1 引言

煤化工作為能源化工領域的重要組成部分，在推動能源結構調整和促進經濟發(fā)展方面發(fā)揮著至關重要的作用。然而，煤化工生產過程中常用的原料和產品（包括煤、焦炭、合成氣、甲醇、合成氨等）具有明顯的易燃易爆特性，生產工藝復雜且存在較高的安全風險。一旦發(fā)生火災，火勢蔓延迅速，極易引發(fā)連鎖爆炸，造成重大人員傷亡和財產損失。傳統(tǒng)的人工滅火方式存在響應速度慢、效率低、風險大等局限性，難以滿足現(xiàn)代煤化工企業(yè)的安全需求。

為此，自動滅火系統(tǒng)的設計與應用成為了煤化工企業(yè)安全保障體系中的關鍵環(huán)節(jié)。自動滅火系統(tǒng)能夠實現(xiàn)全天候、全方位監(jiān)控與防護，自動啟動滅火設備，顯著降低人為誤判和操作失誤的可能性，保障煤化工裝置的安全穩(wěn)定運行。近年來，隨著《煤化工工程設計防火標準》(GB51428-2021)等三項國家標準的發(fā)布實施，煤化工工程在防火設計、建設施工、消防審核和驗收等方面終于有了明確的技術依據(jù)。本文基于煤化工工程的實踐經驗和相關研究成果，結合國內外先進標準技術內容，系統(tǒng)探討自動滅火系統(tǒng)在煤化工企業(yè)中的設計與應用問題。

2 自動滅火系統(tǒng)在煤化工企業(yè)的設計原則與規(guī)范

煤化工自動滅火系統(tǒng)的設計需要基于一系列嚴格的原則和規(guī)范，以確保系統(tǒng)能夠有效應對復雜多變的火災風險。這些原則不僅涉及技術選型，還包括系統(tǒng)布局、響應機制和管理維護等多個方面。

2.1 全面性原則

自動滅火系統(tǒng)應覆蓋煤化工生產設施的全部重點部位和高風險區(qū)域，包括原料貯存區(qū)、反應釜、輸送管道、儲罐、裝置操作間等，確?；鹪礋o死角，實現(xiàn)火災的早期發(fā)現(xiàn)和快速反應。特別是對于煤粉制備系統(tǒng)、煤氣化裝置、煤直接液化和間接液化裝置等關鍵區(qū)域，需要采用多重防護策略，結合區(qū)域規(guī)劃和總平面布置、建筑、生產裝置工藝及設備、儲運設施、管道等多專業(yè)因素進行系統(tǒng)設計。

2.2 針對性原則

根據(jù)煤化工各工序火災類型、燃燒特性及現(xiàn)場環(huán)境，選擇合適的滅火介質及滅火技術方案。煤化工火災類型多樣，包括固體火災（煤粉）、液體火災（燃油、甲醇）、氣體火災（合成氣、甲烷）和電氣火災等，不同類型的火災需要采用不同的滅火介質和技術手段。例如，對于電氣控制室、儀表室等封閉空間，宜采用氣體滅火系統(tǒng)；對于煤粉倉、反應器等設備，可能需要采用惰化抑爆技術；對于露天裝置區(qū)，則可以考慮自動消防炮系統(tǒng)。

2.3 自動化與高效性原則

系統(tǒng)應具備高靈敏度的火災探測裝置和智能控制單元，實現(xiàn)自動報警、聯(lián)動啟動滅火裝置，確保滅火響應速度快、滅火效果顯著。現(xiàn)代自動滅火系統(tǒng)通常采用多元探測技術，如點型感溫、感煙探測器及火焰探測器相結合，并在關鍵部位安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)輔助判定火災，結合智能分析算法減少誤報漏報。系統(tǒng)響應時間應盡可能縮短，以確保在火災初起階段就能有效撲滅。

