石油化工中火灾自动报警和气体检测系统的设置

　　近些年来，随着石油化工行业的发展，对报警系统的要求也越来越高。根据石油化工企业装置的工程设计和石油化工企业生产装置设计规范中的要求，规定在装置内要设置火灾自动报警系统和气体检测系统。因为化工装置和一般的民用建筑物有明显的区别，具有一定的特殊性，所以对石油化工行业的安全要求特别高。

　　1 目前石油化工行业火灾自动报警和气体检测系统的主要构成方式

　　在目前已经建成的装置内，都已经设置了火灾自动报警和气体检测系统，通常情况下我们可以将它们分成三类：

　　1. 1 单独设置

　　单独设置火灾报警系统，可燃有毒气体的检测信号传至 DCS 系统内，火灾报警与气体检测系统两者之间没有关系，因为这种结构比较简单，所以这种设置是目前国内投资并且已经能够投产的装置中采用比较多的系统构架。

　　1. 2 主体设置

　　在这个系统构架中，以火灾报警系统为主体，可燃有毒气体传感器通过相关的控制器以及直接数字控制器将原本的模拟信号转变为高低压电平开关量输出信号，同时两者之间相互连接。这是一种比较完善，经济实用的报警检测系统，同时也是目前采用较多的火灾自动报警和气体检测系统构架。

　　1. 3 完整设置

　　根据相关要求，同时依据装置生产区域和辅助生产区域危险等级的不同，需要将生产区域中所有的自动火灾报警设备、可燃有毒气体传感器、可视主动火焰传感器以及雨淋系统等的控制信号和动作返回信号等所有相关的信号连接在可编程控制器上； 在辅助生产区域内，则是设置火灾自动报警系统，该系统采用的是二总线制，其中包括报警控制器、烟雾传感器、手动按钮以及空气取样传感器等，同样还是把发生火灾时控制器的输出信号送到可编程逻辑控制器上，通过可编程控制器的输出接口将所有信号传送至控制室，这两个部分合在一块就是一个完整的火灾自动报警和气体检测系统。

　　2 不同报警和检测系统的性能以及优缺点

　　2. 1 第一类系统的构架

　　该系统通常是国内投资企业采用的方式，采用的背景是基于设置的火灾报警设备基本上是国内的自主产品，这种结构的有点在于投资少而且比较独立，但是该系统无法接收可燃、有毒气体传感器的模拟量信号，所以在火灾报警系统是单独安装在装置区内的控制室和变电所等地方，同时可燃、有毒气体传感器则是接入 DCS 系统，两者之间互不相干。在装置生产区域的火灾报警设备基本上是安全型非地址码、报警按钮，而国产的手动报警大多是不放水的。如果是安置在室外使用，就必须要加非标防水外罩，这样的火灾自动报警和气体检测系统大多情况下都会存在一些缺陷： 比如在建筑物进行大修期间，DCS 系统会停止工作，导致气体传感器停止工作，一旦可燃、有毒气体发生泄漏，检测系统无法检测到，给装置区域带来极大的安全隐患。而且在建筑物进行大修期间，如果检修工在使用焊接设备时，可燃砌体发生泄漏并且已经达到上限值，同时 DCS 系统停止工作无法报警，那极易引发火灾。

　　而且化工装置与民用建筑不一样，在装置变电所的夹层中，因为夹层内灰尘比较多，而且还潮湿，烟雾传感器的智能程度有限，所以设置在电缆夹层中的烟雾传感器经常会误报警，大大降低了火灾自动报警和气体检测系统的可靠程度。

　　2. 2 第二类系统的构架

　　该系统通常是专装置区域建筑物内二总线制火灾报警系统，为了保证该系统的可靠性，该系统中火灾报警设备和砌体检测设备大多数情况下是采用进口或者是合资产品，这个系统的优点在于投资较少而且系统可靠性比较高，尤其是在建筑物大修期间系统仍然可以正常工作，也容易管理。缺点就是该系统的响应时间比较长，在火灾发生时无法显示具体的模拟量信号数值，尤其是风向和风速传感，无法准确的区分建筑物和装置区域的安全等级。

