海上平台火气系统
海洋平台HIMA火气系统结构与原理
HIMA系统一、概述HIMA厂家生产的HIQuad系统分为H41Q和H51Q系统，它们根据其安全性及可用性分为3类：1、MS: MONO Safety-related System (单一配置的安全系统)，系统的CPU、I/O卡件不冗余。
结构图：现场传感器将安全相关的信号传送给单一的配置的输入模块，经过输入模块的处理，再将输入信号经输入输出总线即IO BUS进入CU模块，经过CU模块的运算处理，将结果通过IO BUS传送给单一配置的输出模块，最后输出到现场执行机构。
2、HS: High Availability Safety-related System (有较高使用性的安全系统)，系统CPU冗余，I/O 卡件不冗余。
结构图：现场传感器将安全相关的信号传送给单一配置的输入模块，经输入模块的处理，再将输入信号通过IO BUS传递给冗余配置的CU模块，经过CU模块的运算处理，将结果通过IO BUS传给单一配置的输出模块，最后输出到现场执行机构。
3、HRS: Highly Recommended Safety-related System (强力建议使用的安全系统)，系统的CPU、I/O卡件全冗余。
结构图：现场的传感器将安全相关的信号传递给冗余配置的输入模块，经输入模块的处理后，将输入信号经各自的IO BUS传递给冗余配置的CU模块，经CU模块处理运算后，通过各自的IO BUS传递给冗余配置的输出模块，最后输出结果并联叠加到现场的执行机构。
其中H41Q最多能带13块I/O卡件，如果做成冗余系统只能做6对冗余，且是左右冗余；H51Q系统主机架最多可带16块子机架，如果做成冗余系统可以实现8对子机架上下冗余。
二、系统硬件介绍平台上使用的HIMA的系统为H51Q-HRS系统，CU及I/O卡件的全冗余大大提高了安全系统的可靠性。
平台上的HIMA H51Q-HRS系统包含一个电源分配单元，一个主机架和八个子机架，其中八个子机架两两冗余。
海洋石油平台-模块钻机火气系统逻辑
模块钻机火警逻辑一.界面信号定义：模块钻机接受大平台的信号：1、大平台1级关断信号（MDR-ESD-1801）：2、大平台确认火信号（MDR-ESD-1802）：3、大平台确认气信号（MDR-ESD-1803）：4、大平台3级关断信号（MDR-ESD-1805）（备用）模块钻机向大平台输出的信号：1、模块钻机关断信号（MDR-ESD-1701）：2、模块钻机确认火信号（MDR-ESD-1901）：3、模块钻机确认气信号（MDR-ESD-1902）：4、模块钻机确认H2S信号（MDR-ESD-1902）5、模块钻机公共报警信号（MDR-UY-1703）6、启动消防泵信号（MDR-ESD-1904）报警信号：MDR-UY-1701 模块钻机火气盘报警信号；MDR-UY-1702 大平台火气盘报警信号；MDR-UY-1703 模块钻机公共报警信号；给大平台公共广播系统报警信号定义：MDR-UY-1711 确认火信号；MDR-UY-1712 确认气信号；MDR-UY-1713 确认H2S信号；二.风闸、风机、空调控制逻辑定义：MDR-SDY-5701 ESD 关断泥浆泵房防火风闸MDR-SDY-5702 ESD 关断锅炉房防火风闸MDR-SDY-5703 ESD 关断应急配电间防火风闸MDR-SDY-5704 ESD 关断电池间防火风闸MDR-SDY-5705 ESD 关断发电机间防火风闸MDR-SDY-5706 ESD 关断机修间防火风闸MDR-SDY-5707 ESD 关断备件库防火风闸MDR-SDY-5708 ESD 关断散装化学药剂间防火风闸MDR-SDY-5709 ESD 关断空压机房防火风闸MDR-SDY-5710 ESD 关断DSM配电间防火风闸MDR-SDY-5711 ESD 关断变压器间防火风闸MDR-SDY-5712 ESD 关断VFD间防火风闸MDR-SDY-5713 ESD 关断值班室防火风闸MDR-SDY-5714 ESD 关断DES配电间防火风闸MDR-SDY-5715 ESD 关断泥浆实验室防火风闸三.火气探测/报警逻辑火焰探头火焰探头安装在能够涵盖畅通区域的场所，当探头在所在的火区探测时要注意以下要点：启动安装在模块钻机的火气盘的公共报警和确认火报警装置，启动平台状态灯和PA 系统(由大平台触发，钻机传信号给大平台)，并启动消防系统和关断系统。
