石油化工企业火警系统设计浅析

2015-12-17王磊，唐铮

安徽化工 2015年3期

关键词：控制室消火栓火警

王磊，唐铮

（安徽省化工设计院，安徽合肥230009）

石油化工企业相比其它企业危险性较高，发生火灾时影响面较大。作为石油化工企业安全预警系统中的重要一环，火灾自动报警系统的应用也与其它行业有着显著的不同。

从2014年5月1日开始，国家标准《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-2013，以下简称《火警规范》）开始实施，与以前版本相比，许多内容发生了重大变化，因此，从事火警系统设计的各化工行业设计院，也需要随之进行改进。

作者从事化工行业电气设计多年，根据火警系统设计的经验和图纸报审过程中遇到的问题，提出新版《火警规范》在化工系统中实施的几点意见，以期为广大石化行业的同仁提供一些参考。

1 火灾报警系统设置范围

《火警规范》中对于火警系统需要设置的对象不再采用分级制，而是用一句话概括表述为火灾报警系统“可用于人员居住和经常有人滞留的场所、存放重要物资或燃烧后产生严重污染需要及时报警的场所。”因此，目前设计过程中，常用的做法是根据《建筑防火规范》（GB50016-2006，以下简称《建规》）来判断建筑物是否设置火警系统，而建筑物内如何设置火警系统则依据《火警规范》。

但是，《建规》中明确提到了“石油化工企业的建筑防火设计，当有专门的国家现行标准时，宜从其规定”，因此作为石油化工企业，其火警系统设置范围还应该执行《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-2008，以下简称《石化规》）的规定。

《石化规》是专门针对石油化工企业厂区内建筑物是否设置火警系统，而对于化工厂区附属的办公楼、职工宿舍、餐厅等民用建筑物，除了满足《火警规范》、《石化规》、《建规》之外，还应当参照《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95 2005版）以及《民用建筑电气设计规范》（JGJT16-2008，以下简称《民规》）等规范的要求来确定火警系统的设置范围。

因此，石化企业内哪些部位需要设置火警系统，应满足以上多部规范的要求，而不仅仅局限于《火警规范》的要求。在以上规范未明确的建筑物或车间或库房内，设计人员应根据建筑物内人员状况和车间或库房内存储的介质以及全厂的总图布置判断是否需要设置火灾自动报警系统。

以某石化企业为例，其厂区内有一座乙类爆炸危险厂房、一座丙类的生产厂房以及一座乙类库房、两座丁类库房，厂前区设置有一座六层办公楼，公辅装置为一座全厂变电所和一座消防水泵房。在全厂火警系统设计时，办公楼属于经常有人滞留的场所，按照《火警规范》和《民用建筑电气设计规范》均需要设置火警探测装置。乙类厂房、丙类厂房和乙类库房属于火灾危险类别较高的场所，而厂区变电所和消防水泵房属于公用辅助生产设施，《石化规》对其定义为“发生火灾时影响全厂生产的设施”，故以上建筑物均设置了火灾自动报警系统。而对于丁类库房，因其危险性较低，并且与危险类别库房间距较远，从《火警规范》提倡的经济合理角度出发，并未在其中设置火警系统。

2 火灾报警系统消防控制室

《火警规范》对消防控制室增加了许多新的要求，特别是第3.4.8条中的第5款，明确了消防控制室可以与建筑其它弱电系统合用。这条与《石化规》第8.12.3条第7款基本一致，明确了厂区里的消防控制室可以与其它系统的控制室合用。

化工企业大多数是24小时连续生产，一般为此都设置有控制室或调度中心，用来调度监控全厂生产。对于某些大型企业，中央控制室不仅有调度监控生产的功能，还包括了安防、远程调度、工程师值班室等功能。对于这样的中央控制室，将全厂的消防控制室与其合并，是合适并且非常必要的。因为对于全厂来讲，只有中央控制室才能够保证24小时有人值守，并且在有火情发生时能够及时地查看厂区火情，监控全厂生产情况，防止火灾蔓延。

对于厂区内无这样控制中心的企业可以考虑将全厂的安防中心与其合并，或者在厂区最靠近主干道的门卫室处设置消防控制室。这些建筑物一般都属于24小时有人值守场所，在有火情发生时，可以及时报警。

虽然《火警规范》、《石化规》规定，消防控制室可以与中央控制室合用，但是合用时还是有其它相关规定。《建规》的11.4.4条和7.2.5条，以及《消防控制室通用技术要求》（GB25506）等规范均对此作出了严格的规定，所以不能简单地认定中央控制室都可以作为消防控制室，而应理解为只有符合相关规范要求的中央控制室才可以作为全厂的火警控制室。

