海上平臺火氣系統相關檢測技術研究

王 亮，劉宏偉，劉子城

［中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300459］

火氣系統對于海上平臺的發展具有重要的意義，同時具有重要的作用，是安全保障系統的重要組成，火氣系統屬于安全儀表，是一種安全性較高的系統，火氣系統的全稱是火災及氣體監測報警系統（FGS）。火氣系統一般都是被用于進行火災的檢測工作，對于可燃氣以及毒氣進行的檢測工作也是由其負責，監測是否存在泄漏的情況，同時還兼具報警的功能，還擁有著完備的安全儀表系統，一定程度上具備滅火的能力。石油、天然氣等這一類的易燃易爆物質都是海上平臺主要的產品，在進行鉆采以及儲油等工作的過程之中，一不小心就會引發火災以及爆炸。不過由于海上平臺往往距離陸地有一段距離，甚至有些還處于深海之中，本質上的區別非常大，且自身具備的空間不大，管線設備全部集中于其中，密集度高，由于海洋平臺的復雜性管理起來也較難，在這樣的情況之下，一旦發生了火災事故問題，或者產生了爆炸等事故時，不能及時進行處理，不能夠第一時間得到陸地上的幫助，也就加大了對事故控制的難度，從而造成事故的進一步蔓延，嚴重時還會導致海上平臺的工作人員無法及時逃出，對其安全產生威脅，損失財產，其所造成的后果十分嚴重。海上平臺的火氣系統作為火災爆炸事故的主要預防以及監控的設備，是保障其安全運行的重要手段[1]。

海上平臺火氣系統（FGS）及緊急開關式切除裝置（ESD）均隸屬于安全檢測儀表系統。安全儀表系統是由一些例如分散控制系統在內的一些重要過程控制系統而存在，其在正常生產中活動并且保持正常工作運行狀態時處在一種休眠或者靜止的工作狀態，但只要與有關的生產設備裝置或者是設施在工作中出現了一種可能造成的情況出現安全事故的情況，其就有機會迅速以及精準地對其進行一些動作，安全地暫時停止與有關的生產操作，或者將會自動向已經設置好的安全狀態進行引導。由此可以看出提升其可靠性的意義和重要性，必須保證其具有高度的可靠性，也就是功能的安全性，還要做到對其相關維護工作進行規范管理，否則一旦安全儀表系統失效或者出現故障，將會釀成很嚴重的事故，導致出現非常嚴重的安全后果[2]。

在火氣系統的設計階段，其安全完整性等級以及要求就已經根據風險評估確定完畢。火氣系統一旦開始了設計，進行完成建設，那么在日常的使用過程之中就不能夠缺少相關的維護工作，如維修不當或忽略維護工作，就會對設備本身產生傷害，導致設備無法正常運行，嚴重時還會發生一些設備故障等問題，因此維護技術手段對于保障系統的安全完整性來說相當重要。從海洋平臺的層面來看，火氣系統的設計與其他系統都獨立開來，而要對其進行的維護作業大體上包含了系統日常運行過程之中的維護、對系統進行定期的監測測試以及對其相關的故障進行診斷以及處理三個方面。本文側重于火氣系統的檢測技術以及其故障診斷技術，將會對其進行重點的講解。本文將會闡述一下火氣系統的組成，對火氣現場檢測設備和火氣控制器的檢測技術有關的內容進行簡要的介紹，同時還介紹了安全儀表系統的自診斷技術以及火氣系統的控制回路診斷技術。主要探討了火氣系統的基本組成、海上平臺火氣系統檢驗、測試技術、火氣系統故障診斷技術，為促進海上平臺火氣系統的技術更新進步做出一些貢獻，本文僅供參考[3]。

1 火氣系統的基本組成

1.1 檢測探頭

火警探頭是火氣系統中的重要組成部分，火警探頭的種類也比較多，不同的環境應用不同的探頭，主要通過探頭的信號進行傳輸，信號都是一對一的模式，將信號傳輸到安全邏輯控制器輸入卡的各個通道之中，另外在生活區和其他區域，尋址盤的應用率也比較高，尋址盤的應用主要是與火氣探頭進行連接，具體的形式是一種環路的形式，不同的探頭有不同的編碼，通過編碼可以確定相應的位置，通過這樣的方式可以節省部分布線。另一方面，在許多操作區域內還存在一些便利，例如手動報警站，手動報警站可以為工作人員提供許多的便利，方便操作人員對火災進行及時的報警和處理，當有危險火災發生時，操作人員可以快速地敲擊玻璃。

1.2 輸出響應

報警主要顯示：報警顯示主要是指關于報警的一系列畫面顯示和信息展示，主要包括：火災畫面、閉路電視、監控器、記錄、顯示燈等。

廣播通告：主要是通過語言的方式進行警示，主要包括：喇叭（Sounder）、報警鈴（Bell）、閃光報警燈（Beacon）、廣播和通用報警系統（Public Address/General Alarm，PA/GA）。

