随着我国经济的高速发展，石油及其制品的 消耗量逐年增长，其运输日益频繁，为保证日常 生产周转需要，石油罐区总储量及单罐容量也越 来越大。但由于石油化工企业具有生产环境恶劣， 工艺复杂，产品易燃易爆等特点，所以多年来火 灾和爆炸事故一直威胁着油气生产单位职工的生
对环境比较敏感，周围环境好坏直接影响系统 能否正常运行。储油罐内存贮易燃易爆产品， 且均露天放置，环境条件恶劣，传统的感温探 测器受环境影响，误报率很高，且由于传感器 电信号引入储油罐区，不可避免地带来一些安 全隐患。近十年推出的光纤光栅感温探测器性
３．３储油罐光纤光栅感温探测器安装
浮顶储油罐的浮盘上部至罐壁顶部空间为１
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图４光纤光栅探测器安装图
为了现场安装简单方便，现在厂家一般做法 是根据储罐上光栅感温探测器布置图，在工厂就 将自检探头，检测探头，连接光缆及单模跳线融 接成一体，成为检测光缆，其固定方法与上述类同。
连接箱至各储罐探测器的报警光缆线路采用２芯
下简称《火规》）第８．３．１条规定，从一个防火分 区内任何位置到最邻近的一个手报的距离不应大
于３０ｍ。即要求手报的间距不应大于６０ｍ，显然
４结束语
近年来，储油罐发展的明显趋势是大型化， 随着石油储量的增加，油罐数量也大幅增加，大 型油罐一旦发生火灾爆炸，危害极大。传统带电 型的火灾探测器不适用于这类要求本质安全的场 所，而光纤光栅感温探测器由于是使用光信号进 行传感和传输，本身不带电，能做到本质安全防 爆，特别适用于储油罐这类要求本质防爆、电隔 离的场所。
３．４报警光缆线路敷设
火灾自动报警系统的光纤光栅信号处理器设 在储罐区以外的中控机柜室内，火灾报警光缆连 接箱安装在储罐区防火堤外壁上，由光缆连接箱 至信号处理器的报警光缆线路采用１６芯非铠装光 缆沿罐区外工艺管架上的弱电线槽敷设，由光缆
设示意图见图５。
由于从油罐顶部到浮顶的传输光缆长度是可
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非编码的，采用立柱安装在堤外的路肩上。
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２０１１年第９届两岸四地工程师（广州）论坛论文集
储油罐区火灾自动报警系统设计
林文建
（福建省石油化学Ｘ－，＿ｌｋ设计院，福州）
摘要：本文简要介绍了储油罐火灾特点和光纤光栅感温探测器工作原理及其技术优势。结合该探测器 在油罐区火灾自动报警系统中的实际应用，说明其布置方法、系统构成、安装方式及线路敷设。同时 对储罐区四周道路边手动火灾报警按钮的布置及选型等提出自己的看法，以供参考。 关键词：火灾自动报警系统；光纤光栅感温探测器；布置；安装；线路敷设；手动火灾报警按钮
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原油罐区 图３光纤光栅感温探测器系统图
３．５手动火灾报警按钮的布置、选型及其 配线 《石化规》第８．１２．４条规定，甲、乙类装 置区和罐区四周道路应设置手动火灾报警按钮
（以下简称手报），其间距不宜大于１００ｍ。而 ＧＢ５０１１６—９８《火灾自动报警系统设计规范》（以
设一个手报接线箱，每个手报采用一根２芯铠装
电缆直埋敷设至手报接线箱，再从接线箱通过一 根多芯非铠装电缆沿堤外的弱电线槽引至上述 ＰＬＣ机柜。
２０１１年第９届两岸四地工程师（广州）论坛论文集
入射光谱
透射光谱
栅探测器间距不应大于３米，由于储罐浮盘二次
密封件是沿罐壁圆周布置的，故每个储罐需设置 的光栅型感温探测器个数＝储罐圆周长／探测器间 距＝３．１４×４０／３－－４１．９，取４２个。即每个储罐应设 置４２个光栅型感温探测器，其布置如图２所示。
非铠装光缆先沿罐区内工艺管墩上的弱电线槽敷
设，出线槽部分采用穿钢管沿罐基础及盘梯明敷
至罐顶，在罐顶采用穿防爆挠性管过渡后，再穿 钢管沿浮顶上的滑动浮梯敷设至其中间处改穿金 属软管敷设至浮顶上的光纤连接盒，自光纤连接 盒至探测器及探测器之间的连接光缆采用单芯铠 装光缆沿浮顶密封圈处明敷。光缆在浮顶罐上敷Βιβλιοθήκη 蝴一．一一一Ｊ
图５光缆在浮顶灌上敷设示意图
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２０１１年第９届两岸四地工程师（广州）论坛论文集 调的，安装时应注意其可调范围，预留好光缆长度， 以免移动时拉断光缆。 每个手报信号均引至罐区外的中控室ＰＬＣ 机柜进行火灾报警，该ＰＬＣ机柜与光纤光栅信 号处理器及报警仪表装置放在一起，以便于火灾 的可靠确认。为方便手报配线，在罐区堤外壁上
选用非防爆型的，但由于手报是在火灾事故情况 下才启用，此时罐区内油气这一易燃爆物将大量 释放，会蔓延至罐区堤外而形成爆炸危险场所， 所以为安全起见，手报应选用防爆型，且一般为
