石油石化企业的储运设施区自动灭火系统设计与应用研究

1 自动灭火系统在石油石化储运设施中的重要性

石油石化企业的储运设施区是企业的核心部位，承担着原料、中间产品和成品的储存与输送功能。这一区域通常集中布置了大量储存易燃易爆物质的大型储罐、装卸设施和管道系统，一旦发生火灾，往往会在短时间内迅速蔓延，形成大面积燃烧，甚至引发爆炸危险。储运设施区的火灾不仅可能导致设备损毁、生产中断，还会造成严重的经济损失和环境影响，更威胁到工作人员和周边民众的生命安全。因此，在石油石化企业储运设施区设计合理的自动灭火系统，对于保障企业安全生产、防止火灾事故发生与扩大具有至关重要的意义。

自动灭火系统能够在火灾初起阶段，无需人工干预的情况下，自动探测火情并实施灭火，有效扑灭初期火灾，防止火势扩大。随着技术进步，现代自动灭火系统已从简单的单一灭火剂喷洒，发展到集智能探测、精准定位、自动控制和多剂联用于一体的综合性消防解决方案，成为石油石化企业安全保障体系中不可或缺的关键环节。本文将系统研究石油石化企业储运设施区自动灭火系统的设计要点与应用实践，为相关工程设计与技术选型提供参考

2 自动灭火系统的组成与分类

石油石化企业储运设施区采用的自动灭火系统是根据储运物料的火灾特性、设备布置形式及保护对象特点专门设计的消防系统。按照灭火机理和使用介质的不同，自动灭火系统可分为以下几大类：

2.1 泡沫灭火系统

泡沫灭火系统是石油石化企业最常用的自动灭火系统，尤其适用于扑救可燃液体火灾。系统通过比例混合装置将泡沫液与水按比例混合，然后通过泡沫产生器将混合液转化为泡沫覆盖层，隔绝空气并降低液体表面温度，实现灭火效果。根据泡沫发泡倍数和系统形式，可分为：

低倍数泡沫灭火系统：发泡倍数通常在20倍以下，是油罐消防的标准配置。这类系统又分为固定式、半固定式和移动式三种形式，其中固定式低倍数泡沫灭火系统是大型储罐的核心消防设施，按照规范要求必须设置。

