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油库自动化火灾探测及连锁控制

文档作者：王大伟文档来源：中国石油天然气管道工程有限公司		点击数：	更新时间： 2021年10月19日
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油库自动化火灾探测及连锁控制
王大伟(中国石油天然气管道工程有限公司，河北廊坊065000)
摘要：石油库中存储的石油具有易燃，易爆的特点，一旦发
生火灾，将造成巨大损失。本文针对当前石油库的防火设计展
开分析，对油库自动化火灾探测及相应的连锁控制系统展开探
讨，希望能为相关研究提供些许参考作用。
关键词：石油库；防火；6r油管道；自动控制
我国飞速发展的经济带动着石油需求总量的不断攀升，石
油库作为储存石油的重要场所，其建设规模也随之石油需求量
的增长而不断扩大。而大型的石油库往往面临着更多的消防
安全风险，一旦出现火灾，势必会造成大量的损失及不良影
响。例如大连2010年中石油输油管道爆炸事故，虽然未造成人
员伤亡，但造成了大量的经济损失与资源浪费，以及周围近百
余平方公里的海水原油污染。又比如2013年11月发生的青岛
中石化石油爆炸事故，造成200余人伤亡，直接经济损失近7．5
亿，这些触目惊心的事故都督促着我们必须重视石油库的防火
设计。
1油库自动化火灾探测的作用及意义
石油库作为储存石油的重要场所，如果其中某一油罐出现
火情，则可能引发油罐爆裂、喷射以及油品泄漏等多种情况，安全
防火间距也会随之发生改变，油罐的位移也意味着安全间距发
生变化。如果在火灾初期，油库控制中心通过火灾探测器发现
火情，及时采取灭火措施，那么则可有效避免连锁反应。此外如
果油罐的顶部爆炸，罐顶掀开，此时设置在罐顶的灭火系统以及
冷却系统则会失去消防作用。如果在堤外设有如水炮等高位灭
火设备，由火灾探测系统探测到火情，并触发连锁消防控制，通过
控制中心对水炮进行实现远程操作，同时利用火灾监测中的预
警系统，可由远程进行灭火，减少了赶到现场的时间，及早控制火
情，此外还可利用这些设置进行强化冷却作用。总之，自动化火
灾探测系统的构建就是为了将火灾危害的发生风险，以及所带
来的不良影响降至最低，具有重要实际意义。
2油库自动化火灾探测及控制系统设计
出于对油库自动化火灾探测及控制系统的安全可靠性考
虑，油库自动化火灾探测及控制系统应当设置为功能分离模
式。PLC可编程的逻辑控制软件为开放式模块结构，系统软件
主要有PLC下位机所控制的step7西门子编程软件以及上位机
wince组态软件所构成，下位机负责数据的采集与分析、流程切
换、状态探测、报警、连锁控制等多种功能。上位机负责数据动
态监视、数据查询、报表生成、参数设置等，利用石油库现场所
安装的仪表收集自动检测所需额的各种数据。
根据油库的实际情况，通过DCS集散计算机控制系统实现
自动化火灾探测与控制，选择可编程的控制器。共设置包括中
心控制室在内的五个控制站，在控制站中可进行画面显示、操
作以及报警等控制。以工业以太网作为控制网络，联通控制
站、工程师站以及通讯接口等机构，现场设置可燃气与火灾探
测仪表及设备，当接触到可燃气及油品泄露以及火灾时，可及
时向监控系统发出火灾信号，同时通过声光等形式进行报警。
3油库自动化火灾探测及控制系统的应用功能
3．1数据采集与存储
此系统可对模拟与数字这两种信号进行采集，并将其存储
至存储器中，便于中央控制室的操作人员对任意模拟及数字信
号进行检索察看，并可打出运行及报警报表。数字信号每1秒
钟进行一次扫描。模拟信号每0．5s扫描一次，并将扫描过程中
的变量数据存储于数据库中，数据库每6min存储一次，并作一
周时间的保存。中央控制室主要是对油库自动化火灾探测及
控制系统运行过程中相关监测参数进行全面掌握，以此为操作
人员提供真实，可靠的监测数据，保证油库的安全，平稳运行。
3．2控制
根据自动化系统的构建，将油库管理、运行控制等有机结
合成一套统一的自动化控制系统，对生产过程中的运行参数进
行收集，存储并做分析，如果发现异常，可对重点区域的阀门进
行远程开闭的操控，同时还可对油罐液位，温度以及输油泵状
态等进行实施监控，实现监管信息一体化。此外系统还可进行
连续控制，包括定值、比值以及分程调节等。通过对所接收的
信息进行运算与分析，实现自动化检测与远程操控为一体的连
锁保护功能。
3．3火灾探测
火灾检测由现场安装的探测仪表进行监测，当现场火气探
测仪表检测到油品和可燃气体的泄露以及火焰时，会立即向火