船舶海洋平台消防系统
每日检查消防设备的运行状况，确保 设备正常工作。
清洁设备表面
保持设备清洁，防止灰尘、污垢等影 响设备性能。
定期检查与维修
定期检查消防系统
按照规定时间对消防系统 进行检查，包括消防泵、 消防水带、消防栓等。
维修损坏设备
对损坏的消防设备进行维 修，确保设备恢复正常使 用。
更新老化部件
对老化的部件进行更新， 提高设备的使用寿命。
针对船舶海洋平台特点
设计应充分考虑船舶海洋平台的特殊环境和条件，确保系统在高温、低温、振动、腐蚀等 恶劣环境下能够正常工作。
确保人员安全
设计应以保护人员安全为首要目标，合理设置消防设施，确保在火灾发生时能够及时有效 地灭火，并保障人员疏散和逃生。
安装要求与规范
严格按照设计图纸和规范进行安装
01
安装过程中应严格遵守设计图纸和相关规范，确保系统各部件
3
无人机和机器人技术的应用
利用无人机和机器人技术进行远程监控、火源定 位和灭火，提高救援效率和安全性。
法规政策变化对行业将不断 完善，对行业的技术标准、设备要求、管理规范等方面提 出更高要求。
政策推动
政府将加大对船舶海洋平台消防系统的投入和支持，推动 技术创新和产业发展，为行业提供更多的发展机遇。
01
探测报警系统工作原理
通过烟雾探测器或温度传感器检测到火灾产生的烟雾或高温，触发报警
装置发出警报。
02 03
灭火系统工作原理
根据火灾类型和位置，选择合适的灭火设备进行灭火。例如，喷水灭火 系统通过喷水灭火器或消防栓将水喷射到火源上，泡沫灭火系统则通过 喷洒泡沫灭火剂来扑灭火灾。
通风排烟系统工作原理
定义与特点
定义
船舶海洋平台消防系统是指为保障船舶和海洋平台的安全，预防火灾、控制火 势蔓延、及时扑灭火灾而设置的一系列设备、设施和措施。
海上平台二氧化碳灭火系统的组成与设计
海上平台二氧化碳灭火系统的组成与设计作者：高勋崔荣帅王智勇顾芳丽来源：《科技传播》2016年第09期摘要本文介绍了二氧化碳灭火系统的灭火方式与组成，并采用局部应用灭火系统的体积法计算出了二氧化碳的设计用量，为设计提供一个依据。
关键词二氧化碳；设计；灭火方式；体积法中图分类号 O6 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）162-0156-02海上固定平台的冷放空系统是海洋生产平台上非常重要的安全系统，因此泄放气流在排出点着火的情况在设计时必须进行考虑。
为了在放空头管线入口处熄灭着火源，必须设计出一套二氧化碳灭火系统。
1 二氧化碳的性质从图1可以看出，在临界点与三相点之间的二氧化碳是以气、液两相共存的。
二氧化碳灭火系统就是根据这一物理特性储存二氧化碳的，储存方式有2种：1）常温储存即高压储存，储存温度为0℃～49℃；2）低温储存即低压储存，储存温度为-20℃～-18℃。
2 二氧化碳与组成二氧化碳消防系统应当由下列主要设备及其连接管路，零部件等构成（但不限于此）：二氧化碳的储备钢瓶（主/备瓶）、二氧化碳系统释放氮气驱动装置、自动瓶头阀（安装在瓶体上）、带单向阀门的连接软管、总管汇、总管汇压力开关、总管汇安全阀、支路压力开关、瓶组自动电磁阀、瓶组旁通阀、支路自动电磁阀、支路旁通阀、喷嘴等。
2.1 瓶头阀瓶头阀，是控制二氧化碳释放的关键阀门。
该瓶头阀必须能承受最大的操作压力，在关闭时绝对不能漏气。
并且要即能手动操作又能自动操作。
2.2 释放管汇及管线二氧化碳消防系统的二氧化碳储瓶必须通过总管汇、带单向阀门的连接软管等与被保护的各区域联接起来。
管路系统平时是空的，当释放操作时管路系统把二氧化碳从储存容器释放到喷嘴。
由于合适的流速是灭火的关键要素，因此管道设计应该精确，这一点很重要。
另外管路必须有牢固的支撑以防在释放时发生移动，并且必须采取措施防止管路收缩和膨胀。
2.3 压力开关二氧化碳消防系统的压力开关应该安装在二氧化碳释放管线上。
海上平台安全系统特点
