安科瑞智慧消防在煤化工行业应急安全中的应用

安科瑞 王晶淼

摘要： 我国煤化工行业在近些年得到了长足的发展，企业数量增加、产品品目繁多、企业规模越来越大、生产工艺越来越复杂。但煤化工行业的高危险性要求其配套的消防安全工作须符合企业的发展需求，因此，文章从煤化工行业及其火灾危险性出发，提出了在煤化工行业引入智慧消防管理平台，以提高煤化工行业消防应急救援能力，为煤化工安全生产保驾护航。

关键字：智慧消防；煤化工；应急安全；火灾事故

一、概述
 煤化工是指采用煤炭作为原材料，通过化学合成转化为需求的产品的过程。目前煤化工主要包括煤气化、液化以及炼焦和电石加工等工艺，其中炼焦和电石加工的荒煤气又可以进一步合成甲醇，实现液化。根据工艺路径的不同，煤化工又可以分为传统煤化工和新型煤化工。其中传统煤化工主要是炼焦、合成氨、合成甲醇，特点是产能过剩、能耗高、污染重、资源利用率和附加值低，属于将要被淘汰的落后产能。新型煤化工是指近些年发展起来的煤制油、煤制天然气等生产清洁能源和石油化工替代品的煤化工工艺。产品附加值高，市场前景广阔，在我国优化能源结构、保证环保、保障国家能源安全的背景下，新型煤化工是目前主要的煤化工发展方向。
 随着国民经济和科学技术的发展，煤化工行业在我国国民经济建设中占据了越来越重要的地位，煤化工产品的应用已渗透到人们生产生活的各个领域。但是，煤化工生产企业由于其特殊性，存在着众多的安全隐患，在生产、运输和储存过程中具有高温高压或低温低压、 易燃易爆的特点，易发生严重的火灾和爆炸危险事故，所以加强煤化工火灾的应急救援工作，以减少火灾爆炸事故的损失，对消防安全管理有十分重要的意义。 
 本文根据煤化工的工艺特点和危险性，结合目前安科瑞智慧消防平台，将分散的烟感、消防水、电气火灾探测器、摄像头等各类传感器接入连接网络，并对这些设备的状态进行智能化感知、识别、定位，实时动态采集消防信息，实现了无人化值守智慧消防，实现消防设施运行及监管的“自动化”、“智能化”、“系统化 ”、“精细化”，提高了煤化工行业消防应急救援能力，为煤化工安全生产保驾护航。
二、煤化工在消防管理方面存在的问题
1、法规标准不完善
 煤化工尤其是新型煤化工是近些年来才发展起来的行业，随着技术引进和自主创新，我国的新型煤化工产业呈现快速发展的趋势。但是，由于目前我国煤化工行业缺少专门的行业标准，在煤化工消防设计过程中一般参考石化行业 的 有 关 标 准， 例 如 GB 50160-2015《石油化工企业设计防火规范》、GB 50183-2015《石油天然气工程设计防火规范》等，这使得很多煤化工企业都是在摸索中前进，边设计边施工，为煤化工生产的消防工作埋下了事故隐患。另外，个别企业以效益为上，忽略了消防安全管理，缺少必要的火灾爆炸防控措施也是煤化工企业消防工作的弊病之一。
2、安全管理体系不健全
 煤化工企业的化工工艺相对石化企业来讲要复杂很多，机械设备规模大、设备投资高，建设和运行非常复杂。同时，由于我国煤化工缺少统一的协调部署，企业比较分散，没有共同的垂直上级部门的监督，消防安全工作一般只能依靠煤炭管理、地方安全监督管理部门和公安消防部门进行管理，但是由于各个机构之间工作各有偏重，缺少必要的沟通，不能建立完整、健全的安全管理体系，因此给消防管理工作造成了很大的麻烦。
3、应急能力相对不足
 我国 80% 以上的煤化工企业都依靠煤炭企业成立，煤化工工业园区一般集中在产煤基地，我国的产煤基地大部分位于水资源缺乏地区，造成了煤化工企业天然缺水的现状，消防水源的配备存在较大困难。在缺少必要的消防水源的情况下，非常容易造成小事故变大事故的情况。其次，由于煤炭企业在化工生产方面缺少经验积累，消防车辆和消防队伍不足，面对化工企业的消防事故难以组织有效的火灾事故救援。
 
三、安科瑞智慧消防整体设计
3.1 系统结构
 安科瑞智慧消防管理云平台采用“感、传、知、用”等物联网技术手段，综合利用 RFID、无线传感、云计算、大数据等技术，通过互联网、无线通信网、专网等通信网络，对消防设施、器材、人员等状态进行智能化感知、识别、定位与跟踪，实现实时、动态、互动、融合的消防信息采集、传递和处理，通过信息处理、数据挖掘和态势分析，为防火监督管理和灭火救援提供信息支撑，提高社会化消防监督与管理水平，增强消防灭火救援能力。