灾监控系统发送报警信号，通过声光的形式进行报警，相关人
员先确认火情，并全面启动报警系统。例如油气混合的浓度超
出安全标准、储罐浮顶起火等，中控室都会根据所接收到的信
息立即进行检查，对于油库中的重点区域，要建立视频监视系
统，以提升监控水平。
3．4报警与消防连锁控制
为确保油罐及库区的安全，火灾探测系统除了具有报警功
能，还包括消防连锁控制功能、防火管理以及数据储存等，涵盖
整个石油库。通过现场仪表收集的信号，对包括温度、烟雾以
及热量，光波辐射等相关火气数据进行分析，快速发出火警信
号，同时将收集的数据进行实时存储，生成报警曲线。库区需
万方数据 2015主gaR犯毒髫鳄}245
要配置话站，如果接收到火灾报警，可由此进行消防指挥，发挥
报警与指挥的联合功能。消防控制系统由控制室进行远程操
控，可在确认发生火灾时启动快速喷淋冷却水以及泡沫灭火系
统等。
3．5报警记录
如果出现火灾报警，系统可立即打印报警数据报表，也可
设置为根据实际需要，手动启动打印机进行报警记录的打印，
记录中包括日期、时间、报警开关信号等，其中报警时间要精确
到秒。
3．6显示
火灾探测系统的菜单画面为目录，可通过菜单调用所需要
的画面。在总貌画面中可显示实时的数据变量，以及主要检测
点的信息。趋势画面中每个画面都应处于一个坐标上，并可至
少同时显示出4个变量情况、动态流程。画面中显示图形、数据
以及不同颜色的组合反映系统的运行状态以及相关变量。报
警画面可选择声响以及颜色，并利用所显示的画面分析报警主
要原因。
3．7防误操作功能
每个岗位所负责的设备各有不同，而不同岗位的人员通常
不能良好运用其他岗位的设备，因此为了防止不同岗位人员误
操作带来的风险，本系统加入了密钥功能，以此规定不同岗位
人员的操作范围。
4自动化检测系统配置与设计要求
4．1仪表选型原则
火灾探测系统的控制与监测仪表选择应当根据相关规范
要求，并同时考虑仪表的准确、易操作、安全可靠等原则。自动
化火灾探测系统中包括流量、压力以及温度等主要仪表需要满
足精确度要求，以及温度、压力等级等要求，确保安全可靠，减
少后期的运行维护成本。会发生爆炸的危险区域应采用防爆
类仪表，室外的仪表其防护等级也应超过IP65。此外仪表还要
兼具防雷功能，并在机柜间火气盘柜中设置防雷击的保护装
置。总之，仪表要以检测的准确、易操作、安全可靠作为选择依
据，选取最优性价比的仪表装置，提高系统的安全可靠性。
4．2控制系统以及材料的选择
为保证油库的安全平稳运行，不但要在重点区域安装防爆
检测仪表，还应在供电与信号采集装置处设置隔离栅。油库自
动化火灾探测及控制系统需要接收数据信号才能进行相应的
连锁控制，因此要保证系统的运行稳定，必须具备完善的系统
硬件一体机故障诊断装置，通过这一装置可对系统的故障迸行
自诊断，以此提高系统的运行稳定性，同时还要满足严格的抗
干扰与防爆防雷性能。在系统的操作方面应以便于操作及维
护为主要目地，并配备高水准的人机对话性能埘。此外系统应
当采用先进技术，同时具备良好的扩展性，具有软硬件以及网
络等扩展性能。
4．3设计要求
设计需要充分满足石油库的建设规模以及生产需要，坚持
运输与自动化火灾探测管理的多方面结合，并利用先进的自动
化技术与设备。设计方案应在充分掌握现场情况的基础上进
行设计，方便工艺管线、仪表设备等的安装定位。系统功能主
要为自动火灾探测与连锁控制，此外还要兼顾到监控与管理。
利用成熟的技术，保障系统稳定。系统在投入建设前，应当对
设计方案进行充分审核，并制定多套方案，从中选取最优方案。
5系统运行管理要求
构建科学的管理与考核机制，提升人员对于自动化火灾探
测系统的综合操作能力，确保当出现火灾时，可正确有效地利
用系统，减少损失。并强化日常巡检工作，保护好探测设备以
及电源系统等装置，确保仪表防水、防尘及防冲撞等维护工
作。重视系统维护工作，强化维修人员的再培训工作，使维修
人员能够对在使用过程中发生的各类新问题，探讨出技术解决
措施。此外还要明确各个岗位的权限与责任，防止越权操作，
减少此类情况带来的误操作危害。
6结语
石油库一旦发生火灾，将造成巨大经济损失与人员伤亡，
本文探讨油库自动化火灾探测与连锁控制系统的构建目的正
是为了将此类危害的发生风险，以及所带来的不良影响降至最
低。现今很多大型石油库都已构建了自动化火灾探测系统。
根据实际应用情况来看，此类系统可有效保障油库的消防安
全，效益显著。同时通过系统中的动态数据及视频显示以及实
时控制功能，进一步带动了石油库现代化管理的发展进程。
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