Ｓ Ｉ Ｌ （ 系 统安 全 等级） ，一般 要求Ｓ Ｉ Ｌ ２ 以上 ，现 在 中海 油建 造 的新平 台都 要 求Ｓ Ｉ Ｌ ３ ，对 寻 址 盘要 求 有Ｓ Ｉ Ｌ ２ 等 级 。相对 来说 ，陆地设 施 系 统 对Ｓ Ｉ Ｌ 等 级 的要求 相 对低 一 些（ Ｌ ＮＧ 类 除 外） ，有 的甚 至 不 涉及 Ｓ Ｉ Ｌ 的要 求 ，仅 仅 安 装 套 火 灾 报 警 盘 用 于 火 灾 检 测 ，然 后 再 添
１ ３
３ 系 统 功 能
火 气 系统 通 过各 种 现 场设 备 对 平 台 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 蔓 延 ，以达 到 保 护 人 员 和 设 施 的 目的 。一 般 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 警 ，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Ｄ Ｃ Ｓ 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 应 急 切 断 系 统 ，在 火 灾 发 生 时 应 急 切 断 系 统 将 根 据 火 气 系统 的报 警 等 级 发 出 相 应关 断 指令 ，以确保 事故得 到 控制 。 应 急 切 断 系 统 用 于 当平 台上 任 何 一 个
海 上平 台安全 系统特 点
张 星磊 王 红梅
（ 广 船 国际 技 术 中 心 ）
海洋石油平台火气系统调试方法研究
海洋石油平台火气系统调试方法研究摘要：如今经济全球化盛行，国内外之间交流合作的方面也变得越来越广，具有一致共识的其中一个方面就是高度重视石化行业的安全生产。
这是因为海洋石油平台具有空间不充足、设备密集、人员作业活动稠密这些特点，假如发生火灾，可燃性气体爆炸或者有毒气体泄露，后果将不堪设想。
但是海洋平台高度密集的监控系统——火气系统的出现可以很好地避面。
它可以实时监控各种危险因素，所以在对保障该系统安全稳定的操作上有着严格的要求。
关键词：海洋石油平台；火气系统；调试1.海洋石油平台火气系统简介1.1海洋石油平台火气系统定义海洋石油平台火气系统是IEC61511定义的缓解层之内的安全仪表监控系统它的主要监控功能就是利用各种在线仪表对作业现场进行持续不断的监控，在第一时间内发现故障因素然后进行相应的操作解决，除此之外，它还能够根据事故的严重程度输出等级，提示营救人员，以免造成人员伤亡，所以它很好地避免了灾难的发生。
1.2海洋石油平台火气系统结构海洋平台的火气系统按照自身的特性可以归结为两部分；生产区和生活区，生活区域一般为安全区域，所以设备种类通常情况下为烟感，温感，手动报警按钮等；但是生产区域一般为防爆区域，它的设备种类一般情况下为防爆防雨设定的，主要是火焰探头，可燃气探头，毒气探头，手动火灾报警按钮等。
因为火气系统强大的功能，所以它在设计上也是非常特别的，其中最为典型的设计就是由报警装置（FM200声光报警器、FM200释放按钮、应急关断按钮、手动报警站，报警灯和铃等），控制设备（电源模块、通讯模块、操作站、可寻址火灾盘柜、控制器），现场火气探测器设备（热探测器、烟探测器、火焰探测器、可燃性气体或有毒气体探测器等）组成。
正是因为这些特殊复杂的装置和设计，该系统可以很好地实现全面监控的功能，这对紧急事件的及时发现和处理起到了巨大的作用。
2.海洋石油平台火气系统的调试方法2.1火气系统调试前准备无论做任何事都需要有一个很好的事前准备，火气系统的调试也不例外，但是又因为火气系统的复杂特殊设计，使得它的准备工作显得格外重要，同样的它的准备工作也是相当严格和繁重的。
海洋石油平台控制中的火气系统设计方法分析董军昌
海洋石油平台控制中的火气系统设计方法分析董军昌发布时间：2023-06-15T00:59:11.537Z 来源：《中国电业与能源》2023年7期作者：董军昌[导读] 海洋石油平台具有生产设备密集、危险系数高的特征，而且海洋石油平台的人员相对比较集中，一旦遇到风险事故问题，就将会对人员生命安全危险带来威胁。
火气系统作为海洋石油平台必不可少的安全系统，可以实现对海洋石油平台可燃气体的实时动态监管，通过提前发现异常隐患，能够将风险问题带来的负面影响降至最低。
本文对海洋石油平台控制中的火气系统进行研究，并对火气系统设计提出个人看法，希望为关注火气系统设计方法的人群带来参考。
