石油石化企业气体与干粉自动灭火系统技术分析与应用介绍

一、引言

石油石化行业是国民经济的支柱产业，其生产、储存、加工环节涉及大量甲、乙类火灾危险物质，火灾特点表现为火势发展迅猛、热辐射强、易复燃复爆、扑救困难且易造成重大人员伤亡、财产损失及环境污染。固定式自动灭火系统作为第一道主动防护屏障，能够在火灾初起阶段自动探测并实施灭火，对控制火情、防止蔓延具有不可替代的作用。其中，气体灭火系统以其清洁、高效、不导电的特性，干粉灭火系统以其灭火速率快、适用火灾类型广、成本相对较低的优势，在石油石化企业中得到了广泛应用。然而，二者机理不同，适用场景各异，其科学设计与合理应用直接关系到灭火的有效性与经济性。

二、气体灭火系统在石油石化企业的设计与应用

气体灭火系统主要通过物理窒息（降低氧浓度）和化学抑制（中断燃烧链式反应）双重机制灭火，灭火后无残留，对精密设备、电气系统及重要文档保护尤为有利。

1. 系统类型与选择：

洁净气体灭火系统：如七氟丙烷（HFC-227ea）、全氟己酮（FK-5-1-12）、惰性气体（IG-541、IG-100等）。七氟丙烷设计浓度适中，存储压力高，管路输送距离长；惰性气体环保性极佳，但需要大量存储和更粗的管道。在石化企业的中央控制室、不间断电源室、电信机房、贵重仪器实验室等有人值守或需高度清洁保护的场所，洁净气体系统是首选。

二氧化碳灭火系统：分为高压（存储压力15MPa）和低压（存储压力2.1MPa）系统。其灭火浓度高，有窒息风险，主要用于无人或能确保人员迅速撤离的场所。在石化企业中，常应用于浸渍槽、喷涂生产线、轧机、印刷机等生产设备火灾，以及船舶机舱、海上平台封闭机械空间。

2. 关键设计要点：

灭火剂用量计算：严格依据防护区容积、最低设计浓度、海拔修正系数、泄漏补偿量等参数，按照NFPA、ISO或中国国家标准（如GB50370）精确计算。对于可能发生液体溢流火灾的场所（如变压器室），需考虑“淹没”和“抑制”两种用量，取大值。

系统结构设计：根据防护区分布选择组合分配式或无管网预制式系统。组合分配式需精确计算管网流体动力学，确保最不利点喷嘴在规定时间内喷放达到设计浓度。管网设计需避免两相流，优化喷嘴布局以实现均匀分布。

安全与联动设计：必须设置延时喷放（通常30s）和紧急启停功能。防护区需设声光报警器、放气指示灯和气体喷放警示标志。系统应与空调、通风系统、防火阀、门禁等联动，在喷放前自动关闭，确保灭火剂有效留存。人员密集区域必须设置“手/自动”转换开关。

特殊考虑：对于石化企业可能存在的强电磁干扰、腐蚀性环境、高温或低温环境，探测器、控制单元及管道材质的选择需满足相应的防爆、防腐、耐候等级要求。

三、干粉灭火系统在石油石化企业的设计与应用

干粉灭火系统主要通过化学抑制（捕捉自由基）作用灭火，兼有冷却、隔离氧气的效果。其灭火速度快，适用于扑救可燃液体、气体及电气设备火灾。

请点击输入图片描述（最多18字）

1. 系统类型与选择：

ABC类干粉（磷酸铵盐）：适用于扑救A类（固体）、B类（液体）、C类（气体）及电气火灾，通用性强，在石化企业通用仓库、装卸栈台辅助区域有应用。

BC类干粉（碳酸氢钠等）：主要用于B、C类及电气火灾，灭火效率更高。在石化企业的核心火灾风险区域，如液化烃罐区、可燃液体储罐、油浸变压器区、装卸鹤管、装置区的局部危险点（泵、压缩机、反应釜密封处），BC类干粉系统因其对流淌火、立体火、喷射火的快速抑制能力而成为主力选择。

