大型石化企業現有火災報警系統整合及優化設計研究

摘要：目前，國內石化企業按照相關國家規范要求基本都已設置了火災報警系統。然而，部分大型石化企業因為各裝置建設時間或管理方式的不同，廠內設置了多套不同品牌的火災報警系統。同時，沒有統一的消防控制室，無法對全廠的火災報警系統進行統一管理。本文旨在設計出適用于大型石化企業現有火災報警系統整合及優化方案，提升企業火警系統的管理水平。

關鍵詞：大型石化企業；火災報警系統；系統整合

一、項目背景

該企業分為新區及老區兩個區域，區域內共有各類品牌火災報警系統21套。其中，“諾帝菲爾”品牌火災報警系統2套、“北京利達”品牌火災報警系統12套、“上海松江”品牌火災報警2套及“青島海灣”品牌火災報警系統5套。以上火災報警控制器均按裝置設置，地理位置分散，且未實現聯網，缺少統一管理，管理分工和責任不清，存在安全隱患。

全廠火警整合為“集中型火災報警系統”后，缺少消防應急廣播系統、消防電話系統及圖形顯示裝置等，不符合GB50116對“集中型火災報警系統”組成要素的要求，需要整改。另外，搬遷后，在集中控制室應實現對其所有管轄區域火情的集中監視和報警，并對現場相關消防設備進行遠程手、自動控制。

二、設計內容

（一）火災報警系統優化整合及聯網改造

1.概述

通過對企業老區及新區原有各火災報警系統進行整合、改造，并采用光纜分別對老區和新區各火災報警控制聯網，構成“集中型火災報警系統”；老區采用“環型網絡”，新區采用“星型網絡”。聯網后，老區消防控制室設置在老區聯合控制室，新區消防控制室設置在新區管控中心消防控制室。同時，將原有消防設備的控制功能分別遷移至相應片區的消防控制室。整合后的“集中型火災報警系統”可以提升企業火災的處理效率，并滿足現行規范要求[1]。

2.老區改造內容

（1）設備更換

老區目前共有16套火災報警控制器，除2套為“諾蒂菲爾”品牌，2套為“上海松江”品牌外，其余系統品牌均為“北京利達”。本次項目更換上述非“北京利達”品牌的所有火災報警控制器及下聯的火警設備；部分裝置的現場防爆手動按鈕性能不穩定，導致漏報和誤報嚴重，本次項目全部更換。

（2）老區聯合中控室控制器改造

新增2臺火災報警控制柜（含消防廣播、消防電話安裝柜），內配備報警回路盤、總線手動控制盤及直接手動控制盤。拆除原有火災報警控制器，在原控制器位置增設室內電纜模塊箱，用于各類總線轉接至新增火災報警控制柜。

（3）火災報警控制器聯網

在老區各火災報警控制器內設置環形光纖聯網卡和光纜終端盒，通過本項目新增主干光纜聯成環網。將老區聯合控制室的火災報警控制器作為主控制器，在該控制器上可實時顯示老區所有火災報警點的狀態[2]。

（4）控制功能改造

保留原有各裝置控制室火災報警控制器的總線控制功能（原通過總線模塊控制的消防設備控制功能），通過編程，在老區聯合控制室的火災報警控制柜上實現上述設備的遠程手動控制；原有通過直接手動控制盤控制（硬接線控制）的設備，包括消防泵和現場雨淋閥等，通過新增電纜轉接至老區聯合中控室的火災報警控制柜上集中控制；本項目需實現各類消防設備的控制要求。電動消防泵、柴油消防泵：在火災報警控制柜（老區聯合中控室）的直接手動控制盤遠程手動啟、停消防水泵； 在火災報警控制柜（老區聯合中控室）上顯示消防水泵的開、停狀態。雨淋閥：在火災報警控制柜（老區聯合中控室）的直接手動控制盤上遠程手動開啟雨淋閥；在火災報警控制柜（老區聯合中控室）顯示壓力開關的動作信號、雨淋閥前后信號閥“關閉”狀態；其他已有控制邏輯不變。泡沫比例平衡裝置：在火災報警控制器（老區聯合中控室）的總線手動盤上遠程啟動泡沫設備；在火災報警控制柜（老區聯合中控室）上顯示以下狀態信號：泡沫泵“開”“關”及“故障”狀態。整合后，老區火警控制器共14臺，老區火警系統聯網結構如圖1所示。

