1. 问题的提出

   随着国民经济的飞速发展，石油及石油产品在生产、生活中的应用越来越广泛，各类油库、加油站日益增多，而油罐是储存油料最为重要的设备，油罐储油是当前应用最普遍的一种储油方式。油罐内储存的各种油品一般都具有易挥发、易流失、易燃烧、易爆炸等性质，一旦发生火灾，必将造成重大经济损失，因此其安全特别重要。

    尽管各大企业非常重视安全问题，但是近几年来的油罐火灾仍然不少，调查分析表明：在全部油罐火灾中，原油罐占40％，汽油罐占32％，柴油罐占8％，重质油品储罐占20％。由此可知，闪点低于28℃的油品储罐占全部油罐火灾的72％。

    另外就火灾的原因分析表明：油罐失火的主观原因往往是有关人员的思想不重视，责任心不强，违反操作规程等；客观原因方面通过对国内炼油厂油罐火灾统计的结果表明：明火引起占64％，静电引起占12％，油温达到自燃点引起占8％，雷击引起占12％，其它原因占4％。

    以上发生火灾的油罐属于外浮顶罐和内浮顶罐的比例是12%左右，而且由于这一类油罐的储量往往比较大，火灾损失和控制的难度很大，因此所有的自动系统响应都应该在3分钟内反应，而实际情况是系统往往达不到。

    传统的设计方法是：

    1)   在所有储油罐浮盘上分别设置线型光纤感温探测器进行火灾检测。当温度达到设定值时，设在控制室内和消防泵房值班室的火灾报警系统发出声光报警。

    2)   每个油罐上方设三波段红外火焰探测器，当发生火灾时，发出报警信号，经人工确认后，启动对应的消防设施。

    3)   防火堤外设置防爆型手动报警按钮，当现场人员发现火灾时，可按手动火灾报警按钮，经人工确认后，启动对应的消防设施。

    4)   报警信号最终传至中心控制室消防系统，并与通讯专业设置的火灾报警系统相连，通讯专业设在控制室、消防值班室以及罐区的火灾报警系统发出声光报警广播。

    5)   在罐区设消防警笛，当火灾发生时发出报警信号。

    6)   在中心控制室和消防值班室的消防系统实现声光报警，当收到现场感温探测器或手动火灾报警按钮发出的报警信号后，立即发出声光报警，提示操作人员。操作人员通过工业电视确认火灾发生后，消防控制系统自动联锁启动消防设施。

    7)   控制室设消防确认按钮，确保在发生火灾和意外情况时，及时启动消防设施。

    为什么传统的设计方法达不到快速响应，及时报警和联动控制的基本功能要求？主要问题在于：

    1） 以往采用的线型感温火灾探测器（包括老式的感温电缆或目前采用的光纤光栅感温探测）响应时间慢，需要火焰足够大，并产生足够的温度。尤其是光纤光栅探测器，存在两方面的问题：第一，每3~6米一个感温光栅，如果火焰最先不出现在光栅所在的位置，响应的不确定性就很大；第二，全同光栅由于制作工艺问题在一段时间之后势必存在中心波长发散，而使探测能力下降，会使之后的探测不确定性更大。另外以往采用的红外火焰探测器，响应距离有限，对于5万方和10万方罐，探测距离达到60米和80米，根据火焰探测器的平方律关系，距离每增加1倍，响应的火灾规模必须增加4倍，而对于标准火（0.1m²汽油火），一般的红外火焰探测器一级灵敏度响应距离25米，这意味着要比较大的火才能触发报警，即在60米处至少需要约0.6MW，80m处需要接近1MW。这么大的火非常危险了。

    2） 报警系统的立即确认和可视化程度差。目前一般情况下，除了罐顶的火灾报警系统外，会在周边设置工业电视系统。然而，一方面火灾报警就延时很多了，再通过摄像机转动去查看火灾，人工确认，这个操作时间太长了。

    3） 目前油罐多采用泡沫灭火系统+罐外喷淋冷却系统。一个油罐采用4~6个泡沫发生器，可以想象泡沫灭火系统从启动到泡沫淹没火灾部位需要多长的时间，这是很难早期应对火灾的。而喷淋冷却系统主要起到冷却作用。

    4） 针对主观因素除了制度严明外，缺少必要的技术监督手段。

2. 试验研究与比较分析

2.1  分布智能图像型火灾探测器与鄯善油库使用的三波段火焰探测器试验数据

2.2 分布智能图像型火灾探测器与其它三波段火焰探测器试验数据

3. 试验结果分析

   根据对比测试数据，分布智能图像型火灾（烟雾/火焰）探测器与三波段火焰探测器结果总结分析如下：

  

  三波段红外火焰探测器试验数据分析总结：

• 20米以内探测响应时间较图像型火灾探测器略快或持平；

• 探测距离较近，0.12㎡标准火的可靠探测距离在30m以内；

• 探测器的探测性能与探测距离呈平方律关系（距离平方反比），即火灾的位置距离探测器每增加一倍，探测能力衰减4倍；

• 受天气、环境影响较大，大大降低探测性能；

• 同一距离上的视角范围较小，探测能力随着横向距离加大而衰减。

    

      分布智能图像型火灾探测器试验数据分析总结： 

• 探测距离远，响应快，范围广，更适用于油罐火灾探侧。根据罐区直径大小，可选择不同大小镜头的探测器；

• 受天气、环境影响较小，基本对探测性能无影响；

• 具有可视化功能，对现场起火点能准确判断，即时确认；

• 可同时进行烟雾、火焰探测；

• 视角范围较大，探测能力不随横向距离增大而衰减，直到火灾不在视场内。  

3. 结论与建议

   1) 通过针对两类探测器的实体对比试验研究，可以看出分布智能图像型火灾探测器在探测性能、环境适应性能等方面优于三波段红外火焰探测器。由于油罐火灾的特点，分布智能图像型火灾探测器更适合于油罐区的应用，可以实现快速报警、即时确认，立即启动灭火/冷却系统的目的。

   2) 根据最新发布的国家标准GB50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》，已经明确规定油罐可以采用分布智能图像火灾探测器。如果采用分布智能图像型火灾探测器取代三波段红外火焰探测器，并配合分布光纤光栅感温探测器，将大大改善火灾探测性能，极大提高火灾确认、启动灭火的时间。

   3) 分布智能图像型火灾探测器可以扩展智能监控功能（事件检测功能）和工业电视监控功能，从而形成火灾自动探测、事件检测和CCTV监控三合一整合系统，具有较高的经济适用性，一套系统解决原先多套系统解决的问题。推荐采用三合一系统，针对罐区可能引起灾害的其它事件也予以自动侦测报警。