海洋石油平臺控制中的火氣系統(tǒng)設(shè)計方法研究

孫婧

摘 要 在海洋石油平臺控制中的火氣系統(tǒng)設(shè)計過程中，必須要保證科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，這樣可以為整個平臺的工作人員的生命健康提供安全保障，對于石油行業(yè)的健康的發(fā)展有著積極作用。基于此，本文針對海洋石油平臺控制中的火氣系統(tǒng)設(shè)計方法開展研究工作，首先介紹火氣系統(tǒng)設(shè)計的基本原則，以及相關(guān)的設(shè)計要求，結(jié)合實際情況，最后提出具體結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容，保障整體結(jié)構(gòu)的獨立性和安全性。

關(guān)鍵詞 石油平臺;火氣系統(tǒng);設(shè)計原則

近年來，國民經(jīng)濟的穩(wěn)定增長，推動了石油行業(yè)的健康發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷革新，讓石油開采的作業(yè)效率大大提高。石油是一種重要能源，應(yīng)用范圍極為廣泛，越來越多的國家發(fā)展石油產(chǎn)業(yè)，選擇在深海地區(qū)開采石油，擴展石油資源儲量。在石油平臺控制系統(tǒng)中，建立火氣系統(tǒng)能夠為控制平臺的正常運作提供安全保障，可以對平臺中的突發(fā)情況進行有效預(yù)測，并且可以對氣體泄漏或者火災(zāi)產(chǎn)生的位置和程度進行精準(zhǔn)監(jiān)測，通過獨特的聲光報警技術(shù)，可以及時發(fā)出警示，幫助人們預(yù)防危險，并且具有一定的火災(zāi)控制功能。所以，該系統(tǒng)在石油平臺控制系統(tǒng)中有著相當(dāng)重要的地位，怎樣科學(xué)合理的設(shè)計火氣系統(tǒng)，完善其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，保障其穩(wěn)定性和安全性是現(xiàn)階段石油行業(yè)發(fā)展首要面對的問題之一，而且受到了社會公眾的廣泛關(guān)注。

1 海洋石油平臺控制中的火氣系統(tǒng)設(shè)計原則

在火氣系統(tǒng)設(shè)計過程中，為更為精準(zhǔn)有效的監(jiān)測事故發(fā)生的位置和程度，必須要堅持幾項設(shè)計原則。首先，安全性原則。這也是最為基本的原則，能夠為工作人員和機械設(shè)備提供安全保障。所以，安全性是最基本也是最關(guān)鍵的原則，在實際設(shè)計過程中，需要對周邊的環(huán)境進行充分考慮，通過研究論證和環(huán)境分析，從而制定出一個規(guī)范合理的安全規(guī)范。在應(yīng)用過程中，所制定的安全規(guī)范要涵蓋所有石油平臺存在或者潛在的安全隱患和危險因素，并對這些風(fēng)險因素進行全面分析，包括其造成的嚴(yán)重后果，站在安全性的角度分析，制定相應(yīng)的安全策略。能夠承擔(dān)最低風(fēng)險，并在設(shè)計過程中，相關(guān)的邏輯設(shè)計和功能特征都會是安全性原則的具體細(xì)化。其次，故障和安全性原則。由于火氣系統(tǒng)的功能就是針對風(fēng)險因素進行監(jiān)測和警報，其內(nèi)部含有大量的儀表系統(tǒng)，在設(shè)計中需要遵守故障安全性原則，在一定區(qū)域內(nèi)要具備檢測電路的功能，這樣可以保障系統(tǒng)得以正常運作。最后，獨立性原則，結(jié)合多級安全等級原則，細(xì)化火氣系統(tǒng)，避免多個系統(tǒng)同時失效的情況。相比其他系統(tǒng)，火氣系統(tǒng)具有獨立性，在此情況下可以發(fā)揮最大化的功能作用。火氣系統(tǒng)具體組成包括：防火電纜、傳感器、接線箱以及電源系統(tǒng)等，并且這些裝置都是相對獨立的。堅持獨立性的基本原則可以幫助火氣系統(tǒng)進行后續(xù)的升級和擴展，該原則貫穿整個設(shè)計過程，有利于針對火氣系統(tǒng)的全方面檢查，通過這種方式，可以幫助火氣系統(tǒng)降低受到其他系統(tǒng)的外在影響程度。