深圳市宸宇自动化科技有限公司 518000摘要：海洋石油平台具有生产设备密集、危险系数高的特征，而且海洋石油平台的人员相对比较集中，一旦遇到风险事故问题，就将会对人员生命安全危险带来威胁。
火气系统作为海洋石油平台必不可少的安全系统，可以实现对海洋石油平台可燃气体的实时动态监管，通过提前发现异常隐患，能够将风险问题带来的负面影响降至最低。
本文对海洋石油平台控制中的火气系统进行研究，并对火气系统设计提出个人看法，希望为关注火气系统设计方法的人群带来参考。
关键词：海洋石油平台；火气系统；安全预警引言社会经济的稳定增长带动了石油行业的发展，海洋石油平台控制系统作为石油行业不可或缺的重要组成部分，火气系统的运行效果将会直接影响到海洋石油平台的安全性。
借助火气系统可以及时发现平台中的气体泄漏位置与火灾区域，通过示警能够帮助人们提前实现风险预防。
因此，有必要对海洋石油平台控制系统中火气系统设计方法进行研究，以此来让火气系统在实际应用中实现价值最大化。
1海洋石油平台火气系统综述海洋石油平台火气系统是作为综合性技术，在实际应用中可以通过探测器来实现对火灾、气体泄漏的实时监测，报警器则能够第一时间实现对异常问题的反馈，消防设备能够在一定程度上阻止风险问题的进一步蔓延。
海上油田平台火气系统升级改造
产可 能带来 的影响 、系统改造 投资 费用 和换型 工程 的施 工量 等 因素 ， 火 气 系统升 级改造 采用 总体 规划 ， 分 步实 施 的原则 。 本次 改造对 系统影 响较大 ，对 起关 键作用 的火气 控制 系统进 行改 造 ， 现 场 电缆 、 检 测传感 部件 和执 行机 构仍 沿 用原 设备 ，
ｂ ） Ｂ 平 台
图１ Ａ、 Ｂ平 台火气系统结构
设 备 管 理 与 维 修２ ０ １ ３ № ８ 团
三、 火 气 系统 硬 件 配 置
表１ Ａ、 Ｂ平 台火气 系统硬件配置
项 目 １ ７ ５ ６ 一 Ａ ７框架， 套 １ ７ ５ ６ 一 Ｐ Ａ ７ ５背板 电源模块， 块 １ ７ ５ ６ 一 Ｌ ６ １ 中央控制器， 块
中 图分 类 号
Ｔ Ｅ ５ ４
文献 标 识 码
一
、
存 在 的 问 题
（ １ ） 控制 系统采用冗 余设计 ， Ｃ Ｐ Ｕ、 电源 和通 信模块采用 双 机热备份方式冗余配置 。冗余 配置方案可提高系统 的运行可靠 性， 当主控制器发生故 障时能及时切换到备用控制器 ， 使系统保
持连续运行 。
列产 品（ 型号分别 为 Ｔ Ｙ Ｐ Ｅ ９ ０ ４ — １ ３ ／ １ ４ Ｆ Ｉ Ｒ Ｅ＆ Ｇ Ａ Ｓ Ｐ Ｒ Ｏ Ｔ Ｅ Ｃ —
Ｃ ｒ Ⅱ０Ｎ Ｓ ＹＳ ＴＥ Ｍ 和 Ｔ ＹＰ Ｅ ９ ０ ４—１ ５ Ｆ Ｉ ＲＥ ＆ Ｇ ＡＳ Ｐ ＲＯＴ ＥＣ Ｃ—
（ ２ ） 远程 Ｉ ／ Ｏ站用于系统接收现场火焰探测器 、 可燃 气探 测 器、 烟雾探测器 、 温度探测器 、 硫化氢探测器 、 手动报警站等 ６ 种
火气系统简介
4.可燃气体探头原理
可燃气体探测器采用催化扩散型敏感元件。 当可燃气体进入探测器时，探测电路内的 电桥电阻元件与气体分子发生催化反应， 电阻值随分子浓度而变化，该电阻臂的电 流也发生变检测电流的变化，也就检测到 探头所在位置可燃气泄漏的情况。
2.海伦系统简介：海伦1301（卤代 烷）系统的灭火原理为抑制灭火。
海伦系统是按区域划分的，每个区域有一 套海伦瓶控制，分为：主、备两组瓶来控 制它所管辖的区域，主备瓶可以互换使用， 当主瓶不起作用时，倒备用瓶，来实现其 功能。 在控制盘上 ，每各个区域是单独控制 海伦 系统的。每个区域控制盘上又有海伦手动 释放按纽，释放禁止按纽，释放手动/自动 选择按纽，主/副瓶择按纽等。火气系统简介
1.火灾盘的盘面介绍
4EP平台火气系统控制盘盘面上有:声光报警器,报 警喇叭,烟热探头报警指示,Gas探头报警指示,UV 探头报警指示,海伦释放报警指示,手动启动海伦系 统按钮,消防泵中控启停按钮,区域旁通按钮及消音 复位按钮等等.现场所有的消防系统都能由火气控 制盘控制.火气控制盘连接一部商务机主要是控制 现场的UV探头和Gas探头,在商务机上就能对现场 的UV探头和Gas探头进行旁通隔离,也能消音复位 等功能;烟热探头是由寻址器控制,当有报警时寻址 器上就会显示报警代码,相应商务机上就会显示报 警位置.