中高倍数泡沫灭火系统：发泡倍数在20-1000倍之间，适用于液化烃储罐区和设备房间的全淹没灭火，但应用范围相对较小。

2.2 自动喷水及水喷雾灭火系统

这类系统以水为灭火介质，通过喷洒水滴或水雾来实现冷却、窒息、乳化等灭火作用，主要包括：

自动喷水灭火系统：常用于储运设施区的建筑物内部和部分室外设备，通过水滴冷却和湿润作用灭火。

水喷雾灭火系统：利用高压喷头产生细密水雾，通过表面冷却、窒息、乳化等多种机理灭火，特别适用于设备表面的保护，如泵、压缩机及储罐顶部的防护。

消防水炮系统：大流量远程射水装置，用于保护大型储罐区和装卸区等开阔区域。现代全自动消防炮整合了火灾探测与定位功能，能够自动寻找火源并实施扑救。

2.3 气体灭火系统

气体灭火系统通过释放惰性气体或化学气体灭火剂，降低氧气浓度或中断燃烧链式反应，实现灭火效果。主要包括：

二氧化碳灭火系统：适用于封闭或半封闭空间的火灾，如变配电室、控制系统机房等。

惰性气体灭火系统：使用IG-541、氮气等惰性气体，通过降低氧浓度灭火。

化学气体灭火系统：如七氟丙烷等，通过化学抑制作用灭火。

2.4 其他灭火系统

除了上述系统外，石油石化企业储运设施区还会根据特殊需求配置以下灭火系统：

干粉灭火系统：适用于可燃液体、可燃气体和电气设备火灾，常作为辅助灭火设施。

蒸汽灭火系统：在有些炼油厂仍有应用，通过释放饱和蒸汽降低氧浓度并冷却燃烧物。

烟雾灭火系统：一种不用水、不用电的自动灭火系统，特别适用于缺水地区和偏远地区的原油储罐。

3 自动灭火系统设计原则与规范依据

3.1 规范与标准要求

石油石化企业自动灭火系统的设计必须遵循国家及行业相关标准和规范，这些标准对系统选型、参数设计、安装要求等都作出了明确规定。主要设计规范包括：

《石油化工企业设计防火标准》(GB50160)：这是石油化工企业防火设计的核心规范，其第8章"消防"详细规定了各类储运设施应设置的自动灭火系统类型，包括消防水炮、水喷淋、水喷雾、低倍数泡沫灭火系统和蒸汽灭火系统等。

《石油储备库设计规范》(GB50737)：明确规定"油罐应设置固定式低倍数泡沫灭火系统"和"油罐应设置固定式消防冷却水系统"，同时要求"石油储备库应设置火灾自动报警系统"。

《石油库设计规范》(GB50074)：对石油库储罐区、易燃和可燃液体泵站、装卸设施等区域的消防设施作出了详细规定。

这些规范标准构成了石油石化企业储运设施自动灭火系统设计的技术法规体系，设计过程中必须严格遵守其中的强制性条文。

3.2 设计基本原则

石油石化企业储运设施区自动灭火系统的设计应遵循以下基本原则：

预防为主，防消结合：系统设计既要考虑火灾发生后的有效扑救，也要考虑防止火灾蔓延的预防性措施，如设置防火堤、排水系统等辅助设施。

功能完善，可靠性优先：自动灭火系统应具备多重控制方式（自动、手动、应急机械手动），确保在任何情况下都能可靠启动。关键设备如消防泵、比例混合装置等应采用冗余设计，保证系统在紧急状态下不失效。

针对性强，适度配置：系统设计应充分考虑保护对象的火灾危险性、物料特性、设备形式和布置特点，选择最适宜的灭火系统。对于不同规模和等级的储运设施，应根据风险评估结果确定适当的消防级别，既不能不足，也不要过度配置。

智能化与自动化：现代自动灭火系统应集成智能火灾探测和自动定位功能，利用感温、感烟、火焰探测、热成像等多种探测技术，实现火灾早期识别和自动响应。

3.3 石油石化企业火灾危险性分类

自动灭火系统设计前，需明确保护区域的火灾危险性分类。根据GB50160标准，石油石化企业的火灾危险性分为甲、乙、丙、丁、戊五类，其中：

甲类：闪点＜28℃的易燃液体；

乙类：闪点≥28℃至＜60℃的可燃液体；

丙类：闪点≥60℃的可燃液体。

不同火灾危险性类别对应不同的自动灭火系统设计要求，如甲类液体储罐必须设置固定式泡沫灭火系统和消防冷却水系统

4 自动灭火系统关键技术分析

4.1 火灾探测与预警技术

现代自动灭火系统已从单纯的灭火执行系统，发展为集预警、探测、灭火于一体的综合性消防系统。火灾探测技术的先进性直接决定了系统响应速度和灭火效果。石油石化储运设施区常用的火灾探测技术包括：

感温探测器：通过监测环境温度变化发现火灾，适用于一般室内场所。

感烟探测器：通过感知烟雾颗粒触发报警，适用于建筑物内部早期火灾预警。

火焰探测器（紫外/红外）：通过检测火焰特有的紫外或红外辐射发现火情，响应速度快，适用于开阔的储罐区和装卸区。

热成像火灾探测器：利用红外热像技术识别温度异常，可实现早期预警和火源精确定位，尤其适合大型储罐区和工艺装置区的火灾监测。

光纤光栅感温探测系统：特别适用于储罐顶部密封圈的温度监测，可准确检测由于泄漏引起的温度变化，实现火灾早期预警。

现代自动灭火系统通常集成多种探测技术，通过多传感器信息融合，提高火灾识别准确性，降低误报率。例如，西北油田顺北五号联合站的固定式全自动消防炮系统，就是由FAS系统负责工艺装置区火灾检测报警，由现场探测设备和机柜间火灾报警PLC控制系统组成，实现火灾自动识别和定位。

