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摘要：根據(jù)2021年10月1日正式施行的《煤化工工程設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》（GB51428-2021），首先對火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)相關(guān)內(nèi)容做了概述，然后結(jié)合煤化工工程的環(huán)境特征，多角度闡述火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)在煤化工工程設(shè)計(jì)過程中的若干注意要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)；煤化工；工程設(shè)計(jì)

根據(jù)住建部2021年第57號公告，2021年10月1日起正式實(shí)施《煤化工工程設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》（GB51428-2021）。該標(biāo)準(zhǔn)填補(bǔ)了大型現(xiàn)代煤制油煤化工工廠建設(shè)中安全、防火設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的空白，解決了現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范在煤制油煤化工行業(yè)適用中部分條款矛盾問題，它的實(shí)施使得煤化工工程在防火設(shè)計(jì)、建筑施工、消防審查和驗(yàn)收中有據(jù)可依、有章可循、有法可依。目前一些大型煤化工裝置的建設(shè)處于工業(yè)化示范階段，工藝技術(shù)、成套設(shè)備的研究開發(fā)技術(shù)難度高，工藝鏈長，且關(guān)鍵設(shè)備也正逐步國產(chǎn)化，而國內(nèi)的制造技術(shù)、原材料相比發(fā)達(dá)國家，安全可靠性還需進(jìn)一步驗(yàn)證。各設(shè)計(jì)院在此之前的設(shè)計(jì)所參考的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范均不涵蓋煤為原料的煉油和化工行業(yè)，針對性不強(qiáng)，只能邊設(shè)計(jì)，邊施工，邊摸索，由此使得煤化工工程因選型、安裝等不合理造成的安全隱患較為隱蔽，工程正式投產(chǎn)后的安全事故無法預(yù)計(jì)。

