石油库消防报警自动化系统设计

石油库消防报警自动化系统设计

作者：黄楠 施亮 周兆云

来源：《现代商贸工业》2013年第04期

摘要：根据石油库消防报警现状及存在的缺陷，主要介绍了石油库设置消防报警自动化系统的必要性，并结合当前石化行业中常见的火灾报警控制技术及数据处理方法，提出石油库适用的消防报警自动化系统构想，望能起到抛砖引玉之功效。 关键词：自动化；消防报警；控制；数据处理 中图分类号：TB 文献标识码：A

文章编号：1672.3198（2013）04.0197.02

石油库是油品输送和储存环节中的重要场所，具有油罐数量多、油品储量大、生产设施设备多、工艺技术复杂等特点。石油库的消防管理是石油化工行业中历来重视的焦点问题。油罐区作为一级防火区域，油罐火灾一直是影响库区安全运行的重要因素，一旦出现火灾，若扑救不及时，将给员工生命、企业财产造成重大损失。为此，可充分利用现代控制技术，如引入消防报警自动化系统，提高库区整体消防能力，实现从罐区监测到报警的自动化，提高火情监测水平和消防灭火能力。 1 消防报警现状及问题

目前，国内大部分石油库普遍采用库区电话消防报警，主要是火情发现者拨通库区火警电话，受警器显示数码报警区域，利用对讲机报告库内领导，领导向消防队员下达火警区域并组织消防灭火。

由于初期火灾的有效扑救对火势控制至关重要，现有电话报警方式仅局限于少数人员了解，且火灾区域无图形、图像显示，报警信号仅靠人为感知传递，易发生误报、漏报、迟报现象，从而延误最佳灭火时机。 2 消防报警系统的必要性

消防报警系统是提高石油库消防安全层次的重要技术手段，该系统可以准确、可靠地探测到火险所处位置，当出现火灾时自动报警、自动进行火情数据分析处理，并可与消防灭火系统相结合启动消防灭火装置，从而有效缩短灭火时间，防止火势向其他油罐蔓延，最大程度地减

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轻火灾造成的影响和损失，从整体上提高库区防火安全性和火灾自救能力。因此，提高库区的消防能力，引入消防报警自动化系统是十分必要的。 3 消防报警系统的组成

根据实际运行的需求，设计一个完整可靠的消防报警系统，应由监测报警子系统、控制处理子系统、通讯广播子系统组成。 3.1监测报警子系统

该子系统由火灾报警控制器和火灾探测器组成，是整个系统的“眼睛”，也是系统的核心： （1）火灾报警控制器担负着接受、显示火灾探测器的信息，传输火灾信号的任务，是火灾报警系统中的最关键部件。

火灾报警控制器通过对火灾探测器总线上的各探测点进行循环扫描，采集信息，当发现火灾信息，即转入相应处理程序，发出声光或显示报警，同时将起火位置、起火时间等重要数据存入CPU，通过协议转换器转换成数字信号，经现场总线向数据处理主机传输火警信息。火灾报警控制器在处理火警信息时，必须经过多次扫描采集确认无误之后，方可发出报警信号，以免漏报或错报。

（2）火灾探测器实现对烟、温、光和有害气体浓度等的响应和实时监测，并向火灾报警控制器自动输出火灾报警信号。在油罐区、泵房等重点区域安装感温电缆、红外探测器以及可燃气体探测器，当探测出的温度或泄漏的油气浓度达到设定的临界值时，向该区域的火灾报警控制器发出报警信号；在库区的办公用房和辅助用房内，按相应的消防规范要求安装防爆型烟感探测器和防爆型感温探测器，当出现烟雾浓度和温度过高等情况时，向该区域的火灾报警控制器发出火灾报警信号。 3.2控制处理子系统

该系统由数据处理主机、火灾控制主机和联动控制装置等组成，用于接收、分析、处理报警信号，并向灭火装置和视频装置发出控制信号。

（1）数据处理主机依据预先设定的火灾资料模型数据库，接收由现场总线传输而来的报警数据信号，经分析处理后，智能判断出火灾的准确位置、类型，并对火灾趋势作出预测； （2）火灾控制主机依据数据分析主机的处理结果，向联动装置发出控制信号，并将处理结果反馈给油库自动化控制中心（中控室）的管理人员或值班人员；