3 煤化工企業(yè)主要自動滅火技術類型及應用

煤化工企業(yè)根據(jù)不同的火災風險和工藝條件，需要采用不同類型的自動滅火技術。每種技術都有其特定的適用場景和優(yōu)缺點，在實際應用中往往需要組合使用多種滅火技術，以形成完整的火災防護體系。

3.1 氣體滅火系統(tǒng)

氣體滅火系統(tǒng)在煤化工企業(yè)中的應用主要集中在控制室、電氣室、儀表間等封閉空間或半封閉空間的火災防護。這類系統(tǒng)采用惰性氣體或化學氣體作為滅火介質，通過窒息、冷卻或化學抑制等方式滅火，具有滅火后無殘留、不損壞設備等優(yōu)點。

常用的氣體滅火介質包括七氟丙烷（HFC-227ea）、二氧化碳（CO?）和IG541惰性氣體混合劑等。其中，二氧化碳滅火系統(tǒng)在煤化工領域應用尤為廣泛，特別適用于煤粉倉、變壓器室等場所。二氧化碳滅火主要通過窒息作用實現(xiàn)，它能夠迅速降低火災區(qū)域的氧濃度，同時具有一定的冷卻效果。值得注意的是，二氧化碳系統(tǒng)在設計時需要特別注意人員安全問題，因為高濃度的二氧化碳會對人員造成窒息風險，系統(tǒng)必須設置足夠的報警和延時噴射功能，確保人員有足夠時間撤離。

某大型煤化工企業(yè)在其甲醇合成裝置中，采用了柜式七氟丙烷自動滅火裝置保護中央控制室。該系統(tǒng)通過火焰煙霧信號探測、信號報警、信號分析延時報警等實現(xiàn)自動滅火。裝置連接了多個煙霧傳感器和火焰?zhèn)鞲衅?，當發(fā)生火災時，系統(tǒng)會第一時間發(fā)出報警，并實現(xiàn)自動滅火。這種設計既保障了人員安全，也解決了手提式滅火器滅火范圍小的弊端。

3.2 細水霧滅火系統(tǒng)

細水霧滅火系統(tǒng)是近年來發(fā)展迅速的一種滅火技術，它通過特殊的霧化噴頭將水流分解成微細的水霧進行滅火。這種系統(tǒng)結合了氣體滅火和水噴霧滅火的優(yōu)點，具有用水量少、滅火效率高、水漬損失小等特點。

細水霧的滅火機理包括冷卻、窒息、輻射熱阻隔和稀釋等多種作用的綜合。由于水滴粒徑極?。ㄍǔＰ∮?00μm），比表面積大，能夠迅速吸熱汽化，降低火場溫度；同時，水汽化后體積膨脹約1700倍，可以降低空氣中的氧濃度，起到窒息作用；此外，水霧還能吸收和散射熱輻射，阻擋熱量向四周傳播。

神木煤化工能源公司創(chuàng)新投用了"互聯(lián)網+智慧消防"系統(tǒng)，引進了高壓細水霧智能滅火裝置。該裝置適用于撲滅A類（固體）、B類（液體）、C類（氣體）和E類（電氣）等類型的火災，冷卻效果是一般噴淋系統(tǒng)的100倍，用水量僅為水噴淋系統(tǒng)的5~10%。同時，高壓細水霧具有穿透性，可解決全淹沒和遮擋的問題，有效防止火災的復燃。細水霧還能凈化煙霧和廢氣，有利于人員的安全疏散和消防人員的滅火救援工作。

3.3 干粉滅火系統(tǒng)

干粉滅火系統(tǒng)主要適用于撲救可燃液體、氣體和電氣設備的火災，在煤化工企業(yè)中常用于保護反應器、儲罐、裝卸站等有易燃液體或氣體泄漏風險的場所。干粉滅火劑主要通過化學抑制作用中斷燃燒鏈式反應，同時具有一定的稀釋和冷卻作用。