1火災(zāi)前端設(shè)備的設(shè)置設(shè)置

火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)的首要目的就是在火災(zāi)發(fā)生的第一時間能夠被發(fā)現(xiàn)并聯(lián)動相關(guān)消防設(shè)施，從而降低人員傷亡和財(cái)物損失。針對煤化工工廠相較于其他化工企業(yè)的特殊性，如易燃易爆危險(xiǎn)以及燃燒物的復(fù)雜特性，決定了選擇前端探測方式的重要性。機(jī)柜間、變電所等普通環(huán)境除了設(shè)置常規(guī)的點(diǎn)型感煙感溫探測器、手動報(bào)警按鈕、聲光報(bào)警器等，還應(yīng)注意以下內(nèi)容：（1）《煤化工工程設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》（GB51428-2021）第9.5.6中認(rèn)為無人值守的機(jī)柜間宜設(shè)置氣體滅火系統(tǒng)，故在設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)消防專業(yè)要求設(shè)置氣體滅火系統(tǒng)。氣體滅火控制盤接入火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)，感溫、感煙探測器相結(jié)合布置的同時，在每個氣體滅火保護(hù)房間室內(nèi)設(shè)置聲光報(bào)警器，室外門口處設(shè)置警鈴、緊急啟停按鈕，室外門口上方設(shè)置放氣指示燈。（2）在變電所的電纜夾層內(nèi)有大量的動力電纜橋架，針對電纜接頭、端子等發(fā)熱部位，感溫光纜“S”形布置在每層電纜的上表面，并要求其延展長度不少于該層電纜長度的1.5倍。對于甲乙類生產(chǎn)裝置的爆炸環(huán)境，尤其是框架結(jié)構(gòu)的甲乙類生產(chǎn)裝置，根據(jù)裝置內(nèi)介質(zhì)釋放源設(shè)置可燃?xì)怏w探測設(shè)備作為前端自動報(bào)警設(shè)備，在重要設(shè)備旁及巡檢路線設(shè)手動報(bào)警按鈕，按照《煤化工工程設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》（GB51428-2021）第10.3.6明確為50m的間距布置。（1）對于高大空間的煤棚、瀝青棚等倉庫類，高度超過點(diǎn)型感煙感溫探測器的極限安裝高度，且環(huán)境可能會有粉塵存在，故設(shè)置圖像型火災(zāi)探測器，利用電視監(jiān)控?cái)z像頭作為前端探測設(shè)備，利用熱成像技術(shù)捕捉環(huán)境中熱溫度場，將信號上傳至后臺主機(jī)，通過閾值判斷的方式及時、有效地探測火災(zāi)發(fā)生。也可以選擇紅紫外火焰探測器，根據(jù)環(huán)境內(nèi)介質(zhì)燃燒產(chǎn)生的紫外波段、近紅外波段、中紅外波段等進(jìn)行探測。（2）對于輸煤棧橋，傳統(tǒng)的做法是將線型感溫探測器布置在皮帶通廊的兩側(cè)(輥軸部位)和皮帶上方，但由于整條輸煤皮帶在高度運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，會有煤粉飄落在皮帶、支架、電纜、電機(jī)上，如不定時清理，煤粉越聚越厚，氧化后溫度升高，從而引發(fā)自燃。目前我們一般選用圖像型火災(zāi)探測器，同時結(jié)合棧橋與其他建筑物連接處的防火水幕等自動噴水滅火系統(tǒng)、煤粉濃度檢測報(bào)警裝置的形式。（3）罐區(qū)、變壓器室、柴油發(fā)電機(jī)房一般設(shè)置紅紫外火焰探測器，個別情況下需與消防專業(yè)地下泡沫系統(tǒng)聯(lián)動電動閘閥開、停。筆者有幸參與了國家能源集團(tuán)榆林化工有限公司40萬噸/年乙二醇裝置的火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在審查過程中有專家提出根據(jù)《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源罐區(qū)現(xiàn)場安全監(jiān)控裝備設(shè)置規(guī)范》（AQ3036-2010）“10音視頻監(jiān)控裝備的設(shè)置”，要求在甲類罐區(qū)附近尋找一處高點(diǎn)安裝電視監(jiān)控?cái)z像頭用來俯瞰整個罐區(qū)頂部，從而監(jiān)控突發(fā)的危險(xiǎn)因素或初期的火災(zāi)報(bào)警等情況。除了上述火災(zāi)前端的探測設(shè)備，現(xiàn)場還包括消防電話機(jī)、消防廣播音箱、消火栓按鈕及相關(guān)輸入、輸出模塊等。根據(jù)近年來出臺的各種安全規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，還包括防火門監(jiān)控系統(tǒng)、消防電源監(jiān)控系統(tǒng)、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、余壓監(jiān)控系統(tǒng)等，相對應(yīng)的前端設(shè)備包括門磁開關(guān)、電動閉門器、電壓/電流信號傳感器、余壓探測器等。消防管理崗位的工作人員還配有可移動的無線通信手持終端。

2火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)的線路

系統(tǒng)配線為阻燃耐火型電線電纜，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的供電線路和傳輸線路設(shè)置在室外時，穿多孔管埋地敷設(shè)。爆炸環(huán)境下線路穿低壓流體輸送用鍍鋅焊接鋼管沿裝置內(nèi)頂板、墻明敷設(shè)。金屬保護(hù)管明敷設(shè)時，應(yīng)采取防火保護(hù)措施，外表面應(yīng)涂刷防火涂料保護(hù)。普通環(huán)境下室內(nèi)線路穿阻燃硬質(zhì)聚氯乙烯塑料管(PC管，剛性B1級以上)沿墻、頂板暗敷設(shè)，并應(yīng)敷設(shè)在不燃燒體的結(jié)構(gòu)層內(nèi)。暗敷設(shè)時,保護(hù)層厚度不小于30mm。另外裝置內(nèi)線路火警信號線、DC24V電源線、消防電話線原則上應(yīng)單獨(dú)穿管敷設(shè)，其中消防電話線單獨(dú)路徑敷設(shè)，多根信號線可以共管敷設(shè)。