3.海伦释放方式讲解：
（1）在控制盘上选择自动方式，及释放位置时，当一烟探头和一热 探头同时报警时会产生海伦灭火系统启动；两个烟探头或两个热探头 同时报警时也会 产生海伦灭火系统启动。 （2）在控制盘上直接启动手动释放按纽，海伦瓶的瓶头电磁阀也会 动作，启动海伦灭火系统，直接启动（中控有30秒延时启动，其它区 域直接启动，没有延时）。 （3）现场手报启动，直接用手报小锤敲击手报站的玻璃罩就可以直 接启动海伦灭火系统了。 （4）当控制系统瘫痪时，可以直接拔出撞针销子手动启动海伦瓶感 烟探头采用离子式，这种探头有发射离子室和探测室两部分。在设备 受高温作用或有危险火源时，会有烟雾产生并进入探测室，烟雾微粒 与离子室发射的离子相碰撞而使离子电流发生变化，当这个变化达到 设定值时，输出闭合触点信号到火灾盘，火灾盘上的区域控制器立即 报警。
浅谈海上平台二氧化碳灭火系统的设计优化
104海上平台是海上油气开发生产的基础，它常常分为固定式平台和浮式生产存储装置（FPSO）。
在海上平台上，含有全流程的生产处理设备单元，能够将天然气、原油、凝析油、水等进行分离处理、增压外输。
除此之外，海上平台还配有电力系统、仪表自动控制系统又是平台的中心枢纽，主要包括中控室、主配电间、应急配电间、电池间等。
为了实现对重点房间的火灾保护，在通用设计方案中，常选用CO 2作或者七氟丙烷作为为灭火剂，进行设计。
本研究中仅讨论选用二氧化碳作为灭火剂时的方案优化。
1 二氧化碳灭火系统简介1.1 系统的组成 在二氧化碳灭火系统的通用设计方案中，需要从本质安全的角度出发，设计基础上考虑单次的设备失效，系统的设计需要进行冗余设计，以保证CO 2灭火系统的可靠性。
通常，CO 2系统主要由N 2驱动气瓶、CO 2气瓶组、区域选择电磁阀组、释放瓶组电磁阀组、CO 2声光报警、CO 2释放管汇管线、压力开关、CO 2释放按钮和CO 2抑制按钮等组成[1]。
其中，氮气瓶组称为驱动瓶组，共两瓶，采用冗余设计，一用一备，主要由N 2气瓶、瓶头阀、压力表、气体单向阀组成，作用是利用瓶内的高压氮气作为能量源，驱动气动执行机构，实现灭火剂的释放。
灭火剂的配两方面，储存CO 2的气瓶组称为储存瓶组，灭火剂按照最大用量的一倍进行配备，并分成两组，实现冗余设计。
电动设备方面，采用电磁阀作为电动执行单元，包括氮气驱动气瓶的电磁阀，区域选择电磁阀组，瓶数选择电磁阀组，电磁阀配置的数量随硬件管路进行配置，实现驱动功能。
特别地，因为海上平台存在多个需要保护的区域，需要考虑灭火剂的最佳适配容量，所以，在设计时需要设置区域选择电磁阀组，以得到最佳的灭火系统设计方案。
系统状态检测方面，主要考虑两个因素：人员的安全和系统的安全。
因CO 2释放时为气态，常用压力开关作为系统状态检测的传感器。
通用设计中，压力开关包括CO 2管汇的压力开关，氮气驱动瓶的压力开关，作用是使报警信号传入到中控，提醒操作员。
海上平台火气监控系统故障树定量分析
常用的可靠性评估方法有故障树法 （ＦＴＡ）、 可靠性框图法（ＲＢＤ）、贝叶斯网络等。在事故定 性与定量分析方法方面，故障树分析（ＦＴＡ）是一 种公认的推导事故与引导因素间关系，同时能进 行定性与定量分析的评估技术。 ＦＴＡ具 有 可 在 事 故未发生前加以评量事故发生的可能性，以改善 和提高安全性的优点。过去 ３０年来，ＦＴＡ在国外 经历广泛的应用而证明其实用性甚高。
４个，任意 ２个报警则启动水喷淋系统，也可通 过手动报警器直接启动（２个）。
火气监控系统失效定义：不能在火灾发生或可 燃气体泄漏时及时探测、报警并启动灭火系统。
根据该定义，从上到下，按照演绎的逻辑方 法，制定火气监控系统故障树如图 ４所示。
图 ４ 火气监控系统故障树
３ 火气监控系统可靠性定性分析
利用图 ４建立的故障树求得系统最小割集及
其代表的系统失效模式 如 表 １所 示。其 中 ｋ１～ ｋ１５表示 １５个最小割集合，ｘ１～ｘ２５表示系统的 ２５ 种失效模式，也即系统故障树的 ２５个基本事件。
★ 石油化工安全环保技术 ★
ＰＥＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬＳＡＦＥＴＹＡＮＤＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ２０１８年第 ３４卷第 ２期
１ ６
海上平台火气监控系统故障树定量分析
邓海发１，邢传胜１，苑世宁２，谢 哲２，高 翔１
（１中海油能源发展股份有限公司北京安全环保工程技术研究院，天津 ３００４５０； ２中海油安全技术服务有限公司，天津 ３００４５０）
