CJ50自升式钻井平台火气探测系统设计

第４８卷㊀第２期２０１９年４月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀船海工程ＳＨＩＰ＆ＯＣＥＡＮＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀

Ｖｏｌ.４８㊀Ｎｏ.２

Ａｐｒ.２０１９

㊀㊀㊀

ＤＯＩ:１０.３９６３/ｊ.ｉｓｓｎ.１６７１￣７９５３.２０１９.０２.０３８

ＣＪ５０自升式钻井平台火气探测系统设计

黄伟ꎬ季辉ꎬ王关龙

(上海外高桥造船有限公司ꎬ上海２００１３７)

摘㊀要:针对ＣＪ５０自升式钻井平台存在的火灾㊁爆炸㊁毒气泄漏及井喷等隐患ꎬ对系统进行检测ꎬ评估平台环境中的风险ꎬ采用手动㊁自动等激活手段ꎬ根据预设安全逻辑激活紧急停车㊁启动消防等安全功能ꎬ从而实现对灾害的隔离㊁减轻和消除ꎬ实现对人员㊁设备和环境的保护ꎮ

关键词:火气探测ꎻ布置ꎻ选型ꎻ回路设计

中图分类号:Ｕ６６２.２㊀㊀㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀㊀㊀文章编号:１６７１￣７９５３(２０１９)０２￣０１４７￣０５

收稿日期:２０１９－０１－０８修回日期:２０１９－０３－１８

第一作者:黄伟(１９８３ )ꎬ男ꎬ学士ꎬ助理工程师研究方向:船舶及海洋工程电气设计

１㊀系统概述

海上石油钻井平台含有大量高压系统ꎬ系统的工作介质是高温㊁高压㊁易燃㊁易爆的气体或液体ꎬ一旦发生事故ꎬ海上逃生和救援的难度均比陆地大很多ꎮ火气探测系统是通过检测㊁分析平台环境中发生火灾或可燃气体泄漏情况ꎬ通过一系列动作等手段来预防及控制事故ꎬ消除潜在隐患ꎮ火灾＆气体探测系统对潜在火灾或气体事故点提供一个可靠的前期探测预警ꎮ一旦在平台上检测到火灾㊁可燃气或有毒气体泄漏ꎬ系统中执行 表决确认逻辑 ꎬ进而激活相应消防设备ꎬ发出报警ꎮ与此同时ꎬ确认火灾＆气体报警信号会发送到ＥＳＤ系统ꎬ根据预设逻辑执行风㊁油等设备切断动作ꎮ

２㊀系统设计的准则

２.１㊀设计规范及标准

ＣＪ５０自升式钻井平台是本公司建造的全新

产品ꎬ由荷兰ＧｕｓｔｏＭＳＣ公司提供基本设计ꎬ详细设计由设计所和Ｍａｒｉｃ联合承担ꎬ船长㊁型宽都接近１００ｍꎬ最大作业水深超过１２０ｍꎬ船员数量在１５０人ꎬ满足ＵＫ－ＨＳＥ㊁挪威北海要求ꎬ入ＡＢＳ级ꎮＣＪ５０自升式钻井平台具有具备三重化㊁冗错功能㊁系统集成化㊁设备自诊断以及更好的可用性

