易熔塞回路系統(tǒng)的常見(jiàn)問(wèn)題分析

郭琳(海洋石油工程股份有限公司，天津 300461)

0 引言

在海洋石油平臺(tái)上，緊急關(guān)斷系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行是保障平臺(tái)安全生產(chǎn)的重要手段。易熔塞回路系統(tǒng)是海洋石油平臺(tái)緊急關(guān)斷系統(tǒng)的重要組成部分，能火災(zāi)情況下的快速探測(cè)和快速啟動(dòng)消防措施。文章結(jié)合海洋石油平臺(tái)上的實(shí)際應(yīng)用情況對(duì)易熔塞回路系統(tǒng)在海洋石油平臺(tái)上的運(yùn)行及常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行分析，為其更廣泛的應(yīng)用提供借鑒。

1 易熔塞回路系統(tǒng)

1.1 易熔塞

易熔塞是一種“熔化型”安全泄放裝置，由熔點(diǎn)低于232 ℃的金屬，如：錫、鉛、鉍等為主要成分并加入銦、鎘和銀等元素組成，具有熔融溫度準(zhǔn)確、動(dòng)作溫度范圍窄、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)對(duì)于海洋石油平臺(tái)高危險(xiǎn)、高作業(yè)要求的工作環(huán)境是非常重要的。

1.2 易熔塞回路系統(tǒng)的組成

易熔塞回路系統(tǒng)由以下三部分組成：(1)易熔塞控制盤；(2)易熔塞儀表管線；(3)易熔塞。

1.3 易熔塞回路系統(tǒng)的功能

易熔塞回路系統(tǒng)是平臺(tái)緊急關(guān)斷系統(tǒng)的重要組成部分，擔(dān)負(fù)著保障平臺(tái)安全生產(chǎn)的艱巨任務(wù)。由于易熔塞的物理特性，在發(fā)生火災(zāi)或有明火出現(xiàn)的時(shí)候融化，從而使易熔塞回路儀表管線內(nèi)的壓縮氣體釋放，壓力開關(guān)動(dòng)作，井口控制盤關(guān)閉所有井的地面安全閥、井下安全閥，打開放氣閥，并將信號(hào)傳給火災(zāi)盤，火災(zāi)盤報(bào)警并啟動(dòng)井口區(qū)噴淋系統(tǒng)。同時(shí)，火災(zāi)盤向中控系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)，中控系統(tǒng)產(chǎn)生平臺(tái)二級(jí)關(guān)斷。實(shí)現(xiàn)了對(duì)意外火源的報(bào)警確保在最短的時(shí)間內(nèi)把火災(zāi)或氣體泄漏所造成的影響限制到最小，防止火災(zāi)或可燃?xì)怏w蔓延。

1.4 需要安裝易熔塞回路系統(tǒng)的設(shè)備

API RP 14C標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，海洋石油平臺(tái)上的1類危險(xiǎn)區(qū)和平臺(tái)其他易燃易爆區(qū)，均應(yīng)安裝溫度控制回路(易熔塞回路)，其熔斷溫度不大于80 ℃，關(guān)斷反應(yīng)時(shí)間不大于15 s，以確保油氣井在發(fā)生意外火災(zāi)時(shí)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)緊急關(guān)井[1]。

以惠州21-1B平臺(tái)為例，惠州21-1B平臺(tái)是一個(gè)天然氣處理平臺(tái)，平臺(tái)上沒(méi)有井口，設(shè)計(jì)為閉排泵、乙二醇發(fā)生器、天然氣壓縮機(jī)一級(jí)入口清洗器、天然氣壓縮機(jī)二級(jí)入口清洗器、天然氣回收壓縮機(jī)入口清洗器、高壓火炬清洗泵等14臺(tái)處在1類危險(xiǎn)區(qū)的設(shè)備安裝了易熔塞回路，其他設(shè)備未設(shè)計(jì)易熔塞回路。

2 易熔塞回路的邏輯關(guān)系

在惠州21-1B 平臺(tái)上共有3個(gè)易熔塞控制盤，分別控制三層甲板上的易熔塞回路，現(xiàn)在以最為典型的易熔塞控制盤X-6001附帶的一路易熔塞回路為例，分析易熔塞回路的通用邏輯功能。如圖1所示，虛線框表示易熔塞回路，框內(nèi)部所示為噴淋管線的現(xiàn)場(chǎng)布置。從圖中可以看出，此路易熔塞回路所保護(hù)的設(shè)備為：K-2500A/B(天然氣一級(jí)壓縮機(jī))、K-2501A/B(天然氣二級(jí)壓縮機(jī))、K-2600(天然氣回收壓縮機(jī))、C-2700(乙二醇接觸器)、E-2700(乙二醇冷卻器)、A-2700(乙二醇再生撬)，共6臺(tái)設(shè)備。壓力變送器PT6009向中控輸送一個(gè)壓力值，中控對(duì)這個(gè)壓力值設(shè)定低低報(bào)警點(diǎn)PALL6009為3.447 5 MPag，即，當(dāng)以上幾個(gè)設(shè)備中任何一臺(tái)設(shè)備的易熔塞發(fā)生融化，易熔塞回路即會(huì)泄壓，當(dāng)管線內(nèi)壓力小于3.447 5 MPag的時(shí)候PALL6009報(bào)警，平臺(tái)產(chǎn)生二級(jí)關(guān)斷，啟動(dòng)消防水泵，打開噴淋閥DV-6001，開關(guān)間對(duì)A 平臺(tái)進(jìn)行電氣隔離，廣播系統(tǒng)報(bào)警，位于各層甲板上的火災(zāi)報(bào)警燈亮，中控ESD控制臺(tái)確認(rèn)報(bào)警信號(hào)，過(guò)程控制系統(tǒng)(PCS)操作報(bào)警。可以實(shí)現(xiàn)，當(dāng)易熔塞檢測(cè)到火災(zāi)或者溫度異常高的時(shí)候，由中控的控制系統(tǒng)對(duì)平臺(tái)的設(shè)置可產(chǎn)生一系列保護(hù)動(dòng)作，噴淋系統(tǒng)可以對(duì)高溫或著火區(qū)域起到降溫、滅火的作用，同時(shí)對(duì)A平臺(tái)的電氣隔離防止了可能的火災(zāi)蔓延到A平臺(tái)，通訊系統(tǒng)對(duì)報(bào)警進(jìn)行廣播，提醒非火災(zāi)區(qū)的工作人員注意，及時(shí)采取相應(yīng)的保護(hù)措施。

