算與分析，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測與遠(yuǎn)程操控為一體的連
鎖保護(hù)功能。
3．3火災(zāi)探測
火災(zāi)檢測由現(xiàn)場安裝的探測儀表進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)現(xiàn)場火氣探
測儀表檢測到油品和可燃?xì)怏w的泄露以及火焰時(shí)，會(huì)立即向火
災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送報(bào)警信號(hào)，通過聲光的形式進(jìn)行報(bào)警，相關(guān)人
員先確認(rèn)火情，并全面啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。例如油氣混合的濃度超
出安全標(biāo)準(zhǔn)、儲(chǔ)罐浮頂起火等，中控室都會(huì)根據(jù)所接收到的信
息立即進(jìn)行檢查，對(duì)于油庫中的重點(diǎn)區(qū)域，要建立視頻監(jiān)視系
統(tǒng)，以提升監(jiān)控水平。
3．4報(bào)警與消防連鎖控制
為確保油罐及庫區(qū)的安全，火災(zāi)探測系統(tǒng)除了具有報(bào)警功
能，還包括消防連鎖控制功能、防火管理以及數(shù)據(jù)儲(chǔ)存等，涵蓋
整個(gè)石油庫。通過現(xiàn)場儀表收集的信號(hào)，對(duì)包括溫度、煙霧以
及熱量，光波輻射等相關(guān)火氣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，快速發(fā)出火警信
號(hào)，同時(shí)將收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，生成報(bào)警曲線。庫區(qū)需
萬方數(shù)據(jù) 2015主gaR犯毒髫鱷}245
要配置話站，如果接收到火災(zāi)報(bào)警，可由此進(jìn)行消防指揮，發(fā)揮
報(bào)警與指揮的聯(lián)合功能。消防控制系統(tǒng)由控制室進(jìn)行遠(yuǎn)程操
控，可在確認(rèn)發(fā)生火災(zāi)時(shí)啟動(dòng)快速噴淋冷卻水以及泡沫滅火系
統(tǒng)等。
3．5報(bào)警記錄
如果出現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警，系統(tǒng)可立即打印報(bào)警數(shù)據(jù)報(bào)表，也可
設(shè)置為根據(jù)實(shí)際需要，手動(dòng)啟動(dòng)打印機(jī)進(jìn)行報(bào)警記錄的打印，
記錄中包括日期、時(shí)間、報(bào)警開關(guān)信號(hào)等，其中報(bào)警時(shí)間要精確
到秒。
3．6顯示
火災(zāi)探測系統(tǒng)的菜單畫面為目錄，可通過菜單調(diào)用所需要
的畫面。在總貌畫面中可顯示實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)變量，以及主要檢測
點(diǎn)的信息。趨勢畫面中每個(gè)畫面都應(yīng)處于一個(gè)坐標(biāo)上，并可至
少同時(shí)顯示出4個(gè)變量情況、動(dòng)態(tài)流程。畫面中顯示圖形、數(shù)據(jù)
以及不同顏色的組合反映系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)以及相關(guān)變量。報(bào)
警畫面可選擇聲響以及顏色，并利用所顯示的畫面分析報(bào)警主
要原因。
3．7防誤操作功能
每個(gè)崗位所負(fù)責(zé)的設(shè)備各有不同，而不同崗位的人員通常
不能良好運(yùn)用其他崗位的設(shè)備，因此為了防止不同崗位人員誤
操作帶來的風(fēng)險(xiǎn)，本系統(tǒng)加入了密鑰功能，以此規(guī)定不同崗位
人員的操作范圍。
4自動(dòng)化檢測系統(tǒng)配置與設(shè)計(jì)要求
4．1儀表選型原則
火災(zāi)探測系統(tǒng)的控制與監(jiān)測儀表選擇應(yīng)當(dāng)根據(jù)相關(guān)規(guī)范
要求，并同時(shí)考慮儀表的準(zhǔn)確、易操作、安全可靠等原則。自動(dòng)
化火災(zāi)探測系統(tǒng)中包括流量、壓力以及溫度等主要儀表需要滿
足精確度要求，以及溫度、壓力等級(jí)等要求，確保安全可靠，減
少后期的運(yùn)行維護(hù)成本。會(huì)發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)區(qū)域應(yīng)采用防爆
