柳茜，贾永立

（连云港沃利帕森工程技术有限公司,天津300201）

石油化工行业火灾报警系统的设计

柳茜，贾永立

（连云港沃利帕森工程技术有限公司,天津300201）

介绍火灾报警系统作为重要的独立运行的系统在石油化工装置安全生产中起到了重要的作用，按石油化工装置的功能和环境特征，结合笔者所作的有关项目对火灾报警系统提出了新的思路。

石油化工；火灾报警系统；控制

作为设计人，笔者认真总结了我国火灾事故的教训和火灾自动报警系统工程的实践经验，为确保装置的安全生产，工程设计和建设过程中不仅需要严格按照国家相关的技术标准和规范设计施工，专业的消防设备也是不可缺少的。笔者结合工作中火灾报警系统的设计，探讨石油化工装置各单元的火灾探测器的设置和选型，以及火灾报警控制系统及线路的设计，并提出新思路供同行参考。

1 火灾报警系统一般设计

为了预防和减少火灾危害，保护人身和财产安全，对于火灾报警的设计必须做到安全可靠，技术先进，经济合理。下面笔者对于石油化工行业的火灾报警系统的联动设计提出一些自己想法，供设计者参考。

1.1 确定火灾自动报警的系统形式

火灾自动报警系统分为三种形式。

1.1.1 区域报警系统

保护对象∶只报警，不需要联动自动消防设备的保护对象；

系统组成：火灾探测器，手动火灾报警按钮，火灾声光报警器，火灾报警控制器，区域显示器，图形显示装置。

1.1.2 集中报警系统

保护对象∶报警，且同时联动自动消防设备；

系统组成：一台集中控制功能的火灾报警控制器，消防联动控制器，火灾探测器，手动火灾报警按钮，火灾声光报警器，消防应急广播，消防专用电话，图形显示装置；

消防控制室：一间。

1.1.3 控制中心报警系统

保护对象：报警，且同时联动自动消防设备；

系统组成：两个及以上集中报警系统；

消防控制室：两个及以上（其中一间是主消防控制室）。

1.2 报警区域及探测区域的划分

1.2.1 报警区域划分

建筑物：根据防火分区或楼层，或者是同时联动消防设备的几个防火分区几层楼划分为一个报警区域。

甲、乙、丙类液体储罐区：一个储罐区为单位。（大于50000m3的外浮顶储罐应单独划分一个报警区域）。

1.2.2 探测区域划分

按独立房间划分，面积不超过500m2。

红外光束感烟火灾探测器和缆式线型感温探测器探测区域长度：不超过100m。

空气管差温火灾探测器的探测区域长度：20～100m。

单独探测区域：楼梯间及楼梯间前室，消防电梯前室，走道，坡道，电气管道井，通信管道井，电缆隧道，建筑物闷顶或夹层。

1.3 消防联动控制设计

消防联动控制器发出联动控制信号并接受联动反馈信号，各受控设备接口特性与联动控制信号相匹配，且所有控制设备（如消防水泵，防烟排烟风机等）应采用联动加手动直控装置。

消防联动控制分为湿式系统与干式系统的联动，雨淋系统的联动，水幕系统的联动，消火栓系统的联动，气体泡沫灭火系统的联动，防排烟系统的联动，防火门及防火卷帘系统的联动，电梯、应急疏散照明系统联动设计等。现在我们就几例具体分析一下控制设计。