和经济性等特点ꎬ同时满足ＳＩＬ２的所有要求ꎮ根据对项目规格书进行梳理ꎬＣＪ５０项目中火气探测系统涉及法规㊁标准如下ꎮ

１)ＡＢＳ美国船级社钢制船规范ꎮ

２)ＡＢＳＭＯＤＵＣＯＤＥ美国船级社海上移动平台入级与建造规范ꎮ３)ＣＣＳ中国船级社钢质海船入级与建造规范ꎮ

４)ＣＣＳＭＯＤＵＣＯＤＥ中国船级社海上移动平台入级与建造规范ꎮ

５)ＳＯＬＡＳ海上生命安全公约ꎮ６)国际海事组织(ＩＭＯ)标准㊁公约ꎮ

７)国际电工组织ＩＥＣ６１０８ꎬＩＥＣ６１５１１ꎬＩＥＣ６１８９２等

８)ＵＫ－ＨＳＥꎮ

除了满足上述法规外ꎬ还应考虑不同的挂旗

国㊁工作水域的要求以及其他约定ꎮ

２.２㊀设计技术要求及配置原则２.２.１㊀系统技术要求

１)系统应该具备独立性ꎬ安全性ꎮ２)应选用ＵＰＳ电源ꎮ

３)具备自诊断功能ꎮ操作界面上可全面㊁准确地反映系统信息ꎮ

４)根据平台房间的位置ꎬ通风系统的独立性ꎬ设备关联关系ꎬ将平台划分为若干火区ꎮ５)将烟㊁温探头和报警按钮根据所属火区分为若干回路ꎬ分别连接在火灾报警板上ꎮ

２.２.２㊀系统的配置原则１)应具有冗余性或满足可靠性验证ꎬ并独立于其他系统ꎮ

２)电源应满足规格书㊁规范的要求ꎬ至少两

７

４１

路供电电路ꎮ主应急电源应分别从主配电板和应急配电板供电ꎬ不经过二次配电系统ꎮ如应急电源为蓄电池ꎬ则应在图纸中标识ꎮ

３)可寻址型探测器回路的设计应具有回路监测功能(如接地故障检测ꎬ短路检测和断路检测等)ꎬ并保证回路中任一单点故障不会造成整个回路失效ꎮ㊀㊀４)选用防火电缆ꎮ

３㊀系统详细设计

３.１㊀典型结构设计

目前在ＣＪ５０自升式平台上火气系统采用的是由控制板㊁回路驱动器㊁火气探头以及中控系统和操作站组成的结构形式ꎬ见图

１ꎮ

图１㊀典型火气探测结构形式

３.２㊀选型与布置

３.２.１㊀感烟探头

在ＣＪ５０项目中ꎬ在船员起居处所㊁走廊㊁控制

室ꎬ机舱㊁货舱及其他类似场所都应布置感烟探

头ꎬ而在整个钻井平台上感烟探头的使用比例高

达８０％ꎮ根据船级社规范要求ꎬ其布置应满足最

大覆盖区域不超过７４ｍ２ꎬ两探测器中心距离应

不超过１１ｍꎬ距舱壁不超过５.５ｍ的要求ꎬ以控

制室为例ꎬ设计方案见图２ꎬ舱室的长度㊁宽度分

别为:７.５ｍ和７.０ｍꎬ计算后认为ꎬ此控制室只需

要布置一个感烟探头ꎮ同时需注意的是机舱或者

房间内的感烟探头的布置位置应距离风管的风口

至少１ｍ远ꎬ对于层高高于１２ｍ的处所ꎬ不推荐

使用感烟探头ꎬ而对于危险区域要使用本安型感

烟探头[１]ꎮ

３.２.２㊀感温探头

感温探头在布置时应考虑其安装间距与探头

安装高度之间的相互影响ꎬ见表１ꎮ

在ＣＪ５０项目中ꎬ在厨房㊁洗衣间(带烘干功

能)㊁娱乐室(可吸烟)㊁茶水间(可吸烟)㊁吸烟室

㊁

图２㊀感烟探头布置示意

表１㊀安装高度与间距ｍｍ㊀

安装高度０~３>３~４>４~５>５~６>６~７>７~８

间距标准９~７.５~７~６~３.５~３.５

焊接间及其他类似场所都应布置感温探头ꎮ例如

在生活区的厨房间ꎬ平时内部产生大量的油烟等

气体ꎬ如果使用感烟探头ꎬ会造成误报警ꎬ因而选

择单独配备感温探头ꎮ此外根据规范要求对于重

要处所如机舱等机械处所ꎬ不允许单独配备温度

探头ꎬ以应急发电机间为例ꎬ其设计方案见图３ꎮ８４１