易熔塞回路系統的常見問題分析

郭琳(海洋石油工程股份有限公司，天津 300461)

0 引言

在海洋石油平臺上，緊急關斷系統的穩定、可靠運行是保障平臺安全生產的重要手段。易熔塞回路系統是海洋石油平臺緊急關斷系統的重要組成部分，能火災情況下的快速探測和快速啟動消防措施。文章結合海洋石油平臺上的實際應用情況對易熔塞回路系統在海洋石油平臺上的運行及常見問題進行分析，為其更廣泛的應用提供借鑒。

1 易熔塞回路系統

1.1 易熔塞

易熔塞是一種“熔化型”安全泄放裝置，由熔點低于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，具有熔融溫度準確、動作溫度范圍窄、性能穩定等特點，這些特點對于海洋石油平臺高危險、高作業要求的工作環境是非常重要的。

1.2 易熔塞回路系統的組成

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

1.3 易熔塞回路系統的功能

易熔塞回路系統是平臺緊急關斷系統的重要組成部分，擔負著保障平臺安全生產的艱巨任務。由于易熔塞的物理特性，在發生火災或有明火出現的時候融化，從而使易熔塞回路儀表管線內的壓縮氣體釋放，壓力開關動作，井口控制盤關閉所有井的地面安全閥、井下安全閥，打開放氣閥，并將信號傳給火災盤，火災盤報警并啟動井口區噴淋系統。同時，火災盤向中控系統發送信號，中控系統產生平臺二級關斷。實現了對意外火源的報警確保在最短的時間內把火災或氣體泄漏所造成的影響限制到最小，防止火災或可燃氣體蔓延。

1.4 需要安裝易熔塞回路系統的設備

API RP 14C標準中規定，海洋石油平臺上的1類危險區和平臺其他易燃易爆區，均應安裝溫度控制回路(易熔塞回路)，其熔斷溫度不大于80 ℃，關斷反應時間不大于15 s，以確保油氣井在發生意外火災時能實現自動緊急關井[1]。

以惠州21-1B平臺為例，惠州21-1B平臺是一個天然氣處理平臺，平臺上沒有井口，設計為閉排泵、乙二醇發生器、天然氣壓縮機一級入口清洗器、天然氣壓縮機二級入口清洗器、天然氣回收壓縮機入口清洗器、高壓火炬清洗泵等14臺處在1類危險區的設備安裝了易熔塞回路，其他設備未設計易熔塞回路。

2 易熔塞回路的邏輯關系

在惠州21-1B 平臺上共有3個易熔塞控制盤，分別控制三層甲板上的易熔塞回路，現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，框內部所示為噴淋管線的現場布置。從圖中可以看出，此路易熔塞回路所保護的設備為：K-2500A/B(天然氣一級壓縮機)、K-2501A/B(天然氣二級壓縮機)、K-2600(天然氣回收壓縮機)、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臺設備。壓力變送器PT6009向中控輸送一個壓力值，中控對這個壓力值設定低低報警點PALL6009為3.447 5 MPag，即，當以上幾個設備中任何一臺設備的易熔塞發生融化，易熔塞回路即會泄壓，當管線內壓力小于3.447 5 MPag的時候PALL6009報警，平臺產生二級關斷，啟動消防水泵，打開噴淋閥DV-6001，開關間對A 平臺進行電氣隔離，廣播系統報警，位于各層甲板上的火災報警燈亮，中控ESD控制臺確認報警信號，過程控制系統(PCS)操作報警。可以實現，當易熔塞檢測到火災或者溫度異常高的時候，由中控的控制系統對平臺的設置可產生一系列保護動作，噴淋系統可以對高溫或著火區域起到降溫、滅火的作用，同時對A平臺的電氣隔離防止了可能的火災蔓延到A平臺，通訊系統對報警進行廣播，提醒非火災區的工作人員注意，及時采取相應的保護措施。

圖1 易熔塞及噴淋管線PID圖

3 易熔塞回路系統的安裝

3.1 易熔塞的安裝要求

平臺上所有易熔塞都應朝下安裝面向被保護設備或者油井，距被保護設備表面或者油井254～305 mm距離，或者距離可能著火點上部0.5 m處。每個易熔塞回路在尾端要有一個測試點。易熔塞回路的儀表管中充儀表氣加壓。

針對不同的設備，易熔塞的安裝位置及安裝數量都有明確的要求。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計規格書的要求敷設在儀表管托架或其他形式的支架內。單獨的儀表管支路或者需要安裝易熔塞的設備管要使用單獨支撐。在容器附近的儀表管托架可以由容器附帶的管管支架進行支撐，沒有管支架時要將托架通過焊接在附近的主結構、容器底座或者其他結構物上的支架進行支撐。不能在壓力容器上直接進行焊接作業。但是，當儀表管線數量少、長度短、路徑單一的時候，可以直接使用預制好的支架，上加儀表管卡用于固定的常規形式來安裝，也是符合安裝標準的做法。

4 現場施工中的常見問題

4.1 易熔塞回路儀表管安裝位置不當

在施工文件中，包括各類儀表專業的圖紙、規格書中對易熔塞的安裝方式、朝向、安裝高度等沒有具體的要求，一般都是按照標準規定進行安裝。現場施工人員往往根據以往經驗及習慣做法進行施工。而易熔塞的安裝位置距被保護設備過近或者過遠，或者朝向的錯誤都可能引起平臺的誤報警或者“有警未報”，無論哪種情況產生都會影響平臺的正常、安全生產[2]。

4.2 易損壞區域的儀表管沒有加設保護措施

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。所以對于儀表管線的敷設路徑，原則上要遠離管線、電纜密集的區域。在海洋石油平臺上，空間狹窄，必須與其他設備、管線并行敷設的時候，需要為敷設儀表管線的儀表管線托架加裝蓋板并做好保護。

4.3 沒有找到最優路徑進行儀表管線的敷設

在現場施工過程中，有時會出現沒有按照預先設計好的最優路徑進行敷設，而是找最方便的路徑進行施工的情況。這樣的問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，而且儀表管線敷設過長會增加損壞的可能，同時也會影響到檢測信號的準確性。

5 結語

易熔塞回路系統在平臺的安全生產過程中占了非常重要的地位，而且，這個系統分布面廣、工作比較細碎，因此所有參與這個系統的設計、施工人員都要具有高度的責任感，細致的考慮各種可能出現的問題，盡量在施工出現問題之前排除設計和施工漏洞，保證平臺的正常投產運行。