油庫消防自動控制系統(tǒng)的設(shè)計

王明強

大慶油田有限責(zé)任公司儲運銷售分公司，黑龍江大慶 163453

油庫消防自動控制系統(tǒng)的設(shè)計

王明強

大慶油田有限責(zé)任公司儲運銷售分公司，黑龍江大慶 163453

進行了消防滅火PLC自動控制模擬系統(tǒng)的設(shè)計、火災(zāi)自動報警及聯(lián)動控制系統(tǒng)的功能組成及組態(tài)、系統(tǒng)應(yīng)用軟件的開發(fā)等方面的研究，奉著安全、經(jīng)濟、實用、先進、便捷、高效的設(shè)計理念，研制出具有火災(zāi)檢測報警和滅火控制功能于一體的消防滅火PLC自動控制系統(tǒng)。

PLC系統(tǒng)；油罐區(qū)；火災(zāi)自動報警；聯(lián)動

引言

油庫分為原油庫和成品油油庫，原油庫一般采用外浮頂型儲罐，成品油庫一般采用拱頂和內(nèi)浮頂型儲罐。油庫是各種油品的集中存放處，油庫著火是可燃物質(zhì)和氧化合發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，同時產(chǎn)生熱與光的現(xiàn)象。燃燒須同時具備三個條件，即：存在可燃物與助燃物質(zhì)，具有著火溫度（燃點）。消防系統(tǒng)施行的滅火原理就是破壞燃燒條件。通常采用冷卻法、窒息法、隔離法與化學(xué)中斷法。

1 系統(tǒng)概述

本消防系統(tǒng)采用有效的檢測手段采集現(xiàn)場儀表（感溫探測器、感溫電纜、手動報警器、可燃氣體報警器等）數(shù)據(jù)，通過可編程邏輯控制器進行數(shù)據(jù)分析與處理，輸出安全報警信息及現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)信息。配合直觀的上位組態(tài)畫面進行現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)及報警信息的實時畫面顯示。發(fā)生火災(zāi)時，消防控制柜接受并確認火災(zāi)報警信號后，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的消防邏輯程序自動開啟消防泵和相關(guān)的消防電動閥等聯(lián)動設(shè)備，迅速進行滅火處理。操作人員也可以通過操作臺控制按鈕或上位畫面，對現(xiàn)場設(shè)備進行操作，從而保障油罐區(qū)生產(chǎn)的安全運行。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)分為管理層、控制層、設(shè)備層三個層次。

2.1 管理層

主要完成數(shù)據(jù)處理、存儲、打印報表、畫面顯示及修改、信息共享、人機界面及信息和數(shù)據(jù)上傳等。由計算機系統(tǒng)組成，操作人員通過鍵盤或光標選擇各種菜單，進行多種方式的監(jiān)控管理操作。

2.2 控制層

匯集現(xiàn)場信息和執(zhí)行控制命令。由火災(zāi)報警控制器、消防控制柜、操作控制臺3個部分組成?；馂?zāi)報警控制器在線監(jiān)測現(xiàn)場火災(zāi)信息（感溫探測器、感溫電纜、手動報警器、可燃氣體報警器等）。消防控制柜是以可編程邏輯控制器為核心，通過I/O模塊、安全柵和現(xiàn)場設(shè)備相連，在線檢測消防設(shè)備的狀態(tài)信息和自動控制相關(guān)的消防泵、電動閥門等設(shè)備。

操作控制臺設(shè)置有消防水泵、泡沫液泵、消防水閥、泡沫液閥等設(shè)備的直接操作按鈕與各個設(shè)備的狀態(tài)信號燈。各種按鈕和指示燈與現(xiàn)場電氣設(shè)備均為直接電氣連接，操作人員可以直接操作現(xiàn)場的消防設(shè)備。來自控制柜的自動控制信號，與操作臺上的手動按鈕控制信號并聯(lián)后輸出，從而可實現(xiàn)手動、自動兩種控制方式。

2.3 設(shè)備層

負責(zé)采集所有火災(zāi)信息，傳遞給控制層以及接受控制指令，啟動消防設(shè)備。由現(xiàn)場已經(jīng)配備的各種火災(zāi)探測器、手動報警器、消防水泵、消防水閥、泡沫液泵、泡沫液閥、消防管網(wǎng)和各種檢測控制儀表等組成。

