原油儲備庫消防聯動系統故障分析及處理

郭霖

(中國石化管道儲運有限公司 天津輸油處，天津 300450)

在消防聯動系統運行和使用的過程中,由于設計不合理、日常維護不到位會出現諸多的問題,在日常管理中需要儀表管理人員能夠熟悉消防聯動系統的設計和運行原理。某原油儲備庫通過加強日常的保養、故障診斷與維護,使系統投用率達到了100%,實現了保證庫區消防安全、保護油庫和個人的生命財產的目標。本文針對消防聯動系統故障產生的原因以及系統的故障維護進行了研究。

1 消防聯動系統的構成和原理

原油儲備庫消防系統由消防聯動系統和相關的固定設施組成，如圖1所示。消防聯動系統由光纖光柵感溫報警系統、火災報警系統和消防控制系統構成。

圖1 原油儲備庫消防系統示意

1.1 光纖光柵感溫報警系統

光纖光柵感溫報警系統主要由感溫模塊和信號處理CPU組成。感溫模塊由感溫探頭、傳輸光纜等部分組成，感溫探頭在儲罐二次密封外邊緣每隔3 m環形分布在儲罐罐頂，以光纜作為信號傳輸途徑，能夠對罐頂溫度進行實時監測，并將溫度變化情況和報警信號傳送至火災報警系統。

1.2 火災報警系統

火災報警系統由火災報警主機、現場手動火災報警按鈕、感溫模塊、感煙探測器、聲光報警器等組成[1]。當儲罐上或建筑物內發生緊急情況時，感溫模塊或感煙探測器將報警信號傳送至火災報警控制器，火災報警控制器將信號控制器的常開信號變為常閉，從而啟動報警電路，發出聲光報警信號，完成報警目的。火災報警機柜可實現本地報警，并將報警信號傳給報警輸入模塊和消防PLC機柜。 消防PLC機柜通過網絡將報警信號傳送給中心控制室，并在電腦畫面和手操臺面板上顯示聲光報警信息。

1) 現場手動火災報警按鈕安裝在罐區消防道路比較醒目的地方，當罐區內人員發現火災發生時，用力按下報警按鈕上的玻璃面板，則火災報警主機可接收到現場火災報警信號，報警主機隨后傳送信號使上位機顯示出該報警按鈕的位置并發出報警提示音。

2) 聲光報警器是一種安裝在罐區或建筑物內，通過聲和光向外界發出報警信號的告警提示裝置。當現場發生事故或火災等緊急情況時，聲光報警器接收報警主機的聲光控制信號，可發出聲光報警。

1.3 消防控制系統

消防控制系統的功能包括： 采集火災和故障報警信號并報警；采集消防泵運行或停止的運行狀態；采集消防電動閥門全開、全關、故障的運行狀態；遠程啟泵、停泵控制消防泵；遠程控制消防電動閥門的開/合；系統在自動控制狀態下，聯鎖啟動消防水泵、消防泡沫泵等，開啟相關電動閥門，對儲罐進行滅火。

消防控制系統的核心是CPU模塊，PLC程序的運行、指令的執行都由CPU模塊完成。 PLC系統的工作動力由電源模塊提供；在日常的運行中，有A和B 2個相互冗余的通道同時保證主站控制器 (CRP)與從站控制器(CRA)模塊的連接正常，若其中1路出現故障， CPU與 I/O遠程控制站的連接傳輸不會受影響。

AI模塊用于檢測現場模擬信號的4～20 mA輸入，AO模塊用來向現場發出4～20 mA 信號，AO信號主要應用于控制調節閥的開度，DI模塊用于接收現場傳輸的無源觸點開閉信號，如泵的啟停和閥門的開閉狀態信號等，DO 輸出模塊用于控制現場設備，如輸油泵的啟停、電動閥的開關等。

消防系統的現場儀表主要包括普通壓力表、壓力變送器、超聲波液位計。普通壓力表為就地顯示儀表，壓力變送器、超聲波液位計為遠傳數據儀表。普通壓力表主要安裝在消防泵進出口管線以及大罐、泡沫站消防管線，壓力變送器主要安裝在消防泵進出口管線、消防水罐水管線、泡沫站消防遠傳儀表，通過測量、變送再經電信號轉變成光信號到控制室顯示數值。

