海上平台火气系统

海上平台火气系统(FGS)

---深圳市行健自动化系统有限公司[肖昊]

一、摘要

火气系统是用于监控火灾和可燃气及毒气泄漏事故并具备报警和一定灭火功能的安全控制系统。控制系统的核心一般为AB／HIMA／ICS／TRICON等高性能PLC，现场有火焰探测器，感烟探头，感温探头，手动火灾报警按钮，灭火系统，可燃气探测器，毒气探测器等。由此组成的一个完整的火灾和气体泄漏报警控制系统。

二、概述

火灾和气体报警系统(F／G)功能是在火灾和可燃性气体泄漏以及毒气泄漏的情况下，能准确探测火灾和气体泄漏的程度和事故地点，触发相关的广播和声光报警设备，并且根据事故发生的严重性等级而确定报警和关断输出等级，从而控制和避免灾难的发生，以防止对生产设备和人员的伤害及对环境的影响等，因而控制系统本身设计必须遵循故障安全（Fail to Safe）的原则，整个系统的硬件和软件的可靠性要求都很高。

火气系统有一个可靠性评价指标SIL(系统安全等级)，一般要求SIL2以上，现在中海油建造的新平台都要求SIL3，对寻址盘要求有SIL2。陆地设施的系统SIL要求可能相对低一些(LNG 类除外)，有的甚至仅仅安装火灾报警盘用于火灾检测，然后再添加一套气体报警盘用于可燃或毒气报警，不涉及SIL的要求。从事火气系统现场设备的厂家有：GM／DET-TRONICS ／ATROSAFE／APOLLO／MEDC.......

三、系统构成

海上平台火气系统根据平台的特性一般分为两个部分：生活区和生产区，生活区内部为安全区域，对现场的产品一般没有特殊要求，设备种类一般涉及烟感，温感，手动火灾报警按钮，可燃气探头和毒气探头等；生产区一般为防爆区域，对现场设备有很高的要求，一般都需要防爆防雨，涉及的现场设备有火焰探头，可燃气探头，毒气探头，手动火灾报警按钮等。

系统的控制核心分为两种结构：点到点式火气系统(PLC)和点到点(PLC)+寻址盘(ADD)对于小型平台来说，一般生活区的烟温感和手动报警按钮跟可燃气探头，火焰探头，室外手动火灾报警按钮等一起接入到控制器(一般为PLC)的IO模块，形成一个点到点的火灾和气体报警控制系统。

对于大型平台，生活区比较大，房间多，如果还采取点到点的方式设计势必造成布线的工程量和电缆成本的高昂，因此对于大型平台火气系统一般分为两个部分：一部分为寻址盘，所有室内的烟温感，手动火灾报警按扭和防火门磁开关等都接入寻址盘并通过冗余的通信方

式上传到系统的控制核心(PLC)；系统的另一部分为PLC控制器，所有的可燃气探头，火焰探头，室外手动报警按钮，易熔塞和DELUGE信号全部接入PLC控制器。寻址盘和PLC 之间通过两条并行的通讯总线(一般为MODBUS)进行通讯，所有的现场设备信号都集中到PLC中进行处理。

为了便于事故定位和维护，火气系统一般都设有一台操作站，各现场可能还设有复示盘或者现场触摸显示屏用于对整个设施的火灾和气体泄漏的监控。同时系统可能还将火气系统的信息送往中控室的DCS，由操作员负责系统的监视。

火气系统的现场设备主要有以下几类：

烟感：通过对烟雾的检测而判断火灾的发生，按检测方式主要分为离子感烟探测器，光电感烟探测器，复合感烟探测器。

温感：通过对温度的检测而判断火灾的发生，按检测方式分为定温探测器和温升检测温感探测器。

手动火灾报警按钮：通过手动触发而判断火灾的发生，按触发方式主要分为破玻璃式手报，拉环式手报，按压式手报，拉出式手报等；按应用区域又分为室内非防爆手报，

可燃气探头：通过物理或化学的方式检测空气中的可燃气浓度，一般按可燃气的爆炸下限为最大量程，即100LEL，量程范围一般为0-100LEL。一般到20LEL视为警告，40LEL视为气体泄漏报警。按检测原理一般分为催化燃烧型可燃气探头和红外可燃气探头。

H2S探头：通过检测空气中H2S的浓度来确定工作区域的安全程度，根据浓度的高低和事故的严重性决定是否关断和撤离。一般H2S浓度用PPM来指示，20个PMM视为警告，100个PPM视为报警，需立即采取措施。按测试原理一般分为电化学型探测器和固体金属氧化物探测器。

火焰探头：通过对可燃性气体或液体火焰的检测来发现明火并发出火灾报警信号，一般分为红外火焰探测器，紫外火焰探测器，红外紫外火焰探测器，视频火焰探测器等几种。

声光报警器：用于火灾报警时的声音和光的提示功能，由于现场范围广，噪音大，需要大功率的声光报警器来通知现场的所有工作人员，以确保所有现场人员都能及时知道火灾的发生以采取相应的应急措施。

区域灭火系统：用于对特定的保护区域进行灭火和保护，现在主要有CO2灭火系统，FM200灭火系统

消防泵：在火灾发生时用于灭火，一般有柴油和电力两种消防泵

防火门磁：在火灾发生时用于关闭防火门

四、系统功能

火气系统通过各种现场设备对现场进行连续的在线监控，及时发现火灾和存在的火灾隐情并采取果断的措施来控制火灾的发生和进一步漫延，以达到保护人员和设施的目的。一般的情况下，火气系统都连接有广播系统，在火灾发生时，广播系统将立即启动火灾警报，平

台进入火灾应急预案。应急指挥人员将可以通过火气系统工作站或者DCS界面确定火灾发生的地点，以指导搜索队和灭火队尽快赶赴现场进行灭火。同时火气系统一般都连接有相应的紧急关断系统，在火灾发生时紧急关断系统将根据火气系统的报警等级发出关断指令，以确保事故得到控制。

五、小结

在石油和化工的场所，火气系统扮演着现场安全的保护者角色，随着以人为本的理念不断深化，石化现场的安全越来越得到人们的重视，对火气系统的要求也越来越严格，如何做好火气系统并保障其稳定的运行，保护现场工人和设施的安全是石化行业的首要任务。火气系统(FGS)与紧急关断系统(ESD)一道组成石化现场的安全系统保护着现场人员和设施的安全。