3 系統(tǒng)控制的主要內(nèi)容

油罐區(qū)消防系統(tǒng)由就地控制盤（Local Control Panel）控制，控制盤采用PLC（可編程控制器）。消防系統(tǒng)包括消防水罐、消防泵（電動泵、柴油機驅(qū)動泵）、水/泡沫混合器及輸送到油罐、分離器、設(shè)備的管道。

3.1 消防水罐自動上水系統(tǒng)

無論是否存在火災(zāi)，水罐必須儲備足夠用水，水源來自水源井。水罐裝有差壓變送器測液位，當液位低于下限值時，通過控制盤打開進水閥，水罐上水；水位達到上限值時，關(guān)閥停止上水。每座水罐裝有液位超低開關(guān)，當控制失靈，液位低于危險值時自動報警。

3.2 消防泵控制

消防系統(tǒng)中含有電機驅(qū)動的水泵。當油罐區(qū)、分離器及設(shè)備區(qū)檢測出危險信號時，送至就地控制盤中PLC進行判別是否啟動消防泵。為保證消防有足夠用水量，在泵出口總匯管線上裝有低壓開關(guān)。若啟動一臺泵壓力低于規(guī)定壓力時，可以啟動多臺泵，直到壓力高于低限為止。泵出口消防水分兩路輸送到消防區(qū)。一路水直通消防區(qū)；另一路水經(jīng)過水/泡沫比例混合器將混合泡沫液送至消防現(xiàn)場。

3.3 油罐區(qū)消防保護

儲罐頂部安裝有感溫電纜和點型定溫式探測器等檢測元件，防火堤外裝有手動報警器。

自動噴淋冷卻和泡沫滅火系統(tǒng)啟動后，罐頂消防泡沫進行滅火，罐壁進行消防水噴淋冷卻，堤外消防水泡沫滅火及冷卻。

4 系統(tǒng)特點

兩種報警方式：

罐頂感溫電纜實現(xiàn)自動報警；防火堤外手動報警器實現(xiàn)人工手動報警。

三種滅火保護方式：

罐頂消防泡沫滅火，罐壁消防水噴淋冷卻，堤外消防水泡沫滅火及冷卻三重控制保護滅火功能。

三種控制形式：

4.1 火災(zāi)自動檢測報警方式（手動控制）

系統(tǒng)檢測到火災(zāi)信號時，進行聲光報警并在模擬控制盤上指示出火災(zāi)信號發(fā)生的位置和性質(zhì)，值班人員迅速趕到現(xiàn)場進行核實，采取有效措施。

4.2 火災(zāi)自動檢測報警人工確認滅火方式（半自動控制）

系統(tǒng)檢測到火災(zāi)信號時進行聲光報警，并在模擬控制盤上指示出火災(zāi)信號發(fā)生的位置，值班人員確認后，啟動自動噴淋冷卻和泡沫滅火系統(tǒng)，進行自動滅火。這樣可減少誤動作，避免消防水和泡沫損失。

4.3 火災(zāi)全自動報警滅火控制方式（自動控制）

系統(tǒng)檢測到火災(zāi)信號時進行聲光報警，并在模擬控制盤上指示出火災(zāi)信號發(fā)生的位置，系統(tǒng)自動啟動噴淋冷卻和泡沫滅火系統(tǒng)，進行自動滅火。

5 結(jié)語

火災(zāi)自動報警與PLC自動控制相結(jié)合的監(jiān)控模式，使系統(tǒng)監(jiān)控的智能化程度大為提高，其報警及滅火控制功能更為先進。大型石油儲罐消防聯(lián)動控制系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)及應(yīng)用，是石油系統(tǒng)消防安全理念的創(chuàng)新及發(fā)展。

[1]毛寶瑚，鄭金吾，劉敬彪.油氣田自動化.山東：石油大學(xué)出版社，2004.3.

[2]張海剛等.油庫消防自動報警系統(tǒng)的改進[J].兵工自動化，2004.

[3]莊興稼等.油品儲運系統(tǒng)自動化.北京：烴加工出版社，1989.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.12.089