２０１８年第 ３４卷第 ２期
★ 邓海发等 海上平台火气监控系统故障树定量分析 ★
１ ７
图 １ 火气监控系统结构
图 ２ 火气监控系统工作原理
海上移动平台火气系统检验
吸气式
定温式
感温探测器
温升速率式 组合式 紫外线式
控制室、电气设备问等
火焰探 测器 手动报警按钮
红外线式
紫外 ／ 红外式
钻井区域、生产区域等 通道 、楼 梯口等 钻井区域、生产区域、泥浆处理 区域 、生活 区域风机入口、空调机组进风口、空压 机进
３ １ 检 验 依 据
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
海上移 动平 台根据 不 同的船级 ，必 须满足 相应船 级社 的规范 ，
例 如 ：Ｃ Ｃ Ｓ《 海上 移动平 台入级 规范 （ ２ ０ １ ２ ）》 ，ＡＢ Ｓ＜ ＜ ＲＵ Ｌ Ｅ Ｓ Ｆ ＯＲ
ＢＵＩ Ｌ ＤＩ ＮＧ ＡＮＤ Ｃ ＬＡＳ Ｓ Ｉ ＮＧ ＭＯＢＩ Ｌ Ｅ ＯＦＦ Ｓ ＨＯＲＥ ＤＲＩ ＬＬＩ Ｎ Ｇ ＵＮ Ｉ ＴＳ
感烟探测器
光电式 电离式 生活 区域
、
（ ２ ） 接线检查 。 接线检查 ， 主要是检查探测器接线是否正确， 标 签、
接线端子号是否清晰 、准确 、持久 。电缆 的屏蔽 、绝缘和 接地的问题
电气设备 间、控制室 、材料房、 电缆通道间等
也是接线检查要重点测试 的问题 ，屏 蔽不好会严 重影响到探测器的灵
敏度 ，同时造成误报警 ，绝缘和接地不好会造成很大的安全 隐患 。 （ ３ ）功能测 试。分别用 烟、热源、可燃 气瓶和特定 光源对 感烟 探测器 、感温探测器 、可燃气体探测器和 火焰探 测器进行功能测试 ， 在测试 的过程 中应该 注意 ，一 定首先 将一切可能引起动作的紧急关断 系统 、消 防水 喷淋 系统 、二 氧化碳 和灭火剂释放 系统等安全设施的关
火气系统在海上平台的应用
场设备进行安全 保护 ，避 免危 险扩散造成 巨大损失 。 随着全球 工业化 的浪潮 ，火 灾报警 系统 已应用 到我们 生 联 动表 决一般 是 在Ｅ Ｓ Ｄ 组 态 时实现 ，按 照相 关 的法 规要 产生活 的各个方 面 ，在 办公场所 、宾馆酒 店等都会 有火灾 探 求 ，平台 的不 同区域会 有不 同的联动 要求 。如在生 活区 ，为 测及报警 装置 。在海上 油 田，更 加安全和 专业 的火气系 统更 了在 保障安全 的 同时不影 响生产 ，通 常是两 个及 以上烟雾探 是至关 重要 ，是保护 油 田人员和 设施安全 的最 重要的一道 防 头 同时报警 时才会触 发单元 关停 ，且不会 影响到生 产 。中控 操作 人员根据 火情 决定是 否执行更 高级 别的关断 。而在井 口 线。 或者 生产 区 ，一个 火焰 探 测 器报 警 即可 触 发 生产 关停 。对 ２ 火 气 系 统 的 组 成 及联 动 ２ ． １火气系统的组成 可 燃 气 探 测 器 来 说 ，会 根 据 探 测 到 的 可 燃 气 浓 度 （ 一 般 是 火 气 系 统 一般 由中 控 寻址 盘 、现 场 探 测 设备 （ 各 种 探 ２ ０ ％ Ｌ Ｅ Ｌ ￣警 ，５ ０ ％ Ｌ Ｅ Ｌ 输｝ ｝ ｛ 关 断 信 号 ） 来 决 定 是 否 报 警 或 关 头 ）组 成，并与Ｅ Ｓ Ｄ 紧急关 断系统 、消防系统 、报警广播 系统 停。 ３ 火 气 系统 在 油 田 的 应用 （ Ｐ Ａ Ｇ Ａ ）、 空调 通风系 统 （ Ｈ Ｖ Ａ Ｃ ）等进 行联动 。控制系统 的 笔 者 所 在 的 海 上 油 田 由 中 心 平 台和 井 口卫 星 平 台 组 成 ， 核 心一般为高性 能Ｐ Ｌ ｃ ，现场探 测设备包括有可燃气探 测器 、 火焰探 测器 、烟 雾探头 、感温探 头 、手 动火灾报 警按钮 、毒 其 中中心平 台的火气 系统采 用 回路 寻址传输 的方式 ，每条 回 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 路上 可 以串几十个数 量不 等的探头 ，仅用 两根 电缆 进行供 电 制系统 。在现场 发生火 灾或气体 泄漏 时，可通过 现场探 头 的 及信 号传输 。现场 的探头探 测到报 警信号 后传输 到 中控 寻址 Ｓ Ｄ 系 统，进行 自动检 测表 决或现场人 员手动触 发火 灾或气体 泄漏报警 及相 盘 ，再 由寻址盘将信号通过 相应接 口接入 中控Ｅ 关联动关断动作，保 障人员及设施 的安全 。 表 决及进 一步 的关断输 出 。