参考文献 【１１《石油化工企业设计防火规范》ＧＢＳ０１ｆｆｆ－２（）（）８ ［２１《火灾自动报警系统设计规范》ＧＢＳ０１１６－９８
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一透射光
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图１光纤光栅探测器及光谱特性示意图
３储油罐区火灾自动报警系统设计
要点
３．１工程概况
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某工程原油罐区由６个直径为４０ｍ，罐高
１６．０５ｍ的２万立方米浮顶油罐组成，总库容为１２ 万立方米，库区防火堤长１７０ｍ，宽１１５ｍ。罐区 内属２区级爆炸危险场所，其中浮顶罐的浮盘上 部至罐壁顶部空间为１区级爆炸危险场所。
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２０１１年第９届两岸四地工程师（广州）论坛论文集 用来产生宽带光，并传输到光纤上，也用于读出 光纤光栅探测器的反射波长，并转化为温度数值， 该装置还具有实时显示温度，监测温度异常，报 警参数设置和报警显示等功能。 区级爆炸危险场所，为了今后维护保养过程中做 到不用电，不用明火，储罐上所有光纤光栅感温 探测器均采用法兰盘连接，并采用强力磁铁作固 定卡子，将光栅感温探测器及其连接传输用单芯 铠装光缆同定于浮顶边缘的二次密封金属板上， 固定间距应不大于１米。探测器安装图见图４。
图２浮顶油罐感温探测器布置图
储油罐上的光栅型感温探测器应根据消防灭 火系统的要求进行报警分区，每个储罐至少应设 一个报警区域，以便火灾发生时，迅速确认着火
的储罐，对其进行有效的灭火，储油罐区光纤光 栅感温探测器系统图见图３。 图３中的光纤光栅信号处理器及报警仪表装 置设在离储罐区ｌ公里以外的中控机柜室内，它
１储油罐火灾特点及光纤光栅感温 探测器的应用
石油及其制品在一定温度下，能蒸发大量蒸
在，某一特定波长的光线将不能通过而被反射 回来，其他波长的光线则顺利通过，反射光的 中心波长入和光纤周期栅距Ａ成正比。对于特 定的栅距Ａ，反射的波长入非常稳定。若栅距 发生变化时，则反射的波长随之而变。当监测 的温度参数发生变化时，由于光纤光栅探测器 的热胀冷缩效应，光栅的周期条纹间距会发生 变化。因此，只要检测出反射光的波长以及它 的偏移ａ入。就可感知光纤光栅探测器所处位 置的温度及变化。光纤光栅探测器结构及光谱 特性示意图如图１所示。
能优越，它本身不带电，本质安全防爆，抗电
磁干扰，且抗腐蚀，特别适用于易燃易爆等恶 劣环境下使用。
２光纤光栅感温探测器基本工作原理
光纤光栅感温探测器采用光纤作为传感材 料，封装在不锈钢外护套内，它其实就是一段 光纤，利用激光加工手段在光纤芯内刻制间距 为Ａ的若干条纹。形成一个光栅元件，当一束 宽带光源通过光纤传输时，由于光纤光栅的存
国标《火规》对手报布置间距的要求严于国标《石 化规》，但在《石化规》８．１２节火灾报警系统的
８．１２．７条又规定，火灾报警系统的设计，本规范未
作规定者，应按现行国标《火规》的有关规定执行。
因为《石化规》对手报间距已作规定，所以笔者
认为，在布置罐区四周道路边上的手报时，其问
距可控制在１００ｍ以内。
根据《石化规》要求，手报布置于罐区堤外 的四周道路边，堤外属非爆炸危险场所，手报可
３．２储油罐光纤光栅感温探测器布置及 报警区域划分 储油罐火灾的最初阶段一般都是发生在浮盘
的密封罔处。因此《石化规》８．１２．５条文说明，储
罐上光纤型感温探测器应设置在储罐浮顶的二次
密封圈处，当采用光纤光栅型感温探测器时，光
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气，当这些油蒸气与空气混合达到一定比例时，
遇到明火或周围温度达到其引燃温度即发生爆炸。 此外，储油容器在高温作用下，油蒸气压力急剧 增加，当超过容器能承受的极限压力时，容器即 发生爆炸。由此可见，要防止储油罐火灾或爆炸， 除消除明火外，还要监测其温度。
传统的感温探测器均采用热电信号传感器，
一２０９一
命财产安全。特别是大型储油罐区一旦发生火灾
爆炸事故，后果更是不堪设想。ＧＢ５０１６０—２００８《石 油化工企业设计防火规范》（以下简称《石化规》） 第８．１２．５条规定，单罐容积大于或等于３００００ｍ３ 的浮顶罐密封圈处应设置火灾自动报警系统；单 罐容积大于或等于１００００ｍ３并小于３００００ｍ３的浮 顶罐密封圈处宜设置火灾自动报警系统。本文就 某工程原油罐区６个２００００ｍ３浮顶油罐的火灾自 动报警系统设计作简要介绍，以便与同行们交流， 不当之处请指正。