3.新區改造內容

（1）設備更換

新區目前共有5套火災報警控制器，全部為“青島海灣”品牌。新區內火警品牌已統一，無需更換火警控制器及相關設備。

（2）部分裝置火警設備整合

拆除罐區控制室和循環水控制室的火災報警控制器，在原火災報警控制器的位置增設室內模塊（接線）箱，用于線路接續；將上述兩臺控制器下聯的各類火災報警設備通過信號總線和電源總線接入聯合裝置控制室原有火災報警控制器。

（3）新區管控中心消防控制室改造

管控中心原有火災報警控制器及其連接的管控中心建筑物本體的探測器均為其他廠的管轄范圍[3]。本次項目在管控中心消防控制室增設1臺集中火災報警控制柜，作為本廠新區的集中火災報警控制柜（含廣播柜）；將原火災報警控制柜內本廠的火災報警設備，轉接至新增火災報警控制柜，原有模塊柜及進線柜保留，仍作為共用；進出消防控制室的線纜利用原有通道。

（4）火災報警控制器聯網

在新區各火災報警控制器內增設星形光纖聯網卡和光纜終端盒，通過新增主干光纜聯成星型網絡。將管控中心消防控制室的火災報警控制器作為主控制器，在該控制器上可實時顯示新區所有火災報警點的狀態。

（5）控制功能改造

保留原有各裝置控制室火災報警控制器的總線控制功能（原通過總線模塊控制的消防設備控制功能），通過編程，在管控中心消防控制室的火災報警控制柜上實現上述設備的遠程手動控制；原有通過直接手動控制盤控制（硬接線控制）的設備，包括排煙風機和現場雨淋閥等，通過新增電纜轉接至新區管控中心消防控制室新增火災報警控制柜上集中控制。本項目需實現各類消防設備的控制要求。雨淋閥：在火災報警控制柜（新區管控中心）的直接手動控制盤上遠程手動開啟雨淋閥；在火災報警控制柜（新區管控中心）顯示壓力開關的動作信號、雨淋閥前后信號閥“關閉”狀態；其他已有控制邏輯不變。 排煙風機：在火災報警控制柜（新區管控中心）的直接手動控制盤上遠程手動開、停排煙風機；在火災報警控制柜（新區管控中心）顯示排煙風機的開、停狀態；其他已有控制邏輯不變。整合后，新區火警控制器共4臺，（6）新區火警系統聯網結構如圖2所示：

（二）火災報警系統組成要素完善

1.概述

本項目的火警系統聯網改造完成后，在老區及新區內各構成了一套集中型火災報警系統。根據規范要求，集中型火災報警系統應設置圖形顯示裝置，消防電話系統和消防廣播系統[4]。

2.設備設置

（1）圖形顯示裝置

在老區聯合中控室及新區管控中心分別新增1套圖形顯示裝置；圖形顯示裝置應能采用圖形顯示的方式，顯示系統內火災報警控制器的所有報警信號和聯動控制狀態信號。

（2）消防電話系統

在老區和新區各增設一套總線制消防電話系統，消防電話主機分別設置在老區聯合中控室和新區管控中心控制室，并與各自的火災報警控制器組柜安裝；在重要崗位（如安裝火災報警控制器的外操室、消防泵房、泡沫站房、配電室、空調機房及防排煙機房等）增設消防電話分機；自消防電話主機敷設消防電話總線至各區域控制室新增接線箱，并延續至上述區域的消防電話分機。