3消防控制室聯(lián)動控制

火警發(fā)生后，消防控制室在接到管道壓力信號或手動、自動報(bào)警信號并確認(rèn)火災(zāi)后，能切斷相關(guān)部位的非消防電源，并接通警報(bào)裝置及火災(zāi)應(yīng)急照明和疏散標(biāo)志燈；預(yù)定程序啟動相應(yīng)區(qū)域的應(yīng)急廣播；能控制電梯全部停于首層，并接收其反饋信號；能自動（或手動）啟動噴淋泵、消火栓泵，顯示其工作、故障狀態(tài)，顯示啟泵按鈕位置及水流指示器、報(bào)警閥、安全信號閥的工作狀態(tài)；對氣體滅火系統(tǒng)的聯(lián)動控制、顯示；對常開常閉防火門的監(jiān)控；對防火卷簾的控制；停止相關(guān)部位的空調(diào)送風(fēng)，啟動相關(guān)部位的防煙和排煙風(fēng)機(jī)，啟閉有關(guān)閥門，并接收反饋信號。除了上述功能，《煤化工工程設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》（GB51428-2021）（以下簡稱“煤化工規(guī)范”）對火災(zāi)電話報(bào)警的設(shè)計(jì)提出了專用119號報(bào)警、重要崗位直通電話報(bào)警和無線通訊報(bào)警三種方式，且不再把消防站作為最高級別的火災(zāi)電話報(bào)警的接警點(diǎn)，而把全廠消防監(jiān)控中心最高級別的消防管理工作地點(diǎn)作為最高級別的火災(zāi)電話報(bào)警的接警點(diǎn)。以下從各專業(yè)條件淺析針對煤化工工程的火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

3.1工藝專業(yè)

工藝條件主要是提供裝置內(nèi)介質(zhì)的燃燒特性等。新型煤化工工程以煤為原料，經(jīng)過煤氣化或煤直接液化過程制取燃料和化工產(chǎn)品，如今主流產(chǎn)品是煤制油、煤制氣、煤制烯烴、煤制乙二醇、煤制甲醇、煤制芳烴等可替代石油化工產(chǎn)品。煤氣化產(chǎn)生的合成氣主要成分為一氧化碳、氫氣、甲烷、二氧化碳和硫化氫等，然后經(jīng)過變換、甲醇洗等工序，脫硫、除雜質(zhì)，得到干凈的合成氣,根據(jù)不同的溫度、壓力、催化劑，生成天然氣、甲醇、二甲醚、烯烴等不同產(chǎn)品。煤直接液化是指煤經(jīng)研磨制成煤粉，再加工成油煤漿，在氫氣和催化劑作用下，通過加氫裂化轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w燃料的過程；煤間接液化是指以煤為原料，先氣化制成合成氣，然后在催化劑作用下，將合成氣轉(zhuǎn)化成烴類燃料、醇類燃料和化學(xué)品的過程。上述各種物料絕大多數(shù)屬于易燃易爆、有毒有害和強(qiáng)腐蝕性物質(zhì)，極易導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸等事故。在設(shè)計(jì)過程中，電信專業(yè)根據(jù)工藝專業(yè)提供的裝置內(nèi)介質(zhì)的燃燒特性及《火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50116-2013）（以下簡稱“火規(guī)”）的要求選擇相應(yīng)的前端探測設(shè)備。

3.2總圖專業(yè)

