王晶晶

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

摘要：隨著經(jīng)濟和社會的快速發(fā)展，石油化工行業(yè)規(guī)模不斷擴大，石油化工企業(yè)和產(chǎn)品儲備不斷增加，發(fā)生石化火災的風險不斷變大。常規(guī)的消防監(jiān)控手段很難滿足當前消防工作的需要，需要采用新的技術手段創(chuàng)新簡化消防工作。通過創(chuàng)新了消防監(jiān)控的方法和手段，優(yōu)化消防模式，進行智慧消防技術的構建，使對石油化工企業(yè)防火工作的智能化、網(wǎng)絡化的系統(tǒng)觀念有了可能。本文通過對石油化工企業(yè)所面臨的火災風險進行介紹，并對兩種組合APP的發(fā)展前景進行了分析。

關鍵詞：智慧消防技術；石油化工行業(yè)；應用策略

0引言

       我國石化企業(yè)的火災安全管理基礎還比較薄弱，火災安全形勢依然嚴峻。科技日新月異發(fā)展，使智慧消防技術的建設越來越受到人們的重視。智能化防火系統(tǒng)的建立，使石油化工企業(yè)消防監(jiān)控方式得到創(chuàng)新，為優(yōu)化消防模式成為可能。針對石油化工企業(yè)近幾年發(fā)生的火災事故，對石油化工企業(yè)如何結合智慧消防技術進行了探討。

1當前石油化工企業(yè)的火災風險分析

       石化行業(yè)以石油、天然氣及其產(chǎn)品為原料行業(yè)，包括石油精煉廠、石化設備、石油化纖設備、乙烯設備等。上面的石化企業(yè)中存在大量可燃、可燃液體、液化易/燃/氣/體、易燃固體、復雜的生產(chǎn)設備、管網(wǎng)交叉、高溫高壓容器及設備等，火災風險日益變大。首先，消防設計標準不高。為節(jié)省成本，一些石化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)，尤其是中小民營企業(yè)在引進相關工藝技術和設備時，只采用了關鍵技術，不支撐安全設備。制造和使用處于高風險狀態(tài)。人工增加原裝置的生產(chǎn)負荷，地增加了發(fā)生安全事故的可能性。其次，消防基礎設施滯后：各地區(qū)城市總體規(guī)劃與防火規(guī)劃落后，未考慮石化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響，因此總體布局不科學，消防水源不足，消防基礎設施薄弱。石化公司的儲存罐儲存化學原料、中間產(chǎn)品或化學品，其中大多數(shù)為易燃、爆炸、有毒和有害的a、b類儲存罐。罐區(qū)火災特點如下：火勢猛烈、迅速、破壞性強，常伴有有毒有害物質。為避免缺乏有效的自動火警手段，尤其是夜間值班時，不可避免地要依靠安檢和值班檢查。從火警的探測、確認、派警到撲救等整個過程都是手工操作，步驟過多會耽誤時間，失去了前35分鐘的黃金救火。儲存罐著火很快，可能發(fā)生爆炸。由于使用水龍頭和手動水槍滅火，所以附近的人員都需要到現(xiàn)場充電。為防止泄漏的水霧，某些企業(yè)儲存罐的內部泡沫滅火系統(tǒng)通常是關閉的，有可能發(fā)生火災。滿足規(guī)范要求，僅對火災儲油罐有效。有些儲罐外壁裝有自動噴射系統(tǒng)，其主要作用是冷卻儲存罐，使儲存罐內的化學物品保持在正常溫度范圍內。還可以在失火時啟動，但是需要手動啟動。因為有一段時間不啟動就會有風險，系統(tǒng)的壓力和流量很小，很難控制火災。生產(chǎn)車間均為工藝管線和反應設備，以高度和密度為特征，基本配置在室外。這個部分很重要。因設備和管道的復雜性，可能會出現(xiàn)易燃、易爆、有毒、泄漏等各種化學品的隱患，這是化工企業(yè)防火危險的關鍵問題之一。常見的沒有有效的自動火警方法，安裝管道復雜，因此很難監(jiān)視和檢查。要做好安全與監(jiān)測工作。不可松懈，尤其是在夜班時。安裝地點常常隨著冷凝水和蒸汽的排放，檢查危險氣體泄漏。設備、閥門、管道可能會導致火災，因為安裝地點的火災不可靠。沒有有效的遠距離滅火手段，當初使用消火栓、滅火器、手動噴槍滅火，因此需要接近或進入設置點。我國建設離經(jīng)濟和社會發(fā)展還有很大的距離，有些公司沒有對園區(qū)的整體火災風險進行詳細的安全評估和分析，也沒有針對高風險行業(yè)的特性和水平采取更嚴格的公民、物質和技術防御措施。石油化工園區(qū)的道路僅符合規(guī)范的低標準要求，因此不能滿足許多大型消防車在大型石油化工火災現(xiàn)場停車的作戰(zhàn)需要。第三，火災安全沒有首要責任，安保意識不強，員工不了解或掌握生產(chǎn)和運營風險。處理方案缺失或運用不足，員工的消防教育培訓及培訓工作不到位，對大型石化火災的準備不足。