3.2系统架构
 智慧消防管理云平台的系统网络结构采用分层分布式的结构，系统包括：传感器层、IaaS层、PaaS层和SaaS层。系统网络结构如下图所示。

传感器层包括了智慧消防和传统消防系统的所有设备，是整个系统的底层，也是构建该智慧消防管理云平台必要的基本组成元素，主要有智慧用电探测器、摄像头、燃气探测器、应急照明和疏散指示主机、防火门主机、消防设备电源主机、电气火灾主机、火灾报警主机等设备。
 IaaS层负责对所有传感器进行集中抄表和数据缓存，存储所有的设备点位信息、探测器监测数据、火灾报警信息、视频信息和设备运行状态数据，采用的数据库有MySQL、MongoDB、Redis。
 PaaS层是对IaaS层数据的整合和分析，主要分为业务管理和、数据分析与决策辅助。业务部分有火灾报警子系统、应急照明与疏散指示子系统、消防水子系统、电气火灾子系统、消防设备管理子系统、防火门子系统、消防设备电源子系统、视频监控子系统等。
3.3、系统功能
（1）首页
 主要展示的内容有：项目概况、设备状态、探测器分类、设备报警信息、报警分类、报警统计、设备台账信息等。其中百度地图可以选配成3D建筑模型。

（2）消防子系统
 智慧消防管理云平台包含了智慧用电子系统、电气火灾子系统、火灾报警子系统、消防水子系统、消防设备电源子系统、防火门子系统、消防设备管理子系统和视频监控子系统等。
①　智慧用电子系统
 可以接入电气火灾、孤航电弧、电气火灾主机、灭弧式保护器探测器和无线测温探测器等。

 

②　消防水子系统
 可以接入消防栓、消防水压、水位传感器等，用于实时的监控消防水管网的压力、液位、是否漏水，以及开盖等事件，当消防水压不够，管网漏水时，系统也能实时地发出警报，能让相关人员及时维修维护，保障消防隐患。在水泵控制柜电源、故障、启停和手/自动状态信息；在主管网安装压力传感器，实时采集主管网实时压力信息；在各阀门处安装传感器，实时采集阀门开闭状态信息；在屋顶水箱安装感知器，实时采集水箱水量信息；在末端试水装置安装压力传感器，实时采集末端实时压力信息。系统通过分析数据信息、调取现场视频等多种方式，快速发现异常及故障，很好得减少消防水现场检查次数、降低工作强度、提高工作效率，保障消防水系统在火灾发生时发挥作用。

③　消防设备电源子系统
 实时监控消防系统各个部件（如消防报警主机、楼层显示器、水泵、喷淋泵、电梯等）的电源工作状态，确保消防设备供电正常，并对各个部件电源产生的过压、欠压、过流、短路、断路等故障告警提示。可长期记录电压电流运行参数，自动对消防电源一段时间的运行状态进行分析，对可能产出问题的隐患进行警示。

④　防火门子系统
 通过与门禁报警、视频识别的关联，实时监控消防通道、出口、生命通道防火门的开闭及消防通道堆放物情况，实现紧急情况下的开闭控制等功能。确保防火门常闭、不上锁状态及保障火警救援，保证消防生命通道的正常通行，从而保障居民的生活、工作环境。

⑤　应急照明与疏散指示子系统
 可实现对各个应急灯具的实时监控和控制，当发生火灾时，可准确的给出正确的疏散路径指示，智能打开消防应急指示灯的指示方向及应急照明灯，帮助建筑内的人群选择逃生疏散路线，指引正确的逃生方向。

⑥　视频监控子系统
 数据服务器收到感应端各子系统告警信息后，可调出告警位置关联的监控摄像头图像，查看报警现场视频辅助进行火情确认。实现火灾报警子系统、消防水子系统、电气火灾子系统、防排烟子系统、消防设备电源子系统、防火门子系统和视频监控子系统的结合，实现了报警点和监控点的联动。

⑦　消防设备管理子系统
 能够将每个建筑、项目节点的所有消防设备和资产纳入管理，对一些消防栓、灭火器、喷淋和消防大队地址等着重标注，日常的巡检和维护都需要纳入计划，在紧急情况下，会联动GIS调度子系统进行调度。

⑧　火灾报警子系统
 在传统的火灾报警主机上加装带有CCCF认证的信息传输装置，连接到智慧消防平台，实现状态信息上报，事件上报和告警信息上报，通过短信、语音外呼、APP推送、钉钉推动、微信小程序推送、微信公众号推送等到达责任人，实现传统火报主机联网。

（3）隐患管理
 隐患管理功能包括了隐患查询、隐患派发、隐患处理和隐患分析四个模块。可以查看登录用户下的所有项目的隐患信息，并进行派发和处理操作，且对所有隐患进行统计分析。

 

（4）能耗分析
 能耗分析功能包括了能耗概况、能耗同比、能耗环比、能耗报表、电能报表和复费率报表等六个模块。可以查看登录用户下的所有项目的能耗统计、同环比和报表。

 

（5）运维管理
 运维管理功能包括设备巡检、巡检轨迹、消防培训、消防考试、通讯状态等。设备巡检采用NFC射频卡标签，手机扫描标签进行巡检工作，系统可查看当前巡检/巡查计划以及巡检巡查计划的完成情况，系统也可以自动记录巡检人员的巡检轨迹，代替了传统纸质检查记录，改变了传统巡查不到位、巡检记录不真实的现状。

四、典型硬件

五、总结
 煤化工企业的消防工作可以说是煤化工企业生产和运行保障中的重中之重，须建立智慧消防管理平台，加强防控措施的建设，通过合理的建设和规划，保障煤化工企业生产过程的安全性和可持续性。

审核编辑 黄昊宇