對于新建煤化工工程確定消防控制室具體位置，根據(jù)工程規(guī)模大小確定其數(shù)量，同時考慮進(jìn)出線方位及外線走向。在一個大型煤化工工程的園區(qū)內(nèi)，不同生產(chǎn)裝置設(shè)在不同的區(qū)域，從管理、距離等角度考慮分設(shè)為幾個獨(dú)立的區(qū)域消防控制室。另外自動噴水滅火系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)需消防控制室內(nèi)的消防聯(lián)動控制器上手動控制。考慮火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)的直流24V供電的壓降，同時根據(jù)現(xiàn)場反饋，其傳輸距離500m左右就下降得厲害。這就意味著各裝置只能就近設(shè)置區(qū)域消防控制室，但需確定一個主消防控制室，一般設(shè)在廠前區(qū)，作為全廠消防監(jiān)控中心。煤化工規(guī)范第10.3.2～10.3.5條，通過設(shè)置全廠消防監(jiān)控中心和區(qū)域消防控制室，理清消防安全管理的層級關(guān)系，理清工廠不同場地崗位的火災(zāi)報(bào)警和控制的關(guān)系，對火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)方式采用對等網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)提出要求。對等網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)全廠建立一個大集成消防系統(tǒng)的基礎(chǔ)條件，各點(diǎn)之間均是對等信息通訊，不分主從，結(jié)構(gòu)靈活，適用于分期建設(shè)、分散場所，場地大、報(bào)警點(diǎn)和控制點(diǎn)多的煤化工工廠。

3.3建筑專業(yè)

根據(jù)建筑物環(huán)境特征，結(jié)合早期電信規(guī)劃的進(jìn)出線方位，合理布置各前端設(shè)備。同時根據(jù)建筑專業(yè)確定的防火卷簾用途、防火門常開常閉狀態(tài)、電梯屬性聯(lián)動防火卷簾下降高度、防火門監(jiān)控、電梯歸首功能。

3.4消防專業(yè)

消防專業(yè)提供給電信專業(yè)要求聯(lián)動的形式包括：氣體滅火系統(tǒng)（管網(wǎng)式和預(yù)制式）、消火栓系統(tǒng)（穩(wěn)高壓和臨時高壓系統(tǒng)）、自動噴水滅火系統(tǒng)（濕式系統(tǒng)、干式系統(tǒng)、預(yù)作用系統(tǒng)、雨淋系統(tǒng)、水幕系統(tǒng)、自動噴水-泡沫聯(lián)用系統(tǒng)）等。上述各系統(tǒng)信號需通過相關(guān)模塊直接接入火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)，手動或自動啟動。在火災(zāi)自動報(bào)警的設(shè)計(jì)過程中，需認(rèn)真核對消防專業(yè)對本專業(yè)要求聯(lián)動的系統(tǒng)形式及動作要求，如氣體滅火系統(tǒng)中管網(wǎng)式和預(yù)制式的大體做法是一致的，區(qū)別在于有無鋼瓶間。火災(zāi)確認(rèn)后，接入火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)的管網(wǎng)式氣體滅火控制盤需啟動鋼瓶間內(nèi)的壓力開關(guān)/電磁閥。下面以筆者曾參與設(shè)計(jì)的鄂爾多斯煤制油分公司天然氣制氫聯(lián)合裝置油渣萃取瀝青及萃余物防塵封閉項(xiàng)目的瀝青料棚為例，介紹雨淋系統(tǒng)與火災(zāi)自動報(bào)警的聯(lián)動設(shè)計(jì)。該瀝青料棚為長83m、寬36m、高15.2m（檐口高10.5m）的封閉建筑物，故火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)的常規(guī)做法是設(shè)置防爆火焰探測器，同時聯(lián)動雨淋閥組、壓力開關(guān)、電磁閥等，一旦火焰探測器報(bào)警，火災(zāi)報(bào)警控制器確認(rèn)火警后電磁閥開啟，雨淋閥、壓力開關(guān)動作，噴淋泵啟動。由于當(dāng)?shù)叵浪坑邢蓿瑯I(yè)主要求噴淋區(qū)域能否僅限在探測到火焰的區(qū)域。筆者經(jīng)過和消防專業(yè)、校審討論后，認(rèn)為可將該棚分為三個區(qū)域，并對每個區(qū)域內(nèi)的前端設(shè)備編碼。前端設(shè)備的報(bào)警信號上傳至消防控制室，從而自動或手動開啟相應(yīng)區(qū)域內(nèi)的雨淋閥組（不同區(qū)域內(nèi)雨淋閥組由消防專業(yè)編碼）。

