石油石化儲罐區火災防控與自動滅火系統設計應用研究

一、引言

石油石化儲罐區儲存原油、液化烴等高危物質，具有火災突發性強、蔓延速度快、撲救難度大等特點。傳統滅火手段（如水噴淋、人工滅火）難以滿足復雜場景需求，而自動滅火系統通過快速響應、精準定位、多系統聯動，成為保障儲罐區安全的核心技術。本文從系統設計原則、技術類型、應用場景及未來趨勢等方面展開分析。

二、系統設計原則與關鍵技術

1. 風險分級與分區防護

風險評估：根據儲罐類型（全壓力式、半冷凍式、全冷凍式）和介質特性（如LPG、LNG）劃分風險等級，采用"分區防護"策略，避免火勢跨區域蔓延。

防爆設計：電氣元件需滿足Ex dⅡCT6防爆等級，設置三級預警機制（氣體濃度監測→溫度+煙霧探測→火焰識別），聯動緊急切斷閥和事故排風系統，形成"探測-隔離-滅火"全鏈路控制。

2. 智能化控制架構

多源探測融合：集成紅外熱成像、可燃氣體傳感器（≤1%LEL）、煙霧/火焰探測器，結合AI圖像識別提升報警精度。

三級響應機制：

預警級：氣體濃度超標時啟動通風；

關斷級：溫度+煙霧雙信號觸發緊急切斷閥；

滅火級：火焰確認后釋放滅火劑。

跨系統聯動：火災信號觸發UPS切換、工藝SCADA系統協同控制，確保響應時間≤30秒。

三、主流滅火技術類型及適用場景

1.干粉滅火系統

超細干粉(粒徑≤20um)通過化學抑制和覆蓋窒息快速滅火，耐受-40℃~55℃極端溫度，適用于缺水地區及帶

儲罐區(局部應用+干粉炮)、反應釜、電氣設備室等。

氣體滅火系統

2.七氟丙烷(HFC-227ea)IG541(惰性氣體混合)無殘留、不導電，適用于封閉空間

控制室、變配電室、機柜間。

等封閉空間

3.水噴霧/泡沫系統

水噴霧冷卻罐壁，泡沫覆蓋液體表面隔絕氧氣;組合應用兼顧滅火與降溫

儲罐區(液上/液下噴射)

液化烴球罐冷卻

四、典型應用場景與案例分析

1. 儲罐區防護

技術配置：大型原油罐采用"全淹沒干粉+泡沫聯用"系統，罐頂布置噴頭+60米射程干粉炮，結合紅外熱成像探測與AI預警。

案例：某10萬m3原油罐區模擬火災測試中，系統35秒內撲滅火災，油品損失率<1%。

2. 控制室與電氣設備區

方案：七氟丙烷氣體滅火系統+超細干粉備用，確保無人值守環境安全。

效果：2024年某煉油廠電氣火災中，系統10秒內啟動，無設備損壞。

3. 液化烴儲罐區

特殊挑戰：泄漏易形成蒸氣云，需快速抑制燃燒并防止復燃。

技術：全冷凍式儲罐采用"高倍數泡沫+水噴淋"組合，輸送泵區域設水噴霧系統。

五、現存挑戰與未來趨勢

1. 現存挑戰

誤報與殘留：復雜環境易引發誤報，干粉殘留需定期清理，生物降解技術尚未普及。

成本壓力：初期投資與維護成本高，需通過組合分配系統優化（如單設備保護多區，降低成本30%）。

2. 未來趨勢

智能化升級：AI驅動火災預測模型，實時優化滅火策略；無人機巡檢+自動滅火一體化。

環保技術：推廣低GWP滅火劑（如Novec 1230替代七氟丙烷）、植物基生物降解干粉。

多系統協同：水-氣-泡沫聯動，形成"固移結合"的立體防護網絡。

六、結論

石油石化儲罐區自動滅火系統需以風險精準評估為基礎，結合分區防護、智能響應與多技術融合，構建"預防-監測-撲救"全鏈條安全體系。

未來，隨著綠色材料、AI算法與標準化協同，系統將向高效、環保、無人化方向演進，為石化行業提供更可靠的安全保障。設計時需嚴格遵循GB 50160等規范，結合場景需求定制方案，并持續優化運維管理，確保系統長期穩定運行。