　　2. 3 第三类系统的构架

　　该系统最为完善而且更加安全可靠，在国外的大型项目中得到了广泛使用，在国内则是运用在大型石化联合装置中。该系统是在生产装置的建筑物内设置二总线火灾报警系统，其中包括了火灾报警控制器、烟雾感应传感器等。虽然这个系统比前两个系统更加可靠完善，但是它的造价也偏高，而且后期的维护成本也比较高。

　　3 如何合理设置火灾自动报警和气体检测系统

　　通过上述的描述，以上三种火灾自动报警和气体检测系统应用的背景和装置规模都是不一样的，第一种火灾自动报警和气体检测系统的构架存在着明显不合理之处，缺陷也比较多，所以在日后的化工装置中应该不采用该系统。第二种系统构架与第一种系统构架相比就完善了很多，所需的费用却很少，而且现场的防爆手动报警按钮采用的是地址码按钮，这就节省了电缆和施工费用，同时该系统还可以通过模拟量信号模块接收到可燃、有毒气体传感器的模拟量信号，通过与现场其他信号和控制设备的输入输出模块相连接，就构成了简单而且比较可靠的火灾自动报警和气体检测系统。第三种火灾自动报警和气体检测系统最可靠最安全，除了系统造价比较高外，还没有发现其他的缺陷，所以该系统可以应用在大型的化工装置中，可以发挥出很大的作用，同时这个系统还符合相关的规定和条款。

　　4 火灾和气体检测装置报警系统的合并设置

　　在大型联合装置中，区域控制中心和全厂控制中心等的可燃、有毒气体检测报警系统可以优先考虑与火灾报警系统的合并，即所谓的火灾与气体检测报警系统。

　　火灾与气体检测报警系统的职责是通过专门的传感器和检测仪器，检测出早期火灾和可燃、有毒气体的泄漏，有相关设备发出警告提示工作人员进行相关安全操作，组织人员的撤离和疏散，或者也可以通过预先设置好的联锁逻辑程序自动开启保护措施和救护装置； 另外火灾与气体检测报警系统还可以通过远程报警系统使得自身能够得到及时救援，从而是原本可能发生的火灾货中毒事故在一开始就就被处理掉，使已经发生的事故得到及时有效的控制，保证相关工作人员和生产设备的安全。

　　火灾与气体检测报警系统的职责包括生产装置现场的所有火灾和可燃、有毒气体的检测报警，中央控制室和机柜之间等建筑物内的火灾报警和联动通常是由另外一套火灾自动报警系统负责，这样就实现了生产装置现场可燃、有毒气体检测报警系统和火灾检测报警系统的合并设置。在功能方面，这两个系统有着许多相似的地方，单独进行设置的话，无论是初期投入还是后期的维护都是不经济的，这种现象主要是以下几个原因：

　　第一点，行业管理之间不同的设计规范，工业和民用建筑物内的火灾报警系统的设计规范是 GB50116 -2013 中的火灾自动报警系统设计规范，而可燃、有毒气体检测系统采用的是 GB50493 -2009 中的设计规范，不同的标准所要求的内容也是不一样的。

　　第二点，长期以来火灾与气体检测报警系统由个不同专业来负责设计，不同专业对一体化控制的思想认识不一样，对其他专业的认知程度也不高，这就造成了重复设置，重复设置不仅给资源造成了很大程度上的浪费，同时也给后期的维护工作带来不小的麻烦。

　　第三点，不同行业采用的标准不一样，厂家依据不同标准生产出的产品也有所不同。火灾自动报警系统大多数采用的是总线型检测仪表，而火灾与气体检测报警系统采用的是常规点对点的模拟信号和开关信号回路，导致有些时候两个系统无法兼容。

　　5 结束语

　　可燃、有毒气体和火灾自动报警系统是保证石油化工装置和工作人员人身安全的重要措施。实施新标准有利于提高国内对可燃、有毒气体的检测和报警水平，有利于国内企业与国外企业之间的合作，同时还能够缩小与先进国家在这方面的差距。在设计和应用上，采取火灾与气体检测报警系统是未来石油化工行业主要趋势。

　　参考文献
　　
　　[1]王怀义。 石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范[S]. 北京： 中国石化出版社，2013∶ 117 -119.
　　[2]陆国平。 可燃气体和有毒气体检测报警系统的未来发展趋势[J].石油化工自动化，2012,28（ 8） :110-112