2智慧消防技術在石油化工企業(yè)火災應用

       智慧消防技術，是以物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、虛擬現(xiàn)實等新信息方法為基礎，為實現(xiàn)石油化工企業(yè)防火智能信息管理，提高消防地理信息系統(tǒng)等室內防火監(jiān)測和火災撲救監(jiān)測水平，建立智慧消防技術數(shù)字平臺，整合所有單元。消防救援能力。一是建立用于消防“物聯(lián)網(wǎng)"監(jiān)測系統(tǒng)。利用IoT識別和移動因特網(wǎng)技術，實時獲取倉庫、加油站、管道、電力、循環(huán)水植物、壓力釋放電、火炬系統(tǒng)等規(guī)劃區(qū)域的實時信息，了解各種滅火的危險性。當前，一些智慧消防技術公司正在研究開發(fā)一系列消防監(jiān)控系統(tǒng)，如消防監(jiān)控、電氣火災監(jiān)測、火災自動報/警、燃氣火災控制、火災通道視頻監(jiān)控等。第二，據(jù)此建立消防“大數(shù)據(jù)"。利用大數(shù)據(jù)進行融合分析、預測預警和輔助決策，達到“動態(tài)數(shù)據(jù)可用性、工作流程的可追蹤性、可控的風險、可預見的調度與指揮、可預測的管理狀況"等目標。第三，周密發(fā)展，大范圍消防建設規(guī)劃。石油化工工業(yè)中的智能防火應用才剛剛起步。盡管部分企業(yè)已建立了基本的消防IoT監(jiān)測系統(tǒng)，但具備大數(shù)據(jù)和先進技術要求的救援系統(tǒng)仍在研究和開發(fā)中。進一步研究互聯(lián)網(wǎng)+、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、移動APP、3D建模、人員配置、消防活動中新媒體宣傳等新技術，實現(xiàn)智慧消防技術在石油化工產(chǎn)品中的應用，同時也是石油化工產(chǎn)品中應用的重點。

       文章分析了石油化工企業(yè)消防安全主要領域的消防問題，根據(jù)相關國家標準和標準介紹了新時期智慧消防技術的概念，提出了智慧消防技術監(jiān)控系統(tǒng)的組合。火災探測系統(tǒng)及火災云層的智能圖像。利用先進的自動定位技術、AI圖像識別技術、大數(shù)據(jù)分析技術和物聯(lián)網(wǎng)技術，實現(xiàn)了石油化工企業(yè)消防信息化。

       近幾年來，隨著化工行業(yè)的發(fā)展，石油化工企業(yè)的火災和爆炸事故逐年增多，其悲劇已歷歷在目。危險貨物自然燃燒引發(fā)的事故；企業(yè)火災管理水平的下降是火災管理水平的重要原因。當前，我國石油化工企業(yè)滅火主要依靠人力資源的被動滅火。消防器材仍以消防栓和手動固定消防監(jiān)控器為主，這就會在現(xiàn)場給消防隊員帶來的安全風險。顯然，智能滅火技術的實現(xiàn)意味著提高企業(yè)火災管理水平，減少火災安全事故的發(fā)生，是發(fā)展的趨勢，是出路。

