完成單位：中化興中石油轉(zhuǎn)運（舟山）有限公司
成果主要完成人：徐葉新、張彤翼、沈培璐、周松飛、汪 欣、龐舟榮、金華躍、錢源來。
項目概況：
石油屬易燃易爆物品, 就不可避免地存在火災(zāi)、爆炸等事故隱患，尤其是儲備基地內(nèi)油罐集中,具有燃燒速度快、容易復(fù)燃、可形成多次爆炸、火情復(fù)雜、滅火難度大等特點，一旦發(fā)生火災(zāi)事故就是重大的經(jīng)濟(jì)損失人員傷亡，還造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此，做好火災(zāi)事故的預(yù)防和處置工作是戰(zhàn)略石油儲備油庫的頭等大事，根據(jù)石油庫設(shè)計規(guī)范要求，容量大于或者等于50000m3的外浮頂罐都應(yīng)在儲罐上設(shè)置火災(zāi)自動探測裝置。行業(yè)內(nèi)普遍應(yīng)用的是光纖光柵感溫探測裝置系統(tǒng)。
中化興中石油轉(zhuǎn)運（舟山）有限公司是全國最大的石油儲備和吞吐基地，習(xí)近平總書記曾在2005年12月26日和2015年5月25日分別以浙江省委書記和中共中央總書記的身份進(jìn)行視察。庫區(qū)現(xiàn)有容量50000m3以上外浮頂儲油罐35個，目前儲罐上均安裝有普遍應(yīng)用的光纖光柵感溫探測裝置，利用光柵中心波長與環(huán)境溫度的線性關(guān)系來獲知環(huán)境溫度，實現(xiàn)火災(zāi)報警；但是使用中發(fā)現(xiàn)存在造價成本高、光纖易斷、維修難度大、測量易漂移等缺陷；尤其是隨著使用時間的增長，探頭老化、光纖斷纖、測量漂移等現(xiàn)象頻繁，造成設(shè)備誤報率、故障率逐年上升，導(dǎo)致維護(hù)任務(wù)大、維修不及時等管理矛盾突出。隨著油庫儲存規(guī)模日趨擴(kuò)大，該系統(tǒng)的不穩(wěn)定性在一定程度上給石油倉儲庫區(qū)帶來了嚴(yán)重的安全隱患，因此研制性能可靠穩(wěn)定、反應(yīng)速度快、易維護(hù)使用、能儀表故障自診斷的智能化儲罐火災(zāi)報警系統(tǒng)對于庫區(qū)安全具有非常重大的現(xiàn)實意義，對我國石油戰(zhàn)略儲備的建設(shè)也有積極推進(jìn)作用。
本課題針對當(dāng)前基于光纖光柵感溫探測裝置的火災(zāi)報警系統(tǒng)誤報率較高、維修維護(hù)不便等問題，在罐區(qū)布置分布式的溫度傳感器分層網(wǎng)絡(luò)，利用安裝在浮頂罐浮盤二次密封圈上的測溫探頭感知早期火災(zāi)隱患的溫度異常，同時利用罐內(nèi)同層傳感器間的信息關(guān)聯(lián)性實現(xiàn)探頭早期故障診斷，以及通過探頭采樣頻率自調(diào)整算法來實現(xiàn)低耗電、長時間運行，通過結(jié)構(gòu)化分層無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)實時遠(yuǎn)傳，從而確保將現(xiàn)場的安全信息及時準(zhǔn)確地上傳到監(jiān)控中心，同時還將部分經(jīng)提煉的狀態(tài)信息上傳到云端服務(wù)器，以網(wǎng)頁、手機(jī)APP、短信等模式推送，實現(xiàn)和消防部門的數(shù)據(jù)實時共享，建立消防快速反應(yīng)機(jī)制，實現(xiàn)對儲罐灌頂溫度的探測和火災(zāi)的報警聯(lián)動。系統(tǒng)具有測量準(zhǔn)確、穩(wěn)定可靠性好、安裝方便、維護(hù)簡單等優(yōu)點外，還具備智能性、聯(lián)動性等特點，值得深化研究和推廣應(yīng)用。
創(chuàng)新點：
1.研制了基于Lora通信技術(shù)的低功耗、帶有狀態(tài)自診斷功能、可實現(xiàn)前導(dǎo)碼遠(yuǎn)程喚醒和參數(shù)設(shè)置的無線溫度探頭，通過了本安防爆和高防護(hù)等級的認(rèn)證。
2.開發(fā)了一套基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的罐頂溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，設(shè)計探頭擺放式保護(hù)支架、低功耗通信協(xié)議等技術(shù)，開發(fā)了相關(guān)軟硬件平臺，實現(xiàn)消防系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)報警、云平臺信息發(fā)布等功能。
主要完成內(nèi)容：
本項目結(jié)合中化興中石油轉(zhuǎn)運（舟山）有限公司岙山庫區(qū)的實際需求，綜合分析國內(nèi)外儲罐火災(zāi)測溫報警系統(tǒng)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，針對存在的問題及不足，開發(fā)一套智能化、網(wǎng)絡(luò)化的儲罐火災(zāi)報警系統(tǒng)，實現(xiàn)低成本、低消耗、高精度、高穩(wěn)定性、高靈敏度以及易安裝操作等目標(biāo)
研究內(nèi)容覆蓋現(xiàn)場安裝、監(jiān)控系統(tǒng)到云平臺信息發(fā)布，主要包括：
（1）光纖光柵測溫技術(shù)分析
（2）無線測溫系統(tǒng)設(shè)計
（3）低功耗無線測溫探頭研制
（4）雙Lora接收終端研制
（5）可視化監(jiān)控軟件開發(fā)
（6）云平臺功能實現(xiàn)
（7）現(xiàn)場測試和應(yīng)用示范
運用該系統(tǒng)整體替代光纖光柵系統(tǒng)后，預(yù)計每年可以節(jié)省設(shè)備損耗更換費用150萬元，每年委外維保費用50萬元，累計每年可節(jié)省費用200余萬元。
項目建立了智能化的火災(zāi)早期征兆預(yù)警與處理機(jī)制，可提供機(jī)動靈活的應(yīng)急處置方案，與消防系統(tǒng)聯(lián)動，為罐區(qū)消防滅火，節(jié)省了近數(shù)倍的時間成本，間接減少傷亡人數(shù)和財產(chǎn)損失。近幾年，我國南方地區(qū)的部分油庫和輸油站連續(xù)發(fā)生了多起大型外浮頂儲罐密封圈著火事故，造成了大量的經(jīng)濟(jì)損失甚至一定的人員傷亡。因此若能有效地監(jiān)測庫區(qū)儲罐內(nèi)的溫度及其變化趨勢并在第一時間發(fā)出火災(zāi)預(yù)警和報警，就能預(yù)防儲罐起火、控制火勢、防止儲罐爆炸。極大地降低國家的經(jīng)濟(jì)損失，保障了社會的安全。該系統(tǒng)同樣可應(yīng)用于其他易燃物品或資源的儲備庫區(qū)，也可應(yīng)用于大型測溫需求場所。具有良好的社會效益和產(chǎn)業(yè)化前景。