常用的干粉滅火劑包括ABC類干粉（磷酸銨鹽）和BC類干粉（碳酸氫鈉）。ABC類干粉適用于撲救固體、液體和氣體火災，BC類干粉則主要用于液體和氣體火災。干粉滅火系統(tǒng)具有滅火速度快、適用溫度范圍廣、絕緣性能好等優(yōu)點，但存在滅火后殘留物較多、可能對設備和產品造成污染的問題。

在某煤化工企業(yè)的甲醇制烯烴裝置中，設計采用了干粉滅火系統(tǒng)保護反應區(qū)和儲罐區(qū)。系統(tǒng)選用ABC類干粉滅火劑，滅火迅速且便于儲存。系統(tǒng)采用高壓氮氣作為驅動氣體，確保干粉能夠快速輸送到保護區(qū)域并通過專用噴頭均勻分布。系統(tǒng)啟動后，能夠在數(shù)十秒內覆蓋整個保護區(qū)域，迅速撲滅火災。

3.4 自動跟蹤定位射流滅火系統(tǒng)

自動跟蹤定位射流滅火系統(tǒng)是適用于大空間場所的滅火技術，在煤化工企業(yè)中常用于保護大型裝置區(qū)、裝卸區(qū)、倉庫等場所。該系統(tǒng)可分為自動消防炮滅火系統(tǒng)、噴射型自動射流滅火系統(tǒng)和噴灑型自動射流滅火系統(tǒng)等類型。

系統(tǒng)通過紅外、紫外或圖像探測技術發(fā)現(xiàn)火源，并自動跟蹤定位和射流滅火，實現(xiàn)了火災探測與滅火的一體化。根據(jù)《自動跟蹤定位射流滅火系統(tǒng)技術標準》(GB51427-2021)，系統(tǒng)應包括滅火裝置、探測裝置、控制裝置、水流指示器、模擬末端試水裝置以及管網、供水設施等主要組件。

在煤化工企業(yè)的室內貯煤場中，固定滅火水炮的設計應保證至少一門水炮的水柱到達煤場內任意點；每門水炮的流量不宜小于20L/s；應具有直流和水霧兩種噴射方式；宜采用就地手動控制。這種設計既能夠有效撲滅煤場火災，又能夠在平時用于煤場抑塵，實現(xiàn)一機多用。

結語

煤化工作為國家重要的能源化工產業(yè)，其生產安全關乎經濟發(fā)展和社會穩(wěn)定?？茖W合理地設置消防自動滅火系統(tǒng)，是防范和控制煤化工火災事故的有效手段。通過系統(tǒng)設計的全面性、技術選型的針對性及智能控制的高效性，煤化工企業(yè)能夠極大提升火災應急處置能力，保障生產裝置安全穩(wěn)定運行。

自動滅火系統(tǒng)的設計應遵循全面性、針對性、自動化高效性、可靠性和符合規(guī)范等原則，根據(jù)煤化工各工序的火災類型、燃燒特性及現(xiàn)場環(huán)境，選擇合適的滅火介質和技術方案。氣體滅火系統(tǒng)、細水霧滅火系統(tǒng)、干粉滅火系統(tǒng)和自動跟蹤定位射流滅火系統(tǒng)等技術各有其適用場景，在實際應用中往往需要組合使用，形成多層次、全方位的火災防護體系。

隨著《煤化工工程設計防火標準》(GB51428-2021)等三項國家標準的發(fā)布實施，煤化工自動滅火系統(tǒng)的設計有了更為明確的標準依據(jù)。未來，隨著智能化技術的發(fā)展，煤化工消防自動滅火系統(tǒng)將更加智能、高效，成為保障煤化工綠色發(fā)展的堅實屏障。煤化工企業(yè)應積極采用新技術、新設備，不斷提升自動滅火系統(tǒng)的性能和可靠性，為行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供安全保障。