3智慧消防技術設計

3.1智慧消防技術主要特點

       智慧消防技術監(jiān)控滅火系統(tǒng)采用紅外、紫外、視頻圖像，通過三維重建和滅火射流數(shù)學模型的建立，確定火源。為了達到中等、自動化的火災探測與滅火，具有高度自動化、準確的噴氣流量、滅火等特點，可廣泛應用于石油化工等高風險場所。數(shù)學模型和定位技術，火源定位，受災地區(qū)直接撲滅，撲滅火災，很大限度地減少火區(qū)非戰(zhàn)斗損失自動化與視覺控制模式相結合：智能滅火器不僅能實現(xiàn)自動報/警、自動火災探測、自動滅火等功能，還能通過安裝在設備上的攝像機進行遙控滅火。火警的初始階段不需要靠近火場，可以保證火災的時間和安全。智能火災監(jiān)測與物聯(lián)網(wǎng)技術的結合，以及智能圖像火災探測系統(tǒng)、消防水系統(tǒng)等，組成物聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)多點遠程集中監(jiān)控和指揮。與新的5G通信技術相結合，可以實現(xiàn)低延遲實時視頻預覽和滅火的遠程控制。

3.2智能消防技術的應用

       在建筑、倉庫、油罐、化工公司等危險場所，如a類和b類工廠的安裝區(qū)，如智能火警監(jiān)控器，使用防爆型防火水檢測器/泡沫檢測儀。c類的工廠建筑物、倉庫等區(qū)域使用常規(guī)的消防水監(jiān)視器/表格監(jiān)視器。此發(fā)明適用于視野高，便于全自動化操作。噴火效果好，但由于各種原因，不具備現(xiàn)場安裝條件時，可選擇配置電控消防監(jiān)控。設置在地面，利用遙控/遙控實現(xiàn)滅火功能。利用智能取暖器的噴氣特性，不僅能在石油化學場景中滅火，而且具有稀釋、隔離、冷卻等功能，是石油化工現(xiàn)場滅火活動的主要消防技術。如液化氣儲罐火災具有易燃、易爆、受熱膨脹、著火后濃煙等特點。當發(fā)生火災時，附近的智能取暖器將通過儲油罐的噴氣氣流立即熄滅。在這個時候，儲存罐旁邊的儲罐b也面臨著危險。

       由于火勢蔓延，油罐b附近的智能火警監(jiān)視器開始向儲油罐a附近的儲油罐b一側噴射，于是儲油罐b附近的火警監(jiān)視器便有冷卻隔離的功能：超大流量，噴霧水霧/水柱自由調節(jié)。舊式儲油庫通常裝有手搖槍，全部安裝在地面上。已安裝消防給水管道。研究表明，有三種可行的解決方案。第一，為了提高可操作性，對各部位采用了相同規(guī)格，采用了給水管道，靠近路邊設置了現(xiàn)場控制箱。第二，保持原來的手動槍，增加滅火管。將相同規(guī)格的電控表格監(jiān)視器安裝到該設備上。如無干擾，則用給水管道，并在道路旁設一個控制箱，以方便操作。第三，鋼結構消防炮塔設計在原始的手持槍旁。塔臺高于油罐的高度。全自動泡沫塑料檢測儀應安裝在頭頂上，并有現(xiàn)場設備。這個是防爆型的。三個方案的成本和可靠性將逐步提高。尤其是頭頂?shù)淖詣优菽O(jiān)控器，不但能自動滅火，還能減少油箱堵塞造成的噴霧死角，減少火災監(jiān)控器的數(shù)量。生產(chǎn)設備區(qū)與儲油區(qū)相同，與上述3個計劃相同。火警監(jiān)視器安裝在安裝區(qū)域周圍或安裝區(qū)域的管道鋼結構上，現(xiàn)場設備采用防爆型。