采 用寻址盘 的方式可 以节约 电缆 火气系统 的中心为寻址盘 ，给现场所有探头供 电并接受返 布线 ，技术上 也更加 先进 ，但 是容 易受到外 界信号干 扰 ，故 回的报警信 号 ，通 过系统 组态给 回路上 的探 头进行 编码 ，以 障排除相对困难。 识 别现场传 回 的报 警信 号。寻址 盘接收 到报 警信 号后 ，一方 井 口平台的火气系统采用点对点传输的方式，现场探 头探 — ２ ０ Ｍ Ａ 信 号输入到 中控Ｅ Ｓ Ｄ 系 统， 由Ｅ Ｓ Ｄ 系 面 进行报警 并传￣Ｐ Ａ Ｇ Ａ 广播系统 ，另一 方面 同时将 信号通 过 测到 火警后 ，通 过４ 串行通讯传给Ｅ Ｓ Ｄ 系统进 行表 决以决定 是否执行生产关断 。 统进 行表决触 发 。点对点 的传 输方式 单一 可靠 ，适 合 比较 小 现 场探 测 设 备 一般 分 为如 下 几 种 ： 的区域 ，出现故障时也容易排查故障 。 （ １ ）可燃气探测器 ：主要用于 油气 存在 的生产 区，探测 通过 日常 的使用及维护发现 ，油 田上对于火气系统 的安全 现场是 否有可燃 气泄漏 ，防爆 要求高 。探测方 式有物 理和化 可靠 性要求 较高 。为保证 火气系 统始终安 全有效 ，油 田设置 学 多种方式 。还有 些特 殊用 途的毒气探 测器 ，如 电池 间需要 了专 门的火气系 统旁通 申请表 ， 由中控 操作人 员进行签 发及 安装氢气探测器等 。 保管 。当有施工 或者 维修作业 需要旁通 该处火 气探头 时 ，必 （ ２ ）火焰探 测器 ：往往装 在井 口区或可 能会 出现 明火的 须填写 火气 系统旁通 申请表 ，经安全 岗位审核 批准后 交 由专 地 方 。为 排除 阳光 照射 或其他干扰 ，火焰探 测器 一般采取 红 业人 员对相 关探头进 行旁通 操作 。旁通 申请 的有效期 不超 过 外／ 紫外等探测方式。同样 需要 具备 高防爆等级 。 ｌ ２ 小 时 ， 当 天 作 业 结 束 或 者 中止 时 要 由专 业 人 员 对 相 关 探 头 （ ３ ）烟 雾探头 ：工作 原理多为离子 型；安装分 为室 内室 取消旁通 ，使其恢复至正常状态。 外，室外的需要较 高防爆等级 。 海上油 田不 同于陆地设施 ，安全要求更高 ，火气系统显得 （ ４ ）感 温探头 ：设计 时一般安装在 室 内，按探测方 式分 尤 为重要 。根据研 究 ，火气 系统 的故障或 误报警基 本是现 场 为定温探头或温 升检 测探 头。 探 头故 障引起 。因此油 田相关部 门制定 了季度维 保计划 ，每 （ ５ ）手动报 警站 ：作为 自动报 警的延伸 ，手动报警站是 三个 月对所有探 头进行 校验 ，必要 时对 可燃气探 头进 行重新 人 工方式 的报 警 。通 常采用 玻璃按 压式 ，当人员发现 火警 时 标定 ，做到及 时发现 问题 ，及 时维修 更换 ，以确保所 有的探 头均处于有 效状态 。 按碎手动报警站的玻璃，报警回路接通 。 （ ６ ）声光报 警器 ：分布在 生产现场显 眼处、逃生通道或 ４ 结 束 语 生活场所 的显眼地 方 ，火 灾报 警后 会触 发启动现场 声光报警 总的来说，火气系统是油 田仪控系统中的重要组成部分， 系统 ，根 据火警 的不 同等 级会触 发不 同的声音和灯 光效 果 ， 对于海 洋石 油工业 是必不可 少 的，关系到 油 田的生产安全 和 以 引起 人 员注 意 。 员 工的生命 安全 ，关系到企 业 的生存 ，所 以应该倍 加重视 。 （ ７ ）消防系统 ：主要 包括消防泵 、喷 淋系统 、防火 门、 研究好火气系统 ，就是为企业的长续发展提供支 持和保 障。 防火风 闸等 ，是火气 系统 的重 要延伸 ，也是火 气系统 的作用 参考文献 所在 。 ［ １ １ 】刘景 辉 ． （ （ 火 气 系统 论 述 ， 石 油化 工 自动化 ， ２ ０ ０ ８（ ０ ５ ） （ ８ ）Ｃ Ｏ ， 灭火 系统 ：二氧化 碳 灭火系 统相对 独立 ，一般 ［ ２ 】李萍 ．（ （ 易燃 易爆 场所 火灾 自动报警 系统 的选型及应用 ， 作 为区域 灭火系统 ，保护 一些重要 的或不适 合水雾 喷淋 的场 石 油化 工 自动化 合 ，如 中央控制室、厨房、配电问等 。 ［ ３ 】 火 气 系统 在石化 装 置 中的应 用 ， 石 油化 工 自动化 ， ２ ０ １ ２ ２ ． ２火气系统的联动 （０ ２） 火气系统主要是通过Ｅ Ｓ Ｄ 系统进行触发及输 出。Ｅ Ｓ Ｄ 系统是 ［ ４ 】 刘健 ， 崔正 清 ． 海洋石油平 台可燃气探头选 型浅析 ［ Ｊ 】 ， 仪 种 重要 的安全保 护系统 ，它凌 驾于生产 过程控制 之上 ，实 器 仪 表 用 户 ， ２ ０ １ ２（ ０ ３ ） 时在线监 测装置 的安全性 。当 生产 装置 出现紧 急情 况 时，不 作者简介 ：孙培 申 （ １ ９ ８ ３ 一 ），男 ，汉族，广东湛江 ，就 需要经过 Ｄ Ｃ Ｓ 系统 ，而直接 由Ｅ Ｓ Ｄ 发 出保护及联 锁信 号，对现 职 于中海石油 （ 中国）有 限公司湛江分公司 。