抑制系統（BIS）：抑制系統包括許多設備，不同的設備有不同的管理系統，主要包括：消防方面、水霧方面、二氧化碳方面，風閘管理方面等，不同的設備控制著不同的系統。

緊急停車系統（ESD）：緊急停車系統非常重要，該系統最大的作用就是可以起到極度控制的作用，可以快速地暫停部分生產項目或者全部設備等，緊急停車系統最常出現的情況就是當危險發生時或者當火警出現信號時，緊急停車系統就會發揮出最大作用[4]。

電氣系統：電氣系統是整個系統重要的支撐，所有的動力設備都需要電氣系統進行支撐，這里的電氣系統主要包括：馬達、開關柜等，當現場出現危險信號或者有危險氣體泄漏時火力系統邏輯控制器將會輸出DO觸點信號，信息就會傳送到電工控制柜內，這樣可以從根本保障消防泵等設備發揮最大的效果。

1.3 安全邏輯控制器（FGS）

安全邏輯控制器（FGS）具有自身的工藝特點，根據具體的工藝特點將設備和工藝單元進行適當的分割和組合，通過軟件組態進行分割，主要分割的種類就是一系列的火區，這些火區的目的就是為了更方便地對系統進行檢測和防火工作。火區的定義具有一定的標準，要根據標準進行判斷，主要的判斷標準就是設備周圍環境的布局和自然邊界，根據自然邊界進行判斷，這里可以觀察防火墻、安裝甲板以及其他設備的邊界，這其中還包括的是成套的設備、組裝的設備等。一個火區內都要安裝報警裝置，當火區內發生任何危險信號，相應的火警系統就會啟動，可以及時的撲滅火災。另一方面，當出現火災危險信號時，安全邏輯控制器可以快速地對火災的具體情況發進行判斷，能夠及時檢測出火情發生處，發出警報，根據火情判斷潛在的危險，再根據危險程度，針對性地進行解決措施，每個火區都有自身潛在的危險隱患問題，每個火區的危險類型也有所不同，危險程度也不同，根據不同的危險類型提出不同的解決方案，有針對性地對做好火災的檢測工作和安保工作，避免因火災導致出現的人員傷亡與財產損失，確保海洋平臺設備安全穩定運行。

2 海上平臺火氣系統檢驗、測試技術

2.1 現場監測設備

海上平臺所應用的設備較多，有許多都是大型設備，類型眾多，操作起來更要注意安全問題，其中海洋平臺所應用的報警設備包括許多種類，主要包括：氣體探測器、火焰探測器、煙霧感應探頭、溫度感應探頭等。這些探測設備在具體的監測過程中要根據相關標準進行，要以專業的標準作為依據進行測試。

2.2 安全邏輯控制器（FGS）

一般對邏輯控制器的檢查工作是定期進行的，對安全邏輯控制器（FGS）的檢查工作非常重要，需要相關企業引起重視，一般使用兩種方式對安全邏輯控制器（FGS）進行控制，主要包括：對安全邏輯控制器（FGS）進行定期的檢查維修、周期性的檢查維修兩方面，具體的周期時長為一到兩周的時間，另一方面，在具體的測試過程中要根據實際情況而定，對于不同的情況要制定提前的計劃，計劃的時間也要根據相關標準而定。

3 火氣系統故障診斷技術

火力系統是安全儀表系統的一個分支部分，在其控制器以及現場設備的開發制造工作層面具有一定的要求，同時系統的設計工作、集成階段都會對系統的故障診斷功能提出一定的要求。

3.1 安全儀表（SIS）邏輯控制器自診斷技術

安全儀表控制器（SIS）通常具有自診斷功能。自診斷技術的應用是提高邏輯控制器安全性和可用性的有效手段。系統制造商通常設計邏輯控制器的自診斷。

3.2 火氣控制回路診斷

火氣控制回路診斷是一項特殊的技術，這種技術可以從根本上對特殊的、典型的故障電路進行分析和診斷，具有強大的診斷功能，能夠在發生火災時及時診斷出火災發生因素，確定火災發生區域，該控制系統在火氣系統中具有重要的作用。

4 結束語

火力系統作為重要的海上運輸平臺安全防護系統，對其進行檢測以及故障診斷等工作，是維護系統安全和穩定性不可或缺的重要措施。主要講述了關于海上平臺火氣系統的檢測與診斷技術研究，其中對火氣系統的基本組成進行了闡述，如：檢測探頭、輸出響應、安全邏輯控制器（FGS），分析了海上平臺火氣系統檢驗、測試技術（現場監測設備、安全邏輯控制器FGS），且對火氣系統故障診斷技術進行的深入研究，以幫助相關領域更好的發展，為相關領域提供更多的理論依據。