韩士玮

国家管网集团华中公司

背景

某输油站作为区域输油枢纽站，站内储罐区、工艺装置区集中储存大量易燃易爆油品，投建的固定式消防泡沫系统是扑救初期火灾的核心设施，采用压力比例混合式设计，配置2台普通消防泵、2台泡沫消防泵（均一用一备），泡沫消防泵均采用全压直接启动，配电室控制回路采用热继电器实现过载保护，其启动可靠性直接关系到站场本质安全。

近期，在应急演练及日常测试中，消防系统频繁出现启泵跳闸故障。启动泡沫消防泵后，电机在几秒钟内电流升至120 A以上，20～30秒后热继电器动作停机，泡沫消防泵出口压力无法达到正常待机压力（约1.0 MPa），系统无法建立消防压力，若发生火灾，将无法控制初期火情。

原因

该故障重复发生，通过多工况测试、CFD瞬态仿真及多学科分析，已排除电源、电机单相运行、机械卡死等常见问题，判断故障由设备特性、水力系统、电气控制三者耦合导致，原因如下。

异常分流导致泡沫消防泵工况偏移。泡沫消防泵出口总管的回流泄压管线手动阀门长期全开，形成“水力短路”，大量水流直接回流，系统管路阻力骤降，泡沫消防泵运行在大流量、低扬程的非稳定区域，远超30 L/s额定流量工作点。

泡沫消防泵型特性放大故障。该站消防系统采用XB系列离心泵，其流量—扬程（Q-H）曲线陡峭，系统背压降低时流量急剧增加，故障工况下实际流量达55 L/s，远超30 L/s额定流量，导致轴功率超标、电机过载。

电气启动与保护失配。全压直接启动使启动电流达到额定值的5～7倍，虽然热继电器可躲过短暂尖峰，但故障时持续高电流快速积热触发跳闸，且传统热继电器未兼顾水力故障引发的持续过载，保护逻辑有缺陷。

管控与联锁存在漏洞。系统未监控回流阀门状态，阀门误开或未复位的现象无法被识别也无联锁保护，泡沫消防泵可在危险状态下启动，加剧了故障概率。

措施

针对故障根源，遵循“治标、固本、提质”思路，采取分层优化措施，兼顾应急与长效，确保系统稳定。

立即整改除隐患。对回流管线安全评估后，关闭阀门并铅封锁定，实现永久性物理隔断；修订规程，将“检查回流阀门关闭”纳入泡沫消防泵启动必查项目，避免误操作，实施后故障立即消除。

优化替代适配特殊场景。对需保留回流功能的站场，用多功能水力调节阀替代手动阀门，可动态调节开度，防止泡沫消防泵超载，兼顾泄压与工况稳定。

设备升级提本质安全。设备更新或新建时，优先选用符合《石油、石化和天然气工业用离心泵》（第十二版）标准的大流量离心消防泵和配套电机；精细化核算管网水力，优化管径匹配，减少阻力，实现泡沫消防泵与系统工况精准适配。

智能改造强化主动防御。加装固态软启动器，将启动电流控制在额定值的3倍以内；用数字式保护继电器替代传统型号继电器，精准区分冲击与故障；构建监测联锁平台，加装仪表、接入阀位信号，实现硬联锁与异常预警。

运维升级保长效。建立泡沫消防泵年度全性能测试制度，评估效率衰减；依托监测数据，从定期维护转向预防性维护，提升精细化水平。

启示

该案例的成功处置，为同类输油站消防系统优化提供了宝贵经验和深刻启示。

设计需注重系统协同。消防系统可靠运行需设备、水力、电气有机匹配，此次故障核心是三者协同失效，故消防系统设计时需全面核算工艺流量参数、优化设备选型，兼顾动态适配性。

老旧系统改造需标本兼治。既要用低成本措施快速消除隐患，也要立足长远，从设备、智能、运维等方面系统性升级，避免“头痛医头”。

强化设备管控与联锁。需完善关键设备监控和联锁逻辑，实现故障早发现、早预警，同时规范规程、强化培训，避免人为误操作。

同类站场可借鉴标准化路径。老旧工频泵、直接启动式站场，可参考本案例分层方案，优先消隐患、逐步提升级，降低成本、提升消防应急能力。

作者简介：韩士玮，1988年生，本科，工程师，主要从事应急管理、消防安全管理、安全监督管理、重大危险源监督管理等工作。联系方式：18571897786，hansw02@pipechina.com.cn。