3.3智慧消防技術平臺設計

       智慧消防技術平臺的設計是利用物聯(lián)網(wǎng)、地理信息、NFC/RFID、云計算、視頻AI等技術，將企業(yè)內所有消防子系統(tǒng)整合成一個“系統(tǒng)"和“自動火警系統(tǒng)"。利用防火墻云平臺，打開消防信息孤島，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和業(yè)務連接。它能實時接收、顯示和處理網(wǎng)絡設備的報/警信息和消防設施的運行狀態(tài)信息，還能發(fā)送火災報/警信息、消防設施的運行狀態(tài)信息以及消防安全主要單元。轉交給城市火災通訊系統(tǒng)和安全監(jiān)控管理部門管理信息。它能提高企業(yè)火災報/警系統(tǒng)的及時性和可靠性，及時處理消防設備故障信息，提高建筑物消防設施的完整性，對主要防火區(qū)域及主要防火部位的火災安全管理狀況進行監(jiān)控。利用手機APP，企業(yè)消防管理人員、消防人員及相關領導隨時了解企業(yè)火災情況，及時應對設備警報、故障等隱患，提高決策效率。消防基礎數(shù)據(jù)的收集與各級政府的支持密不可分，消防部門通過建立專門的網(wǎng)絡參與政府網(wǎng)絡監(jiān)控，把消防工作納入政府的日常工作。以消防數(shù)據(jù)和消防網(wǎng)絡組件為基礎的大型智能化消防網(wǎng)絡信息系統(tǒng)。各地消防單位應將消防資料的使用流程標準化，形成相應的標準，以便每天、每月收集、檢查、分析資料，及時準確地發(fā)布。準確的實施可以與地方政府分享。建筑的地理位置、人力資源、建筑信息動態(tài)共享和動態(tài)管理。

       此外，還需綜合消防訓練系統(tǒng)、物流設備系統(tǒng)、用戶登記管理系統(tǒng)、消防車設備、消防器材等數(shù)據(jù)，繪制方便電話、更新的電子圖表，縮短備考時間。減少滅火時間，提高滅火效率，減少損失。利用物聯(lián)網(wǎng)安全監(jiān)測的企業(yè)監(jiān)控信號和封/鎖/公/安/系/統(tǒng)通道，以及易燃和爆炸物的運輸，確定企業(yè)和居民面臨的風險不斷增加。GPS系統(tǒng)用于每日巡邏，監(jiān)測消防隊員，建立報告、反饋和處理機制。消防隊可以按照程序停止修改封閉和封閉防火通道，并根據(jù)需要更新智能防火信息，防止危險事故的發(fā)生。利用物聯(lián)網(wǎng)技術增加了火災風險較高地區(qū)的現(xiàn)場檢查數(shù)量，提高監(jiān)管能力。整合匯總各平臺的信息，及時更新數(shù)據(jù)，發(fā)布火警，做到早預防和有效滅火。利用物聯(lián)網(wǎng)技術、大數(shù)據(jù)、云計算等相關技術，對火災發(fā)生后的損失進行評估，并為火災調查提供相應的數(shù)據(jù)。其中防火墻云平臺的主要組件有云服務器、用戶信息發(fā)送設備、防火墻物聯(lián)網(wǎng)平臺管理軟件、物聯(lián)網(wǎng)移動APP等。云服務器是平臺數(shù)據(jù)信息的核心，負責接收、處理、分析和發(fā)送信息。該系統(tǒng)位于企業(yè)應急管理指揮，通過無線網(wǎng)絡與系統(tǒng)其他設備進行通信。用戶信息發(fā)送設備通過諸如RS232/RS485/CAN等通訊方式連接火警控制系統(tǒng)，及時獲取各網(wǎng)絡單元的自動火災報/警信息及報/警信息。上傳到云平臺。旁邊是每臺自動火警控制器的主機，通過無線網(wǎng)絡與云臺通訊。支持組織管理，設備管理，用戶管理，GIS配置，地面計劃管理，API配置和其他配置管理功能。配備報/警、狀態(tài)監(jiān)控、統(tǒng)計分析、地圖APP等。適用于基本防火墻IOTAPP功能。裝在云服務器上，可連接到大屏幕顯示器。物聯(lián)網(wǎng)手機APP支持報/警器的顯示/處理以及故障查詢/處理等功能5結論與展望通過介紹石油化工企業(yè)主要防火領域的防火分析及智能防火系統(tǒng)，可看到一整套由智能防火監(jiān)控器、智能圖像防火系統(tǒng)組成的解決方案。早發(fā)現(xiàn)、早滅火、科學管理是石化企業(yè)防火改造的科學選擇。隨著科技的發(fā)展，消防物聯(lián)網(wǎng)成為大數(shù)據(jù)技術、AI技術、5G通信技術、區(qū)塊鏈技術等緊密結合，實現(xiàn)可靠的認證、云監(jiān)控、云分析等新信息和智能平臺，以更加可靠的方式保障石化行業(yè)的火災安全。