3 消火栓系统的联动控制

与98版规范相比，《火警规范》对消火栓系统的联动控制作出了更为详细的规定。98版仅说明了消防控制设备应能够控制消防水泵的启停，显示消防水泵的工作和故障状态，并且在消防控制室能直接手动控制室装置。因此在过去的火警设计中，如何启动消防水泵的做法并不统一。消火栓系统的设计有两种方式：一种采用临时高压系统，在发生火灾时，采用消火栓手报按钮直接启动消防水泵，压力达到后打开消火栓灭火，这样的系统多用于民用建筑或者面积较小的厂区消防系统；而另一种为稳高压系统，即利用稳压泵等设施在消防管网内维持一定的压力，火灾发生时打开消火栓，压力降低后根据压力信号启动消防水泵的主泵，实现供水灭火功能。这种系统中的消火栓按钮一般予以取消。大多数的石化企业都采用后一种稳高压系统灭火方式。

但是2013版的《火警规范》对以上问题给出了明确的要求，第4.3.1条规定，消火栓系统的启动是由“消火栓系统出水干管上的压力开关来作为触发信号”。同时根据第4.3.1条的条文解释，消火栓系统启动可以由干管上的压力开关来直接启动，而消火栓按钮的动作信号则需要首先反馈至消防控制室，再由消防联动控制器联动消防泵启动。同时条文解释里也进一步说明，稳高压系统中消火栓按钮的设置是“不能省略的”。这一点与之前的火警系统消火栓按钮的设置方式完全不同。

由此，化工企业厂区的消火栓系统如果采用稳高压系统，则火警联动设计需要在消火栓箱附近设置消火栓按钮，并将其信号上传至消防联动控制器。

4 可燃气体探测报警系统

作为石化类企业，厂区内的建筑物多数都是可燃气体泄漏场所，在进行可燃气体探测报警系统设计时，主要依据《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》(GB50493)的规定。98版的《火警规范》对可燃气体探测系统设计描述较为简单，只提到有可燃气体的场所需要设置探测器，并未说明两个系统如何予以统一，这样容易出现可燃气体泄漏后，火警系统无法及时报警。2013版的《火警规范》为此在第8章明确指出可燃气体的探测是一个独立的系统，但是这个系统的“报警信号应接入消防控制室”。

规范第8章的内容明确了以下两方面的要求：第一，可燃气体探测器不能直接接入火警系统的探测器回路中，而是需要单独设置一套系统。这套探测系统包括了可燃气体报警控制器、可燃气体探测器和火灾声光报警装置；第二，这套系统虽然独立于火灾报警系统，但是最终需要将浓度探测报警的信号接入火灾报警系统。

实际上，在大多数的化工行业设计院中，可燃气体探测是归属于自控专业设计的内容，而火灾报警系统归属于火警专业的设计范围，所以可燃气体探测系统与火警系统的相互独立比较容易实现，但是报警信号接入火警系统的要求，目前很多设计人员尚未注意。因此，在新版规范实施后，火警系统设计时一定要注意两个系统之间信号的接入问题。否则，容易使后期两大系统之间各自为政，一方面违反了新版《火警规范》的要求；另一方面也无法及时报警，造成更大的损失。

5 综合性的火警系统

新版《火警规范》的前言中明确指出，火警探测系统主要包含三大系统：一是火灾自动报警系统；二是可燃气体浓度探测系统；三是电气火灾监控系统。这些已经不仅限于火警系统本身的内容，而且包含了设计火警系统的电信专业、自控专业和电气专业三大专业的设计范围。所以火警系统作为一个综合性的系统，在设计初期就应当做好与其它系统的衔接和配合。

以国内某已建大型化工企业为例，在设计过程中，车间某处的反应罐根据供货商的要求，需要监测罐体周围温度，要求达到在75℃和90℃时，分别在现场发出火警报警信号。而作为火警系统自身的探测装置是无法实现这一功能的。最终的方案是由自控专业现场进行装置监测，温度信号上传至自控系统控制器之后，再接入火警系统，由火警系统启动现场火警报警装置，提醒现场操作人员。这个实例充分说明了化工企业的火警系统作为一个开放的综合性系统，需要与其它专业充分紧密地配合。

实际上，随着火灾探测技术的发展，火警系统不仅与自控系统、电气系统配合，还需要与更多的系统兼容。例如：石化企业车间内常设的图像监控设备未来也可以作为火警采集信号的一个途径。在北京奥运场馆以及合肥火车站内多处应用的图像火灾自动灭火系统，采用的就是图像监控到火源后自动报警灭火。

另外需要注意的一个问题是，火灾报警系统的图纸应当包括火警系统、可燃气体探测系统、电气火灾监控系统等，这分别体现在火警专业、自控专业和电气专业三个专业设计的图纸中，所以完整的火警系统图纸应该包括这三个专业的相关图纸。

我们之前曾遇到，消防审查部门在进行火警系统图纸审查时，发现火警专业图纸中没有浓度探测报警系统的内容，为此提出了很多审查意见。这一方面提醒石化企业的建设单位，在送交报审图纸时需要清楚到底是送交什么内容的图纸审查；另一方面，设计人员也要明确，不管设计院如何划分专业之间的分工，火警系统的设计图纸应该是一个完整的系统，它包括了火灾自动报警系统、可燃气体浓度探测系统以及电气火灾监控系统。