3.5自控專業(yè)

不同設(shè)計(jì)院的專業(yè)分工不同，筆者所在設(shè)計(jì)院的可燃?xì)怏w濃度探測的專業(yè)劃分在自控專業(yè)，根據(jù)煤化工規(guī)范第10.3.7要求，消防控制室應(yīng)設(shè)置可燃?xì)怏w探測系統(tǒng)報(bào)警和故障信息顯示終端。在此之前的石化規(guī)、火規(guī)僅要求可燃?xì)怏w探測系統(tǒng)報(bào)警信號接入消防控制室，對設(shè)計(jì)而言，僅需要在本工程內(nèi)消防控制室的火災(zāi)報(bào)警控制器上預(yù)留接口，供可燃?xì)怏w探測系統(tǒng)報(bào)警信號接入，在火規(guī)的基礎(chǔ)上細(xì)化了可燃?xì)怏w探測器報(bào)警信息的規(guī)定。煤化工規(guī)范的要求，需考慮消防控制室內(nèi)相關(guān)設(shè)備的布置空間。

3.6暖通專業(yè)

消防控制室應(yīng)顯示防排煙系統(tǒng)的手動、自動工作狀態(tài)及系統(tǒng)內(nèi)的防煙排煙風(fēng)機(jī)、防火閥、排煙防火閥的動作狀態(tài)。應(yīng)能控制系統(tǒng)的啟、停及系統(tǒng)內(nèi)的防煙、排煙風(fēng)機(jī)、防火閥、排煙防火閥、常閉送風(fēng)口、排煙口、電控?fù)鯚煷贡诘拈_、關(guān)，并顯示其反饋信號。應(yīng)能停止相關(guān)部位正常通風(fēng)的空調(diào)，并接收和顯示通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)防火閥的反饋信號。以上功能均需通過現(xiàn)場相關(guān)模塊接入火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)。

3.7電氣專業(yè)

設(shè)計(jì)關(guān)注的重點(diǎn)就是“切非”功能的實(shí)現(xiàn)，煤化工規(guī)范第10.1.3條“當(dāng)生產(chǎn)、生活用電被切斷時，應(yīng)仍能保證消防用電”。明確火災(zāi)確認(rèn)后，在變電所通過聯(lián)動模塊手動或自動切斷非消防電源，并聯(lián)動強(qiáng)啟應(yīng)急照明及疏散照明。另外當(dāng)為消防設(shè)備供電的交、直流電源（包括主、備電）發(fā)生過壓、欠壓、缺相、過流、中斷供電故障時，位于消防控制室的消防電源監(jiān)控器需進(jìn)行聲光報(bào)警、記錄，實(shí)時顯示被監(jiān)測電源的電壓、電流值及故障點(diǎn)位置。當(dāng)供電回路中發(fā)生剩余電流、溫度超標(biāo)等故障時，電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行聲光報(bào)警、記錄，實(shí)時顯示被監(jiān)測回路的剩余電流、溫度數(shù)值及故障點(diǎn)位置。

4結(jié)論

綜上所述，相對于石油化工行業(yè)，煤化工工程除了設(shè)計(jì)過程中工程師們能想到避免的各種不安全可能，企業(yè)管理水平也是不安全因素之一。從設(shè)計(jì)到正式投產(chǎn)，技術(shù)人員必須立足企業(yè)防火工作的實(shí)際和需要，加強(qiáng)與其他專業(yè)人員的溝通和配合，從而確保火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性、可操作性，并結(jié)合積極有效的應(yīng)對措施及新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)煤化工工程的生產(chǎn)安全和消防安全。

作者：許震 單位：神華工程技術(shù)有限公司