4安科瑞智慧消防平臺介紹

4.1平臺結構

4.2平臺主要功能介紹

4.2.1首頁

       用戶登錄成功之后進入首頁，如圖所示。主要展示的內容有：項目概況、設備狀態(tài)、設備分類、設備報/警信息、報/警分類、報/警統(tǒng)計、設備臺賬信息等。其中百/度地圖可以選配成BIM建筑模型，任何傳感器報/警時可以在BIM模型中預警顯示。

4.2.2消防子系統(tǒng)

       智慧消防管理云平臺包含了智慧用電子系統(tǒng)、防排煙子系統(tǒng)、消防水子系統(tǒng)、消防設備電源子系統(tǒng)、防火門子系統(tǒng)、消防設備管理子系統(tǒng)和視頻監(jiān)控子系統(tǒng)等。智慧用電子系統(tǒng)可以接入電氣火災、孤航電弧、電氣火災主機、滅弧式保護器探測器和無線測溫探測器等。點擊智慧用電子系統(tǒng)進入智慧用電監(jiān)控頁面，點擊菜單顯示整個項目的基礎信息和該項目下的所有探測器的信息，點擊末級節(jié)點顯示具體探測器的監(jiān)控頁面。

       消防水子系統(tǒng)可以接入消防栓、消防水壓、水位傳感器等，用于實時的監(jiān)控消防水管網(wǎng)的壓力、液位、是否漏水，以及開蓋等事件，當消防水壓不夠，管網(wǎng)漏水時，系統(tǒng)也能實時地發(fā)出警報，能讓相關人員及時維修維護，保障消防安全。

       防排煙子系統(tǒng)通過高靈敏的無線煙感報/警裝置，實現(xiàn)對煙霧、有害氣體、及氣體滅火信息等數(shù)據(jù)采集，實時秒級檢測煙霧，一且發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)劇超過風險閾值，APP、短信報/警、電話報/警統(tǒng)統(tǒng)上陣，通過設備的標簽、地理位置定位，快速通知業(yè)主、物業(yè)消防單位是哪個位置的火災隱情。

       消防設備電源子系統(tǒng)實時監(jiān)控消防系統(tǒng)各個部件（如消防報/警主機、樓層顯示器、水泵、噴淋泵、電梯等）的電源工作狀態(tài)，確保消防設備供電正常，并對各個部件電源產(chǎn)生的過壓、欠壓、過流、短路、斷路等故障報/警提示。可長期記錄電壓電流運行參數(shù)，自動對消防電源一段時間的運行狀態(tài)進行分析，對可能產(chǎn)出問題的隱患進行警示。

       防火門子系統(tǒng)通過與門禁報/警、視頻識別的關聯(lián)，實時監(jiān)控消防通道、安全出口、生命通道防火門的開閉及消防通道堆放物情況，實現(xiàn)緊急情況下的開閉控制等功能。確保防火門常閉、不上鎖狀態(tài)及保障火警救援是消防生命通道的暢通等，保障安全的生活、工作環(huán)境。