圖1 易熔塞及噴淋管線PID圖

3 易熔塞回路系統(tǒng)的安裝

3.1 易熔塞的安裝要求

平臺(tái)上所有易熔塞都應(yīng)朝下安裝面向被保護(hù)設(shè)備或者油井，距被保護(hù)設(shè)備表面或者油井254～305 mm距離，或者距離可能著火點(diǎn)上部0.5 m處。每個(gè)易熔塞回路在尾端要有一個(gè)測(cè)試點(diǎn)。易熔塞回路的儀表管中充儀表氣加壓。

針對(duì)不同的設(shè)備，易熔塞的安裝位置及安裝數(shù)量都有明確的要求。具體要求如表1所示。

表1 易熔塞安裝數(shù)量要求一覽表

3.2 易熔塞回路儀表管安裝要求

易熔塞回路的儀表管要按照設(shè)計(jì)規(guī)格書的要求敷設(shè)在儀表管托架或其他形式的支架內(nèi)。單獨(dú)的儀表管支路或者需要安裝易熔塞的設(shè)備管要使用單獨(dú)支撐。在容器附近的儀表管托架可以由容器附帶的管管支架進(jìn)行支撐，沒(méi)有管支架時(shí)要將托架通過(guò)焊接在附近的主結(jié)構(gòu)、容器底座或者其他結(jié)構(gòu)物上的支架進(jìn)行支撐。不能在壓力容器上直接進(jìn)行焊接作業(yè)。但是，當(dāng)儀表管線數(shù)量少、長(zhǎng)度短、路徑單一的時(shí)候，可以直接使用預(yù)制好的支架，上加儀表管卡用于固定的常規(guī)形式來(lái)安裝，也是符合安裝標(biāo)準(zhǔn)的做法。

4 現(xiàn)場(chǎng)施工中的常見(jiàn)問(wèn)題

4.1 易熔塞回路儀表管安裝位置不當(dāng)

在施工文件中，包括各類儀表專業(yè)的圖紙、規(guī)格書中對(duì)易熔塞的安裝方式、朝向、安裝高度等沒(méi)有具體的要求，一般都是按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行安裝。現(xiàn)場(chǎng)施工人員往往根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)及習(xí)慣做法進(jìn)行施工。而易熔塞的安裝位置距被保護(hù)設(shè)備過(guò)近或者過(guò)遠(yuǎn)，或者朝向的錯(cuò)誤都可能引起平臺(tái)的誤報(bào)警或者“有警未報(bào)”，無(wú)論哪種情況產(chǎn)生都會(huì)影響平臺(tái)的正常、安全生產(chǎn)[2]。

4.2 易損壞區(qū)域的儀表管沒(méi)有加設(shè)保護(hù)措施

由于易熔塞回路的儀表管線管徑一般為6.35 mm或者9.53 mm儀表管，很容易壓彎變形，影響回路的正常工作。所以對(duì)于儀表管線的敷設(shè)路徑，原則上要遠(yuǎn)離管線、電纜密集的區(qū)域。在海洋石油平臺(tái)上，空間狹窄，必須與其他設(shè)備、管線并行敷設(shè)的時(shí)候，需要為敷設(shè)儀表管線的儀表管線托架加裝蓋板并做好保護(hù)。

4.3 沒(méi)有找到最優(yōu)路徑進(jìn)行儀表管線的敷設(shè)

在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)沒(méi)有按照預(yù)先設(shè)計(jì)好的最優(yōu)路徑進(jìn)行敷設(shè)，而是找最方便的路徑進(jìn)行施工的情況。這樣的問(wèn)題是最方便的路徑并不一定是最近路徑，造成儀表管線的浪費(fèi)，而且儀表管線敷設(shè)過(guò)長(zhǎng)會(huì)增加損壞的可能，同時(shí)也會(huì)影響到檢測(cè)信號(hào)的準(zhǔn)確性。

5 結(jié)語(yǔ)

易熔塞回路系統(tǒng)在平臺(tái)的安全生產(chǎn)過(guò)程中占了非常重要的地位，而且，這個(gè)系統(tǒng)分布面廣、工作比較細(xì)碎，因此所有參與這個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工人員都要具有高度的責(zé)任感，細(xì)致的考慮各種可能出現(xiàn)的問(wèn)題，盡量在施工出現(xiàn)問(wèn)題之前排除設(shè)計(jì)和施工漏洞，保證平臺(tái)的正常投產(chǎn)運(yùn)行。