5 自动灭火系统在储运设施区的应用实践

5.1 储罐区自动灭火系统设计

储罐区是石油石化企业储运设施的核心区域，也是自动灭火系统保护的重点。根据规范要求和工程实践，储罐区自动灭火系统设计应考虑以下要点：

固定式泡沫灭火系统：按照GB50737规定，石油储备库的"油罐应设置固定式低倍数泡沫灭火系统"。系统设计应满足泡沫混合液供给强度、连续供给时间等参数要求，泡沫液选择应与保护物料相容。

消防冷却水系统：同样是油罐区的必备系统，用于冷却着火罐和相邻罐，防止罐体变形破裂。系统形式可选择固定式水喷雾系统或移动式水炮，重要罐区宜采用固定式系统。

自动消防水炮：在罐区周围设置全自动消防水炮，如图2所示西北油田顺北五号联合站案例，该站"原油储罐区和球罐区一共有18架消防水炮和8架泡沫消防炮"，这些全自动消防炮能够"把火灾的苗头扼灭在初萌状态"。

系统触发方式：应设置自动、手动和应急机械手动三种启动方式，确保系统在任何情况下都能可靠启动。

5.2 装卸区自动灭火系统设计

装卸区包括铁路装卸、公路装卸和码头装卸设施，这些区域的特点是操作频繁、泄漏风险高，是火灾易发区域。自动灭火系统设计应考虑：

泡沫灭火系统：对于铁路和公路装卸栈桥，应设置泡沫灭火系统，保护范围覆盖装卸车位的所有罐口和泵区。

自动消防水炮：在装卸区周围设置自动消防水炮，覆盖所有装卸车位和设备区域。

干粉灭火系统：对于一些小型装卸区或作为辅助灭火设施，可设置自动干粉灭火系统。

火灾探测系统：应采用响应速度快的火焰探测器，确保在火灾初起阶段即被发现并扑灭。

5.3 工艺装置区自动灭火系统设计

虽然不属于严格意义上的储运设施，但与储运设施紧密相关的工艺装置区也是自动灭火系统保护的重点。这类区域自动灭火系统的设计要点包括：

水喷雾系统：用于保护单个设备或设备组，如压缩机、泵、变压器等。

水喷淋系统：用于保护整个装置区或建筑物。

蒸汽灭火系统：在一些老厂改造或特定工艺装置中仍有应用。

智能控制系统：如顺北五号联合站采用的FAS系统，由"现场探测设备和机柜间火灾报警PLC控制系统组成，控制逻辑由火灾PLC控制系统实现"。

6结语

石油石化企业储运设施区的自动灭火系统是保障企业安全生产的重要技术措施，其合理设计与有效应用直接关系到火灾防控的效果。本文系统分析了自动灭火系统的类型、设计原则、关键技术及应用实践，并展望了未来发展趋势。

总的来说，石油石化企业储运设施区自动灭火系统的设计应遵循"预防为主，防消结合"的原则，严格按照国家相关规范标准执行，同时充分考虑保护对象的具体特点和火灾危险性，选择最适合的自动灭火系统。随着技术进步，智能化、网络化、大流量已成为自动灭火系统发展的重要方向，多种灭火系统的集成应用和协同联动也成为提高整体消防效能的关键措施。

未来，随着新材料、新技术不断涌现，石油石化企业储运设施区的自动灭火系统将更加高效、可靠和智能化，为石油石化行业的安全生产提供更加有力的保障。同时，也应重视自动灭火系统的日常维护和管理，确保系统始终处于良好状态，在关键时刻能够发挥应有作用