       應急照明與疏散指示子系統(tǒng)可實現(xiàn)對各個應急燈具的實時監(jiān)控和控制，當發(fā)生火災時，可準確的給出安全的疏散路徑指示，智能打開消防應急指示燈的指示方向及應急照明燈，幫助建筑內的人群選擇逃生疏散路線，指引安全逃生方向。

       視頻監(jiān)控子系統(tǒng)數(shù)據(jù)部門收到感應端各子系統(tǒng)報/警信息后，可調出報/警位置關聯(lián)的監(jiān)控攝像頭圖像，查看報/警現(xiàn)場視頻輔助進行火情確認。實現(xiàn)火災報/警子系統(tǒng)、消防水子系統(tǒng)、電氣火災子系統(tǒng)、防排煙子系統(tǒng)、消防設備電源子系統(tǒng)、防火門子系統(tǒng)和視頻監(jiān)控子系統(tǒng)的有機結合，實現(xiàn)了報/警點和監(jiān)控點的聯(lián)動。

       消防設備管理子系統(tǒng)能夠將每個建筑、項目節(jié)點的所有消防設備和資產(chǎn)納入管理，對一些消防栓、滅火器、噴淋和消防大隊地址等著重標注，日常的巡檢和維護都需要納入計劃，在緊急情況下，會聯(lián)動GIS調度子系統(tǒng)進行調度。

4.2.3隱患管理

       隱患管理功能包括了隱患查詢、隱患派發(fā)、隱患處理和隱患分析四個模塊。可以查看登錄用戶下的所有項目的隱患信息，并進行派發(fā)和處理操作，且對所有隱患進行統(tǒng)計分析。

4.2.4能耗分析

       能耗分析功能包括了能耗概況、能耗同比、能耗環(huán)比、能耗報表和能耗預測等五個模塊。可以查看登錄用戶下的所有項目的能耗統(tǒng)計、同環(huán)比和報表，且按日、周、月等維度進行能耗預/測/分/析。

4.2.5手機APP

       APP支持Android、iOS操作系統(tǒng)，方便用戶查看電氣火災、防排煙、消防水、消防設備電源、防火門、消防設備管理、視頻監(jiān)控、火災報/警等子系統(tǒng)的實時監(jiān)控數(shù)據(jù)、報/警信息、能耗統(tǒng)計等。

4.3推薦配置

4.3.1平臺服務器：建議按照我方推薦配置購買，或者客戶自己租用阿里云資源。

推薦硬件配置清單：（如申請阿里云可忽略）

4.3.2系統(tǒng)現(xiàn)場推薦硬件配置清單：

       注：以下配置為針對1個回路選型，其中剩余電流互感器應根據(jù)現(xiàn)場回路電流大

4.4產(chǎn)品介紹

       電氣火災監(jiān)控探測器

ARCM300T-Z-2G/4G/NB可選配2G上傳、4G上傳、NB-IOT網(wǎng)絡上傳，單表流量說明：

上傳間隔一分鐘，小于30M/月；

上傳間隔二分鐘，小于15M/月；

上傳間隔五分鐘，小于10M/月；

5結束語

       為了提高石油化工企業(yè)的防火水平，智慧消防技術已經(jīng)成為*的手段。智能化消防是石化企業(yè) 實現(xiàn)災害快速預警、網(wǎng)絡化消防控制和滅火救援等 重要環(huán)節(jié)。為此，結合區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和信息化基礎 設施建設的實際情況，不斷探索消防工作實現(xiàn)智能化的途徑和方法，實現(xiàn)石油化工企業(yè)消防“智能"工作的根本轉變。

參考文獻

[1]谷　平.淺淡智慧消防技術在石油化工行業(yè)的應用

[2]李寶軍,周海濤,張嶸.油氣田“智慧消防"體系建設及實踐途徑[J].化工管理,2021

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