1.3.1 湿式系统与干式系统的联动设计

●联动1：由湿式报警阀压力开关的动作信号作为触发信号直接启动喷淋消防泵。

●联动2：接到同一报警区域两只及以上独立感烟火灾探测器或一个感烟加一只手动火灾报警按钮的报警信号后开启阀组联动触发信号。

●手动3∶在消防联动控制器上可手动控制喷淋消防泵的启动和停止,预作用阀组，电动阀的启动和停止，并用专用线路直接连接至消防控制室内消防联动手动控制盘上。

●反馈信号：水流指示器，信号阀，压力开关及喷淋消防泵的启动和停止信号，气压状态信号及电动阀动作信号。

1.3.2 雨淋系统的联动设计

●联动1：消防联动控制器接到同一报警区域内两只及以上独立的感温火灾探测器或一只感温加一只手报报警信号开启雨淋阀组联动触发信号。

●手动2：雨淋消防泵控制柜安装启动、停止按钮，雨淋阀组启动、停止按钮。

●手动3：在消防联动控制器上可手动控制雨淋系统的启动、停止和雨淋阀组的开启

●反馈信号：水流指示器，雨淋阀组，压力开关及雨淋消防泵的启动和停止的动作信号

1.3.3 水幕系统的联动设计

●联动1：消防联动控制器接到防火卷帘下落到地面的动作信号和同一报警区域内一只探测器或手报的报警信号联动阀组触发信号。

●手动2：消防泵控制柜安装消防泵启动、停止按钮，水幕系统相关控制阀组的开启。

●手动3：在消防联动控制器上可手动控制水幕系统的启动、停止和相关水幕系统阀组的开启。

●反馈信号：水幕系统相关阀组，压力开关及消防泵的启动和停止的动作信号反馈至消防联动控制器。

1.3.4 消火栓系统的联动设计

●联动1：应由消火栓系统出水干管上设置的低压压力开关，流量开关或报警阀压力开关信号作为触发信号直接启动消火栓泵。

●手动2：当安装消火栓按钮时，消火栓按钮的动作信号作为报警及启动消火栓泵信号。

●手动3：在消火栓控制柜上设置启动、停止按钮。

●手动4：在消防联动控制器上可手动控制消火栓泵的启动和停止。

●反馈信号：消火栓泵的动作信号反馈至消防联动控制器。

1.3.5 气体灭火系统，泡沫灭火系统的联动设计

●联动1：同一防护区感温和感烟探测器或一只探测器加一只手报或防护区外的紧急启动信号作为系统的联动触发信号，并启动火灾声光报警器。当接收到相邻感温探测器的第二个联动触发信号后发出联动控制信号。

●手动2：在防护区疏散出口门外应设置气体灭火装置及泡沫灭火装置的手动启动和停止按钮。且当手动停止按钮按下时，一系列正在执行的联动操作也将停止。

●反馈信号：气体灭火装置及泡沫灭火装置启动及喷放各阶段的联动控制及系统反馈信号应反馈至消防联动控制器上，如火灾探测器的报警信号，选择阀的控制信号，压力开关的动作信号，手自动控制状态等。

1.4 火灾自动报警系统电源

火灾自动报警系统应设有主电源（交流）和蓄电池备用电源，主电源宜由UPS电源供电，备用电源可采用火灾报警控制器和消防联动控制器自带的蓄电池电源，且蓄电池组的容量是全部消防负荷的120%，保证火灾状态时工作负荷连续工作3h。需在火灾状态同时火灾自动报警控制器必须设置在昼夜有人值班的房间或场所，宜安装在装置控制室内。

1.5 火灾自动系统设备选型

由于石油化工装置大部分属于爆炸危险区域，首先要判断现场环境是属于爆炸性气体环境还是爆炸性粉尘环境，然后再选择气体隔爆型或粉尘隔爆型的火灾自动报警终端设备。另外，针对腐蚀性较强的环境，设备还应选用抗腐蚀性的设备。

1.6 火灾报警系统线路设计

装置区、罐区、厂房、仓库等易燃易爆有腐蚀环境场所的火灾自动报警系统的电缆应选用截面不小于1.5mm2的阻燃双绞屏蔽型电缆。对于控制室、配电室等普通环境建筑物内的火灾自动报警系统的电缆应选用截面不小于1.0mm2的铜芯双绞线，此时电缆的敷设应采用穿钢管、难燃性刚性塑料管或封闭式线槽敷设。