D类金属火灾专用干粉：用于扑救钠、钾、镁等活泼金属火灾，在涉及金属催化剂的特定石化装置旁需考虑配备。

2. 关键设计要点：

局部应用与全淹没应用：石化装置区多采用“局部应用”方式，针对具体设备或区域进行保护，需根据保护对象的形状、尺寸、火灾类型（平面火、立体火）确定灭火强度（kg/s·m²或kg/s·m³）和干粉用量。全淹没应用需在封闭空间内达到设计浓度。

驱动与释放方式：分为氮气驱动、燃气驱动等。设计需确保驱动气体有足够压力和流量，使干粉在管道内保持悬浮流动，并在喷嘴处良好雾化。管网设计需进行阻力损失计算，避免干粉沉积堵塞。

联动与启动：通常与火焰或温度探测器联动，反应速度要求极高（秒级）。对于无人值守的高危场所，宜采用“自动探测+自动启动”模式。系统应具备手动机械应急启动功能。

特殊考虑：干粉有腐蚀性和污染性，不适用于精密设备。喷放后能见度低，影响人员疏散。在户外或通风良好区域使用需考虑风力影响和覆盖范围。系统需定期检查，防止干粉结块。

四、气体与干粉系统的比较与综合选型策略

选型策略：

根据保护对象与价值：保护精密电子设备、控制中心、有人值守的重要房间，首选洁净气体灭火系统。保护工艺装置、储罐、装卸设施等对清洁度要求不高的户外或半敞开危险区域，首选干粉灭火系统。

根据火灾类型：对深位固体火灾（A类深位），气体灭火效果有限，需考虑其他方式。对快速发展的B类喷射火、流淌火，干粉系统响应更快。

根据环境条件：强风、通风极好的区域，全淹没气体系统难以保持浓度，宜采用局部应用干粉系统。封闭良好的空间适合气体全淹没。

综合应用：在大型石化联合企业中，常采用组合配置。例如，中央控制室用七氟丙烷系统，其下方的电缆夹层可能采用超细干粉或气溶胶；液化烃球罐除设置消防水炮和泡沫系统外，可在阀组区、泵区增设局部干粉灭火系统作为快速抑制手段。

五、发展趋势与展望

环保化：随着《基加利修正案》的实施，寻找更环保、ODP为零、GWP更低的洁净气体灭火剂是持续方向。全氟己酮等新型药剂的应用将扩大。

智能化与集成化：利用物联网技术，实现灭火系统的在线监测、故障诊断、药剂量远程监控。将自动灭火系统与企业的安全仪表系统（SIS）、火灾报警系统（FAS）、应急指挥平台深度集成，构建智慧消防体系。

高效与精准化：研发灭火效率更高、用量更少的新型干粉和气体药剂。发展“探灭一体”的精准释放技术，实现火源定位与定向灭火，减少误喷和次生损害。

标准与规范完善：针对石油石化特殊工艺火灾（如高温热油、化学反应火），需进一步研究并完善相应的灭火系统设计、测试与验收标准。

六、结论

气体与干粉自动灭火系统是保障石油石化企业安全生产的关键技术设施。设计时必须深入分析防护对象的火灾危险性、工艺特点、环境条件和安全要求，遵循“安全可靠、技术先进、经济合理”的原则进行科学选型和精细化设计。气体系统长于清洁防护，干粉系统强于快速抑制，二者优势互补。未来，随着技术进步和标准完善，以及智能化、环保化的发展，自动灭火系统将在石油石化行业火灾防控中发挥更加精准、高效、可靠的作用，为行业的可持续发展筑牢安全防线。在实际应用中，企业应建立完善的系统维护、检测和演练制度，确保系统始终处于良好的战备状态。