海洋平台火气探测系统浅析
广 东
化
工
１ １ ５
第４ ｌ 卷 总第 ２ ８ ６ 期
ｗｗｗ． ｇ ｄ ｃ ｈ ｅ ｍ． ｃ ｏ ｍ
海 洋平 台火气 探测 系统浅析
（ 南海 西 郎石 油勘 察 设计仃 限 公司 电气 仪 表室 ，广 东 湛 江 ５ ２ ４ ０ ５ ７ ）
孙 进
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ： ｏ ｆｓ ｈ ｏ ｒ ｅ ｐ ｌ ａ ｔ ｆ ｏ ｒ ｌ ｒ ｌ ￣ ｆ ｉ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｇ ａ ｓ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ￣ｔ ｙ ｐ ｅ ；ｃ ｏ ｎ ｉｇ ｆ ｕ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
［ 摘 要】 火气 探 测 系统用 ０ ｊ 对 整 个平 台 的易燃 易爆 气体 、有 毒气 体或 火灾 情况 进行 连续 监测 ，通 过 早期 报警 ，防 止可燃 体 大面积 泄露 或者 火 势 蔓延 ，有 效 保证 平 台设备 和 人 员安 全 。火气 探测 设 备探 测 效果 除 与探 测 器本 身 灵敏 度及 性 能相 关外 ，还 受整 个火 气 系统 规划 、探 头 布局及 逻 辑组 态等 因 素影 响 。文 章结 合作 者多 年 ： 作经 验 ，对 海洋 平 台火 气探测 系 统在 设 计过 程中需 要 考虑 的一 些问题 做 简要 的分 析阐述 。 【 关键 词】 海 洋 平台 ；火 气探 测器 ：类 型 ；组态 ［ 中 图分 类 弓］ Ｔ Ｑ 【 文献标 识码 １ Ａ ［ 文 章编 号］ １ ０ ０ ７ 一 Ｉ ８ ６ ５ （ ２ ０ １ ４ ） ２ ０ — ０ １ １ ５ — ０ ２
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｅ ｔ ： Ｆ ｉ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｇ ａ ｓ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｂ ｅ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ａ ｎ ｔ ｌ ｙ ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｌ ｆ ａ ｍ ｍａ ｂｌ ｅ ａ ｎ ｄ ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｓ ｉ ｖ ｅ ｇ ａ ｓ ． ｔ ｈ ｅ ｔ ｏ ｘ ｉ ｃ ｇ ａ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｉ ｆ ｒ ｅ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｏ ｆｓ ｈ ｏ ｒ ｅ ｐ ｌ ａ ｔ ｆ ｏ ｍ１ ． Ｗ ｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｈ ｅ ｌ ｐ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｅ ａ ｒ ｌ ｙ ｗａ ｒ ｎ ｉ ｎ ｇ ．ｉ ｔ ｃ ａ ｎ ｐ ｒ ｅ ｖ ｅ ｎ ｔ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｂ ｕ ｓ ｔ ｉ ｂ ｌ ｅ ｇ ａ ｓ ａ ｎ ｄ ｉｒ ｆ ｅ ｆ ｒ ｏ ｍ ｓ ｐ ｒ ｅ ａ ｄ ｉ ｎ ｇ ｑ ｕ ｉ ｃ ｋ ｌ ｙ ｓ ｏ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｐ ｌ ａ ｔ ｆ ｏ ｒ ｍ’ ｓ ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。