2 实际案例

笔者结合林德制氢项目设计的火灾自动报警系统方案谈谈这方面的体会供大家参考。

2.1 项目概况

林德气体（宁波）有限公司是德国林德集团在宁波投资兴建的外商独资企业。公司主营产品：氧气、氮气、氩气、氦气、二氧化碳、乙炔、氢气、氪气、氖气、氙气等。本次新建2,600Nm3/h的甲醇裂解制氢装置以及氢气备用供应系统，为相邻的工业园区供应原料氢气并提供相关服务。项目投入总资金6950万人民币，其中建设投资5858万元。

2.2 设计方案

笔者对火灾报警设计方案提出新的思路，即：可编程逻辑控制器和智能型火灾报警控制器组合作为装置内现场系统控制的方案。优势在于突破了以往根据成套单一的火灾报警产品设计的固定思路，整合了总线制火灾报警控制系统和冗余P L C，能根据工程中不同区域环境的特点，灵活地选择系统的结构和功能并运用安全可靠的通讯手段来集成不同结构的系统，为将来对企业各系统的统一管理提供了便利。主要内容如下：

a)首先，本项目共有5套装置，每套装置均包含独立的工艺设施和现场仪表控制室、变配电站。不同装置内的控制系统都需要通过全厂控制局域网为其预留的接口以规定的通讯协议方式与该局域网链接。在中央控制室内，操作人员可以利用连接在各控制系统服务器上的工作站浏览来自不同装置的控制系统数据，并同时向各个装置控制系统发出指令。以氢气装置为例，在装置内现场仪表站里设置的火灾和气体探测系统，以P L C作为最终与局域网链接的系统控制器，主要考虑其可实现冗余的产品特点，而一般的二总线火灾报警控制器无冗余考虑。b)同时，P L C与局域网的链接以及局域网的传输干线、传输设备均以冗余设计。这次方案选用了双冗余P L C，P L C与外接设备的链接是通过输入输出卡I/O卡完成的。I/O卡共有数字开关量和模拟量两种，该方案中主要选择了模拟量的输入输出卡，主要是考虑它能够分辩和区分来自各种链接报警设备的报警和开路、短路故障。这样做在一定程度上能够弥补P L C控制器不能辨别真实火灾和探测器受污染状态而引虚假火灾的不足，降低误报率。c)智能型火灾报警控制器则作为系统的分控制器负责接收装置区内现场仪表站和变配电站内部的火灾探测器报警信号。火灾报警控制器与P L C核心控制器之间采用总线通讯方式链接。考虑到这种通讯方式的单一性和火灾报警控制器无冗余功能，通讯的安全可靠性比直接链接到P L C输入输出卡低，方案设计又在P L C控制器和火灾报警控制器之间增加硬线链接,主要是将火灾报警控制器的故障报警信号直接送到P L C以便在发生故障时尽快采取紧急措施。

这样，采用智能火灾报警系统可以发挥其优势，二总线结构方便线路敷设，智能型探测器则可以有效降低误报率。火灾报警控制器收到报警信号并对其进行判断真伪后可以将报警信号上传至P L C控制器，这样就起到了过滤误报的作用。

3 结束语

火灾自动报警系统是石油化工装置电信设计的重要组成部分，对保护财产及人身安全具有重要意义。在整个设计过程中要与各专业充分配合，分析各种火灾危险发生的可能性。同时还要考虑日常维护的方便性以及发生危险时的最佳逃生路线，都是火灾报警系统设计中需要考虑的问题，只有充分了解这些情况，才能将火灾报警设备设置在最为有效的地方，也才能起到对石化装置最为理想的保护效果。文中所写内容，仅为作者的一些理解和工作中的一些体会，希望能对广大工程人员起到抛砖引玉的作用。

10.3969/j.issn.1008-1267.2015.04.021

TU234

B

1008-1267（2015）04-0051-03

2015-03-13