石油石化儲罐區自動滅火系統設計與應用

石油石化儲罐區作為能源儲存的核心環節，其火災風險具有突發性強、蔓延迅速、撲救難度大等特點。大型儲罐一旦發生全液面火災，常規消防手段往往難以快速控制，可能引發連鎖爆炸與環境污染災難。因此，自動滅火系統已成為儲罐區安全防護體系的核心技術支撐。

一、主流自動滅火系統技術原理與適用場景

1. 低倍數泡沫滅火系統

作為石油儲罐區的標準配置，該系統通過泡沫覆蓋燃料表面隔絕氧氣，實現窒息滅火。根據規范要求：

固定式系統：單罐容量≥10000m3的固定頂罐或≥50000m3的浮頂罐必須采用，尤其適用于地形復雜或消防車難以進入的區域。

半固定式系統：適用于單罐容量1000-10000m3的固定頂罐或5000-50000m3的浮頂罐，需消防車輔助供給泡沫混合液。

移動式系統：僅限罐壁高度<7m或容積≤200m3的小型儲罐。

外浮頂罐密封圈火災是其主要防護對象，系統能在3-5分鐘內快速撲滅初期火情，防止蔓延至全液

2. 干粉自動滅火系統

尤其適用于缺水地區和帶電設備火災場景，以超細干粉（粒徑≤20μm）為核心滅火劑：

儲罐區應用：采用“罐頂噴頭+高架干粉炮”組合，射程達25-60米，形成立體防護網。例如濱海油庫的10萬m3原油罐配置后，35秒內撲滅直徑12米的模擬油罐火。

智能化設計：融合多傳感器（感溫+感煙+火焰+氣體）與AI火源定位技術，響應時間縮短至15秒內，誤啟動率低于0.1次/年。184-0591-8333

3. 水噴霧/水噴淋冷卻系統

主要用于液化烴儲罐的降溫防護：

全壓力式液化烴罐著火罐冷卻強度≥9L/min·m2，鄰近罐≥9L/min·m2，冷卻時間持續6小時。

系統需配置雙路供水豎管（容積>400m3時），控制閥設于防火堤外15米，確保故障隔離。

4. 煙霧自動滅火系統184-0591-8333

適用于偏遠缺水地區的小型儲罐：

總容量≤4000m3、直徑≤12m的原油罐可采用此系統，無需配套消防冷卻水。

滅火原理：感溫探頭在110℃±5℃時觸發，滅火劑燃燒產生惰性煙霧氣體，通過覆蓋和化學抑制滅火，噴煙時間<40秒。

二、系統設計核心規范與技術要點

1. 泡沫系統設計規范

流量與時間：外浮頂罐泡沫混合液供給強度≥12.5L/min·m2（密封圈區域），連續供給時間≥60分鐘。

控制要求：容量≥50000m3儲罐需采用全自動控制，具備遠程一鍵啟動和現場手動雙操作功能。

2. 消防冷卻水系統參數

冷卻范圍：著火固定頂罐及1.5倍直徑內相鄰罐需同時冷卻，浮頂罐僅冷卻著火罐。

供給強度與時間：

固定頂罐罐壁≥2.5L/min·m2

直徑>20m的罐冷卻時間≥6小時。

3. 特殊介質儲罐設計

液化烴罐：單罐≥1000m3時需“固定水噴霧+移動冷卻”雙系統，罐體管道分為上半球和下半球獨立供水。

LNG儲罐：鋼制單防罐罐壁冷卻強度≥2.5L/min·m2，罐頂≥4L/min·m2，配套高倍數泡沫滅火。

三、智能化控制技術進展

現代自動滅火系統已向智能感知-決策-執行一體化方向發展：

感知層：邊緣計算融合多源數據，如紅外熱成像實時監測密封圈溫度，AI模型可提前72小時預警設備異常。

執行層：新興際華集團開發的大流量智能裝備，流量達34000L/min，伸縮臂架精準定位火源，噴射距離90米，系統展開時間僅20分鐘。

遠程管控：西北油田順北五號聯合站通過FAS系統聯動消防炮，實現火災自動定位與滅火劑精準噴射，減少人員近戰風險。

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四、典型應用場景與效能分析

1. 加油站與加氣站

頂棚布置ABC超細干粉噴嘴，每加油島配置3個噴頭，實測12秒內撲滅車輛油箱火，過火面積<0.5m2。

氫氣加氣站壓縮機棚頂采用全淹沒系統，符合GB 50516-2010強制標準。

2. 大型浮頂原油罐區

固定式泡沫系統+消防冷卻水聯動：單罐≥100000m3時需全自動操縱，泡沫液儲備量按計算值增加100%富余量。

3. LNG接收站

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，泄漏圍堰配置泡沫覆蓋抑制蒸氣云。

五、現存挑戰與技術創新方向

殘留物處理難題：干粉滅火后殘留物可能污染油品與土壤，生物降解型干粉（如植物基磷酸鹽）成為研發重點。

成本優化需求：通過組合分配系統（單套設備保護多區）可降低初期投資30%，但需解決管網壓力平衡問題。

標準協同滯后：地方標準（如DB37/T 1317-2025）與國家規范（GB 50156）在驅動壓力、噴射時間等參數需統一。

超大儲罐滅火瓶頸：10萬m3以上浮頂罐全液面火災需大流量裝備，國內已突破34000L/min泵炮技術，但實戰可靠性待驗證。

結論與展望

石油石化儲罐區自動滅火系統已從單一滅火工具演變為集“監測-預警-撲救”于一體的智能安全體系。未來技術將向三個維度躍遷：

精準化：AI火源定位與無人機偵察滅火協同，提升響應精度；

綠色化：開發生物降解滅火劑減少環境足跡；

集成化：構建“固定系統+移動裝備+區域聯防”的多層次防護網絡。

隨著超細干粉、智能算法與大流量裝備的深度融合，新一代自動滅火系統有望將大型儲罐火災損失再降低50%以上，為能源安全構筑不可替代的防線。