類儀表，室外的儀表其防護(hù)等級(jí)也應(yīng)超過IP65。此外儀表還要
兼具防雷功能，并在機(jī)柜間火氣盤柜中設(shè)置防雷擊的保護(hù)裝
置。總之，儀表要以檢測的準(zhǔn)確、易操作、安全可靠作為選擇依
據(jù)，選取最優(yōu)性價(jià)比的儀表裝置，提高系統(tǒng)的安全可靠性。
4．2控制系統(tǒng)以及材料的選擇
為保證油庫的安全平穩(wěn)運(yùn)行，不但要在重點(diǎn)區(qū)域安裝防爆
檢測儀表，還應(yīng)在供電與信號(hào)采集裝置處設(shè)置隔離柵。油庫自
動(dòng)化火災(zāi)探測及控制系統(tǒng)需要接收數(shù)據(jù)信號(hào)才能進(jìn)行相應(yīng)的
連鎖控制，因此要保證系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定，必須具備完善的系統(tǒng)
硬件一體機(jī)故障診斷裝置，通過這一裝置可對(duì)系統(tǒng)的故障迸行
自診斷，以此提高系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，同時(shí)還要滿足嚴(yán)格的抗
干擾與防爆防雷性能。在系統(tǒng)的操作方面應(yīng)以便于操作及維
護(hù)為主要目地，并配備高水準(zhǔn)的人機(jī)對(duì)話性能塒。此外系統(tǒng)應(yīng)
當(dāng)采用先進(jìn)技術(shù)，同時(shí)具備良好的擴(kuò)展性，具有軟硬件以及網(wǎng)
絡(luò)等擴(kuò)展性能。
4．3設(shè)計(jì)要求
設(shè)計(jì)需要充分滿足石油庫的建設(shè)規(guī)模以及生產(chǎn)需要，堅(jiān)持
運(yùn)輸與自動(dòng)化火災(zāi)探測管理的多方面結(jié)合，并利用先進(jìn)的自動(dòng)
化技術(shù)與設(shè)備。設(shè)計(jì)方案應(yīng)在充分掌握現(xiàn)場情況的基礎(chǔ)上進(jìn)
行設(shè)計(jì)，方便工藝管線、儀表設(shè)備等的安裝定位。系統(tǒng)功能主
要為自動(dòng)火災(zāi)探測與連鎖控制，此外還要兼顧到監(jiān)控與管理。
利用成熟的技術(shù)，保障系統(tǒng)穩(wěn)定。系統(tǒng)在投入建設(shè)前，應(yīng)當(dāng)對(duì)
設(shè)計(jì)方案進(jìn)行充分審核，并制定多套方案，從中選取最優(yōu)方案。
5系統(tǒng)運(yùn)行管理要求
構(gòu)建科學(xué)的管理與考核機(jī)制，提升人員對(duì)于自動(dòng)化火災(zāi)探
測系統(tǒng)的綜合操作能力，確保當(dāng)出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，可正確有效地利
用系統(tǒng)，減少損失。并強(qiáng)化日常巡檢工作，保護(hù)好探測設(shè)備以
及電源系統(tǒng)等裝置，確保儀表防水、防塵及防沖撞等維護(hù)工
作。重視系統(tǒng)維護(hù)工作，強(qiáng)化維修人員的再培訓(xùn)工作，使維修
人員能夠?qū)υ谑褂眠^程中發(fā)生的各類新問題，探討出技術(shù)解決
措施。此外還要明確各個(gè)崗位的權(quán)限與責(zé)任，防止越權(quán)操作，
減少此類情況帶來的誤操作危害。
6結(jié)語
石油庫一旦發(fā)生火災(zāi)，將造成巨大經(jīng)濟(jì)損失與人員傷亡，
本文探討油庫自動(dòng)化火災(zāi)探測與連鎖控制系統(tǒng)的構(gòu)建目的正
是為了將此類危害的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，以及所帶來的不良影響降至最
低。現(xiàn)今很多大型石油庫都已構(gòu)建了自動(dòng)化火災(zāi)探測系統(tǒng)。
根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況來看，此類系統(tǒng)可有效保障油庫的消防安
全，效益顯著。同時(shí)通過系統(tǒng)中的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)及視頻顯示以及實(shí)
時(shí)控制功能，進(jìn)一步帶動(dòng)了石油庫現(xiàn)代化管理的發(fā)展進(jìn)程。
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