石油石化储罐区火灾防控与自动灭火系统设计应用研究

一、引言

石油石化储罐区储存原油、液化烃等高危物质，具有火灾突发性强、蔓延速度快、扑救难度大等特点。传统灭火手段（如水喷淋、人工灭火）难以满足复杂场景需求，而自动灭火系统通过快速响应、精准定位、多系统联动，成为保障储罐区安全的核心技术。本文从系统设计原则、技术类型、应用场景及未来趋势等方面展开分析。

二、系统设计原则与关键技术

1. 风险分级与分区防护

风险评估：根据储罐类型（全压力式、半冷冻式、全冷冻式）和介质特性（如LPG、LNG）划分风险等级，采用"分区防护"策略，避免火势跨区域蔓延。

防爆设计：电气元件需满足Ex dⅡCT6防爆等级，设置三级预警机制（气体浓度监测→温度+烟雾探测→火焰识别），联动紧急切断阀和事故排风系统，形成"探测-隔离-灭火"全链路控制。

2. 智能化控制架构

多源探测融合：集成红外热成像、可燃气体传感器（≤1%LEL）、烟雾/火焰探测器，结合AI图像识别提升报警精度。

三级响应机制：

预警级：气体浓度超标时启动通风；

关断级：温度+烟雾双信号触发紧急切断阀；

灭火级：火焰确认后释放灭火剂。

跨系统联动：火灾信号触发UPS切换、工艺SCADA系统协同控制，确保响应时间≤30秒。

三、主流灭火技术类型及适用场景

1.干粉灭火系统

超细干粉(粒径≤20um)通过化学抑制和覆盖窒息快速灭火，耐受-40℃~55℃极端温度，适用于缺水地区及带

储罐区(局部应用+干粉炮)、反应釜、电气设备室等。

气体灭火系统

2.七氟丙烷(HFC-227ea)IG541(惰性气体混合)无残留、不导电，适用于封闭空间

控制室、变配电室、机柜间。

等封闭空间

3.水喷雾/泡沫系统

水喷雾冷却罐壁，泡沫覆盖液体表面隔绝氧气;组合应用兼顾灭火与降温

储罐区(液上/液下喷射)

液化烃球罐冷却

四、典型应用场景与案例分析

1. 储罐区防护

技术配置：大型原油罐采用"全淹没干粉+泡沫联用"系统，罐顶布置喷头+60米射程干粉炮，结合红外热成像探测与AI预警。

案例：某10万m³原油罐区模拟火灾测试中，系统35秒内扑灭火灾，油品损失率<1%。

2. 控制室与电气设备区

方案：七氟丙烷气体灭火系统+超细干粉备用，确保无人值守环境安全。

效果：2024年某炼油厂电气火灾中，系统10秒内启动，无设备损坏。

3. 液化烃储罐区

特殊挑战：泄漏易形成蒸气云，需快速抑制燃烧并防止复燃。

技术：全冷冻式储罐采用"高倍数泡沫+水喷淋"组合，输送泵区域设水喷雾系统。

五、现存挑战与未来趋势

1. 现存挑战

误报与残留：复杂环境易引发误报，干粉残留需定期清理，生物降解技术尚未普及。

成本压力：初期投资与维护成本高，需通过组合分配系统优化（如单设备保护多区，降低成本30%）。

2. 未来趋势

智能化升级：AI驱动火灾预测模型，实时优化灭火策略；无人机巡检+自动灭火一体化。

环保技术：推广低GWP灭火剂（如Novec 1230替代七氟丙烷）、植物基生物降解干粉。

多系统协同：水-气-泡沫联动，形成"固移结合"的立体防护网络。

六、结论

石油石化储罐区自动灭火系统需以风险精准评估为基础，结合分区防护、智能响应与多技术融合，构建"预防-监测-扑救"全链条安全体系。

未来，随着绿色材料、AI算法与标准化协同，系统将向高效、环保、无人化方向演进，为石化行业提供更可靠的安全保障。设计时需严格遵循GB 50160等规范，结合场景需求定制方案，并持续优化运维管理，确保系统长期稳定运行。