（3）消防廣播系統

老區：在老區增設一套消防廣播系統。消防廣播主機設置在老區聯合控制室，與火災報警控制器組柜安裝[5]。本系統按15個廣播分區，2臺500W功率放大器配置。現場揚聲器的設置：罐區、裝置區現場沿疏散通道配備防爆號角式揚聲器，功率為15W～20W，間距為100～150米；在播放范圍內最遠點的聲壓級高于背景噪聲15dB，盡可能依托現有管架安裝，安裝高度約為3.5-4米；老區增設1臺報警信號發生器，用于火災報警系統與兩個已設置擴音對講系統裝置的聯動控制。當上述兩個裝置發生火災時，利用擴音對講系統的揚聲器作為消防廣播使用，不再增設揚聲器等公共廣播設施[6]。

新區：在新區增設一套消防廣播系統。消防廣播主機分別設置在新區管控中心控制室。新區按5個分區，1臺500W配置。現場揚聲器的設置原則：罐區、裝置區現場沿疏散通道配備防爆號角式揚聲器，功率為15W-20W，間距100米-150米；在播放范圍內最遠點的聲壓級高于背景噪聲15dB，盡可能依托現有管架安裝，安裝高度約為3.5-4米。新區增設1臺報警信號發生器，實現火災報警系統與一個已設置擴音對講系統裝置的聯動控制。當本裝置發生火災時，利用擴音對講系統的揚聲器作為消防廣播使用，不再增設揚聲器等公共廣播設施。

（三）系統供電與接地

1.系統供電

老區聯合中控室內新增系統機柜的主電為AC220V，引自中控室配電室電氣配電柜的備用回路；新增火災報警控制器自帶蓄電池作為備用電源，備電為DC24V密封鉛電池，電池容量應保證當主電故障時提供火災報警控制器在監視狀態下工作8小時，在報警最大負載下，正常工作3小時[7]；各新增前端設備由各裝置火災報警控制器供電。

2.系統防雷接地措施

火災報警控制器（柜）采用聯合接地方式，與各控制室（外操室）的等電位連接板可靠連接，接地電阻不大于1歐姆；各類模塊箱、接線箱外殼金屬可導電部分及設備立柱采用聯合接地，與接地裝置可靠聯結；火災報警控制器的信號總線、電源總線、消防電話總線、廣播總線進出控制室處增設浪涌保護器進行對火災報警控制器的保護。并要求將浪涌保護器的接地端就近連入控制室的等電位連接網絡；配線用鋼管和金屬線槽進行不少于兩點的可靠接地，并保證其電氣的連續性。

（四）設備選型及原則

根據環境要求，裝置區等室外環境應選擇氣體（含氫）防爆型產品。新增火警設備應分別與新區和老區原有火災報警系統同品牌的兼容產品。其中新區的品牌為：青島海灣；老區的品牌為：北京利達[8]。

結語

通過對企業內火警系統的整合，極大提升了企業處理火警的效率，滿足了現行規范的要求，為企業的安全生產提供了保障。

參考文獻

[1]云瀠瑤.石油化工老廠區火警系統聯網設計探討[J].化工與醫藥工程，2020（04）：16-22.

[2]王莉.關于石油化工行業火災報警系統的設計研究[J].新型工業化，2021（08）：250-251.

[3]王曉菡，曹亮，楊曉光.石油化工企業火災報警系統升級改造設計及應用[J].工程技術研究，2020，2（02）：65-66.

[4]傅海波.石油化工企業火災自動報警系統設計[J].智能建筑與智慧城市，2018（04）：3.

[5]于成寬.石化企業火災自動報警系統設計分析[J].科學與信息化，2017（16）：2.

[6]李一強，呂寧.火災報警系統在乙烯裝置中應用實例[J].中國石油和化工標準與質量， 2011，31（06）：65.

[7]徐永漢.石化企業火災手動報警按鈕設置分析[J].石油化工自動化，2008（01）： 16-18.

[8]賀崢.石化廠火災報警控制系統設計探討[J].消防技術與產品信息，2003（12）： 16-18.

作者簡介：劉博文（1991- ），男，漢族，江蘇南京人，本科，中級工程師，研究方向：石油化工行業、電信專業相關設計。