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（3）联动控制装置依据火灾控制主机的处理结果，选择启动固定灭火装置（消防泵）进行预防性降温或消防灭火措施，同时将视频监控装置（摄像头）调整到报警异常点的现场位置，显示实时动态画面。 3.3通讯广播子系统

在油库自动化控制中心（中控室）或相应的办公重点区域及部门设立通讯广播子系统，以便在火灾发生时警示员工尽快疏散和及时快捷进行应急通讯和灾情报告。

（1）在库区相应位置设置报警扬声器，在火灾发生时，自动化控制中心的管理人员能够根据火灾控制主机处理的结果和视频监控显示的现场实时动态画面，及时对相关的部门和人员发出预警信息；

（2）库区管理人员在自动化控制中心，能够通过视频监控显示的现场实时动态画面，进行消防指挥和调度，并利用局域网、电话向上级或有关部门报警，通报灾情、应急处置与受损情况。

4 数据处理方法

从信号处理角度分析，将火灾信号近似看作是一个非平稳随机过程，利用信号检测和处理方法并结合火灾信号的特殊性有效地测出火灾信号，可以采用以下方式： 4.1阈值比较方式

我们在数据处理主机的数据库中预先设定信号阈值或信号变化率，当接收的火灾信号幅值（如光信号幅值、温度信号幅值等）超过了设定阈值时或信号变化率大于设定信号变化率时就输出火灾报警信号。

例如：可在油罐的浮盘上沿罐壁敷设一圈感温电缆，设定该感温电缆阈值温度T℃（可参考高温季节时开启的油罐喷淋温度），近而由于温度升高异常点处的感温电缆电阻变小，测出异常信号温度（T+2）℃，火灾控制主机则根据数据处理主机的分析结果，向联动控制装置发出信号，调整异常点周边视频监控摄像头立即转向潜在的火灾地点，做好灭火准备。 阈值比较方式简便直观，易于实现，但是环境适应性和抗干扰能力较低，建议油库中控室端安排值班人员对报警信号进行人工辨别、判断减少产生误警的现象。 4.2类比判断方式

我们将常规的火灾信号特征（烟雾浓度）和监测信号的处理（电信号）用数据计算来判断，利用火灾信号具有明显的趋势性，即火灾产生过程中虽然火灾信号由于外界干扰出现上、

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下波动，但是其趋势变化是一定的（即稳定燃烧和熄灭），从而将信号转换为随报警因素（烟雾浓度）的变化而连续变化的模拟量信号（电离电压，时间），并进行相应的数据处理和判定火灾。

例如：设定在火灾易发区域的离子感烟探测器将测得的烟浓度信号转换为基础电离电压信号U，数据处理主机则对接收信号U进行分析、运算、多级判断，排除零点漂移和环境温度、湿度的影响，并实施环境参数补偿得出整定电压信号Um，与主机数据库中设定的故障报警电压值Uth比较，当判断结果Um>Uth时，实现火灾报警。

类比判断方式使探测器本身不判定警报，只是给出代表敏感火灾现象的一个模拟量信号，利用数据处理主机处理软件与探测硬件电路相配合，结合火灾信号的趋势变化准则，进行计算、处理、分析，平滑过滤各种外界干扰信号，增加了可测得多数据的判断过程，从而提高系统的可靠性和稳定性，增强预报警的能力，降低误报率。 5 结束语

石油库消防报警自动化系统能实现火警的早期发现、提前预警、快速扑灭，满足了管理人员、值班人员全面掌握火灾信息及消防报警、消防灭火的运行状况，为库区的消防安全提供了更为可靠的保障。 参考文献

[1]盛建.火灾自动报警消防系统[M].北京：天津大学出版社，1997. [2]陈龙.安全防范工程[M].北京：中国电力出版社，2006. [3]方卫红.油料储运自动化系统[M].北京：中国石化出版社，2008. [4]GB 50166-2007，火灾自动报警系统施工及验收规范[S].