2 海洋石油平臺控制中的火氣系統(tǒng)要求

海洋石油平臺儀表系統(tǒng)可以分為火氣系統(tǒng)和鉆井系統(tǒng)兩個部分。其中，火氣系統(tǒng)可以對生產(chǎn)區(qū)域的設(shè)備進行監(jiān)視保護，對于異常情況可以自動發(fā)生警示信號，同時啟動各種現(xiàn)場設(shè)備實現(xiàn)聯(lián)動，完成相關(guān)安全設(shè)施的關(guān)斷，保障平臺正常運行。海洋石油平臺火氣系統(tǒng)的具體組成包括：現(xiàn)場設(shè)備、主火氣盤、電纜電源以及可尋址火氣盤等，能夠?qū)扇細(xì)怏w探頭、氫氣探頭、感溫探頭以及硫化氫探頭等警報裝置的檢測信號，結(jié)合相應(yīng)的邏輯設(shè)計要求來實現(xiàn)風(fēng)機、警鈴以及空調(diào)關(guān)斷等機械設(shè)備的正常輸出，確保石油平臺的正常運行。另外，主火氣盤控制系統(tǒng)可以采取PLC系統(tǒng)，內(nèi)部通信模塊、控制器都為1：1冗余，并且其安全等級要高于SII2。該系統(tǒng)的司鉆房和控制柜都要配置HMI，可以對現(xiàn)場的報警信息和檢測情況等進行顯示。通過可尋址方式來幫助感煙探頭、手動報警站以及感溫探頭等裝置和可尋址火氣盤進行連接，二者利用冗余方式實現(xiàn)通信，并且其安全等級也應(yīng)該高于SII2。

3 海洋石油平臺控制中的火氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計

在實際過程中，石油平臺控制中的火氣系統(tǒng)具體分為執(zhí)行單元和控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)屬于整個系統(tǒng)的核心中樞，一般都設(shè)置在中心控制室，主要作用就是接受各個監(jiān)控裝置的信號，通過整合分析處理，向人們發(fā)出警示信號，之后工作人員可以根據(jù)信號及時趕到事故現(xiàn)場，及時采取有效措施，將危險隱患進行處理，確保石油平臺的正常運行[1]。此外，火氣系統(tǒng)一般都安置在火氣控制柜中，進而形成人機交互單元、火災(zāi)控制單元以及邏輯運算單元等。執(zhí)行單元指的是散布在石油平臺各個組成部分的傳感器，具體包括火災(zāi)傳感器、溫度傳感器、可燃?xì)怏w傳感器以及聲光報警器等裝置。這些裝置具體功能如下：

其一，溫度傳感器。火災(zāi)發(fā)生后，能夠產(chǎn)生大量的熱量，溫度傳感器可以檢測到這些熱量，并將其轉(zhuǎn)化為電信號傳輸?shù)娇刂浦行模罱K發(fā)出警示信號。通常情況下，火氣系統(tǒng)都會選用對于溫度較為敏感的傳感器，進而提高對溫度檢測的精確性。其二，煙感傳感器。火災(zāi)發(fā)生后，現(xiàn)場會出現(xiàn)大量的煙霧灰塵，當(dāng)系統(tǒng)檢測到煙霧后，會自動發(fā)出警示信號，并將信號傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)。因為石油平臺常伴有大量細(xì)小顆粒，所以要對傳感器進行定期清理，提高系統(tǒng)檢測的效率和準(zhǔn)確度。其三，可燃?xì)怏w傳感器。該裝置就是用來檢測空氣中氯化氫氣體的含量，如果濃度高于安全標(biāo)準(zhǔn)，那么系統(tǒng)將會發(fā)出不同的警示信號，提示工作人員及時采取有效措施，為人們的生命健康提供有力保障。其四，聲光報警器。該裝置是用來針對現(xiàn)場人員進行危險提示。因為石油平臺常見運作，噪音污染嚴(yán)重，傳播范圍非常廣，所以在選用聲光報警器時也應(yīng)該選擇大功率的裝置，能夠發(fā)出比較明顯的聲光提示，這樣可以確保其他人員可以及時接收到危險信息的提示，從而采取科學(xué)合理的預(yù)防措施。

4 結(jié)束語

目前來看，石油行業(yè)發(fā)展極為迅速，其廣泛的應(yīng)用范圍使得越來越多國家參與到石油開采行列當(dāng)中。隨著社會發(fā)展，國家逐漸將深海作為石油開采的主要陣地，通過針對海洋石油平臺控制中火氣系統(tǒng)的安全設(shè)計，能夠完善系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，提供其穩(wěn)定性和安全性，為工作人員的生命健康提供保障。另外，基于各種系統(tǒng)設(shè)施，還可以預(yù)防海洋油氣泄漏，并為生態(tài)環(huán)境保護起到突出作用。近年來，科學(xué)技術(shù)的革新發(fā)展，推動了火氣系統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)，在現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)上不斷完善優(yōu)化，使得該技術(shù)能夠在石油開采過程中起到更為突出的作用，應(yīng)用范圍也得到進一步擴展。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉冬冬.海洋石油平臺控制中的火氣系統(tǒng)設(shè)計方法研究[J].機電信息，2016（3）：87.