1.4 消防固定設施

固定消防系統由消防穩壓系統、冷卻水系統和泡沫滅火系統構成。穩壓系統管線壓力穩定在0.7～0.9 MPa，管線壓力聯鎖控制穩壓泵啟停，低于0.7 MPa穩壓泵啟動，高于0.9 MPa穩壓泵停運,這是為了維持消防系統在消防主泵沒有啟動前的初期運行工作壓力。冷卻水系統主要包括： 消防水罐、消防泵、消火栓、消防管網和罐頂噴淋裝置。泡沫滅火系統主要包括： 泡沫栓、泡沫產生器、泡沫泵、泡沫比例混合器和泡沫管線等。

2 消防系統中常見故障類型的分析與對策實施

2.1 感溫光柵誤報警

儲罐上光纖光柵感溫火災探測器常見故障主要有斷纖、顯示誤差大、誤報警等。斷纖的主要原因有外力，如大風刮斷懸空光纜、動土施工挖斷光纜等；誤差大的原因是溫度漂移；誤報警等的原因有夏季溫度升溫快、冬季冷凝水集聚溫差大、報警模塊損壞、繼電器損壞、處理器損壞等。

光纖光柵感溫報警系統運行過程中，發生誤報警等時可采取對感溫模塊溫度進行標定，而發生故障判斷為光纖中斷和感溫模塊損壞為主，并使用光時域反射儀(OTDR)檢查線路全程是否衰減。 如果衰減過大或者中斷，則應現場熔接、更換或維修處理器。冬季來臨前，應對儲罐感溫模塊進行全面檢測，及時更換故障的感溫探頭，加強冬季期間日常檢查，雨雪天氣后應盡快清掃，使感溫模塊保持干燥。

2.2 消防自控系統故障

消防自控系統常見故障主要有： 系統上位機不能接收報警信號，上位機遠程不能控制電動執行器或消防泵，上位機區域顯示閥門或者泵故障閃爍等。

故障的主要原因主要有冗余的主CPU故障，而從CPU未正常切換，則手動啟動CPU； CPU與交換機之間，工程師站、上位機與交換機之間的網絡連接中斷，檢查傳輸光纜接收端是否有光纖破損、接口松動狀況，如有損壞應立即更換備用或現場制作，再經上位機檢查測試網絡； AI/ DI/ DO模塊損壞，首先確認損壞模塊上的通道點是否影響聯鎖，同時更換備用模塊后，檢查該模塊及所有儀表通道工作是否正常。

2.3 手動火災報警按鈕故障

手動火災報警按鈕的故障大多是由于設備器件長期在室外環境下使用導致元器件的靈敏性不足或者按鈕的接觸不良，從而最終致使無法起到火災報警的作用。管理維護人員可以做好對手動火災報警按鈕的定期測試，及時更換無法工作的器件，保證器件的正常使用[2]。

2.4 消防報警聯動故障

消防控制系統上位機顯示儲罐火警，并彈出倒計時聯鎖30 s的對話框，但火災報警系統上位機與光纖光柵感溫報警系統上位機沒有報警提示。

首先檢查火災報警主機有無報警記錄，儲罐感溫模塊溫度曲線是否正常。若誤報警記錄并且溫度曲線正常則應檢查火災報警系統與消防控制系統之間傳輸的常開模塊是否故障，傳輸線路是否短路。

2.5 穩壓系統故障

GB 50160—2008《石油化工企業設計防火規范》要求，當采用穩壓泵穩壓時，系統啟動進入正常穩壓狀態，當管網壓力設定上限值時，系統自動停止穩壓泵，當管網壓力壓降小于0.7 MPa時，系統自動啟動穩壓泵。壓力設定應為0.7～1.2 MPa，穩壓時間大于 2 h，但庫區實際穩壓系統壓力不穩定，穩壓泵啟停頻繁，穩壓時間達不到要求。

庫區應首先檢查現場罐前消防水管線閥門是否存在滲漏，然后將水管線罐前閥全關；然后打開閥后放水閥，觀察閥后壓力是否下降或聽是否存在嘶嘶的聲音，如果無變化則是閥門存在滲漏；最后對于內漏閥門，可反復開關閥門放水對閥門底部進行沖洗，如果沖洗后內漏不能根除，則拆卸閥門并對底部雜質進行清除。

3 結束語

消防聯動系統作為油庫安全工作的重要保障和最后一道生命線，應加強對系統出現故障的分析與對策水平。油庫管理人員應在日常使用和維護中通過不斷地歸納、總結和完善，確保該系統時刻處于100%投用的狀態，滿足國家和企業的規范要求，提高油庫的消防應急水平。

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