甲板整體消防系統(tǒng)調(diào)試技術(shù)

陳加鑫，王默熙，任勁松，郭金釗

（海洋石油工程股份有限公司，天津300452）

0 引言

常規(guī)滅火系統(tǒng)主要采用閉式的較多，所遵循的標(biāo)準(zhǔn)是GB50084-2017《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》，主要分為以下幾種形式：濕式、干式、預(yù)作用系統(tǒng)等，如果對(duì)噴水量及滅火時(shí)間有嚴(yán)苛要求的場(chǎng)所，可以采用雨淋系統(tǒng)，閉式系統(tǒng)因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，易于維護(hù)管理，控火效率高[1]，經(jīng)濟(jì)性好而廣泛應(yīng)用于構(gòu)筑物、建筑物內(nèi)，各個(gè)系統(tǒng)的主要區(qū)別在于噴頭形式和雨淋閥的工作原理。本文所闡述的滅火系統(tǒng)不同于以上幾種，溫度的觸發(fā)信號(hào)來(lái)源于火災(zāi)探測(cè)器以及手動(dòng)釋放按鈕，所遵循的規(guī)范也有所不同，濕式滅火系統(tǒng)對(duì)于滅火時(shí)間沒(méi)有具體的要求，每次滅火完成后，需要操作人員手動(dòng)更換閉式噴頭，并對(duì)雨淋閥進(jìn)行手動(dòng)復(fù)位，平臺(tái)甲板滅火系統(tǒng)則存在很大不同，所遵循的標(biāo)準(zhǔn)有以下3個(gè)：ASME B31.3 Process Piping 2015；CAP 437 Standards for Offshore Helicopter Landing Areas 2016；NFPA 15 Stan?dard for Water Spray Fixed Systems for Fire Protection 2017；噴頭選型是開(kāi)式噴頭，滅火介質(zhì)不是水，而是水與泡沫的混合液，滅火時(shí)間控制在7 min內(nèi)，并且要求做到全覆蓋，動(dòng)力源不是消防水泵而是高壓氮?dú)猓瑒?dòng)作原理及控制形式均有所不同，真正做到完全獨(dú)立，受外部條件制約較少，因而應(yīng)用于小型、滅火要求較高的場(chǎng)所中。

1 功能描述

直升機(jī)甲板泡沫抑制系統(tǒng)是一個(gè)單射系統(tǒng)，具有7 min的操作能力。此外，釋放系統(tǒng)還配有一套100%備用氣體瓶組。

如果發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，以下任意一種方法都可以啟動(dòng)直升機(jī)甲板泡沫滅火系統(tǒng)：（1）自動(dòng)釋放，火氣系統(tǒng)（F&G）確認(rèn)的火警信號(hào)（1個(gè)）；（2）手動(dòng)釋放，直升機(jī)甲板入口樓梯上的按鈕（2個(gè)）；（3）本地控制盤（LCP）的按鈕（1個(gè)）；（4）火氣系統(tǒng)（F&G）遠(yuǎn)程手動(dòng)激活信號(hào)（1個(gè)）；（5）緊急手動(dòng)釋放，柜內(nèi)手動(dòng)釋放閥操作（2個(gè)）。主要部件如圖1~2所示。

圖1 彈出式噴頭

圖2 雨淋閥

3種釋放模式分別介紹如下。

1.1 自動(dòng)釋放（探測(cè)器）

來(lái)自火氣系統(tǒng)（F&G）的火警信號(hào)確認(rèn)，釋放信號(hào)位號(hào)：56-YS-761。

當(dāng)位于直升機(jī)甲板上的火災(zāi)探測(cè)器檢測(cè)到火災(zāi)時(shí)，平臺(tái)控制系統(tǒng)將向DIFFS LCP發(fā)出觸發(fā)信號(hào)。LCP控制盤PLC發(fā)出氮?dú)馄拷M電磁閥動(dòng)作指令[2]。鋼瓶閥門打開(kāi)，高壓歧管增壓。氮?dú)饬鹘?jīng)壓力控制閥，給水壓容器增壓。壓力控制閥在水壓容器內(nèi)保持恒定壓力，控制推進(jìn)劑氮?dú)膺M(jìn)入水壓容器的壓力[3]。LCP控制盤操作界面如圖3所示。

圖3 LCP操作界面

當(dāng)水被推出水箱時(shí)，將流經(jīng)一個(gè)壓力調(diào)節(jié)雨淋閥，使下游的水壓力保持恒定。請(qǐng)注意，在系統(tǒng)啟動(dòng)之前和啟動(dòng)時(shí)，雨洪是打開(kāi)的。在雨淋閥下游，水流過(guò)一個(gè)泡沫比例混合器[4]。當(dāng)水通過(guò)比例混合器時(shí)，將3%的泡沫摻入水中。然后，水/泡沫將通過(guò)DIFFS噴嘴流入排放管并進(jìn)入直升機(jī)甲板。平臺(tái)DCS控制系統(tǒng)將收到一個(gè)來(lái)自雨淋閥下游的壓力變送器發(fā)出的釋放信號(hào)[5]。該系統(tǒng)將維持7 min，提供持續(xù)的水/泡沫供應(yīng)。當(dāng)水罐內(nèi)水位低于低低報(bào)警液位時(shí)（LL），控制系統(tǒng)將發(fā)出連續(xù)的控制信號(hào)至雨淋閥的電磁閥，雨淋閥會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。如果氮?dú)忉尫攀。邏汗芫€上的壓力檢測(cè)裝置會(huì)控制備用氮?dú)馄酷尫诺獨(dú)狻ａ尫判盘?hào)發(fā)送后，如果高壓歧管中沒(méi)有檢測(cè)到壓力，則信號(hào)會(huì)從DIFFS LCP發(fā)送到氮?dú)馄拷M電磁閥，用于備用氮?dú)獾尼尫拧?/p>

1.2 手動(dòng)釋放

（1）釋放信號(hào)位號(hào)：56-HS-761（LCP上手動(dòng)按鈕）；（2）56-HS-764/56-HS-765（直升機(jī)甲板入口的手動(dòng)按鈕）；（3）56-HS-925（控制室手動(dòng)釋放）。

當(dāng)直升機(jī)甲板上發(fā)現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，操作員必須通過(guò)直升機(jī)甲板上的一個(gè)手動(dòng)按鈕、LCP上的手動(dòng)按鈕或控制室手動(dòng)釋放直升機(jī)甲板上的滅火系統(tǒng)。這兩種操作都將導(dǎo)致LCP向所選氣瓶組上的氣瓶的氣體釋放電磁閥發(fā)送信號(hào)。后續(xù)系統(tǒng)動(dòng)作流程同自動(dòng)釋放方式[6]。

1.3 應(yīng)急釋放方式

這種釋放方式只能在異常情況下使用，PLC不能為電磁閥供電。應(yīng)急手動(dòng)釋放旁通掉LCP功能。當(dāng)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，操作人員必須手動(dòng)釋放滅火系統(tǒng)（機(jī)械釋放），這是通過(guò)操作氮?dú)馄拷M上的手動(dòng)釋放閥來(lái)完成的。鋼瓶閥門打開(kāi)，高壓歧管被增壓。后續(xù)系統(tǒng)動(dòng)作流程同自動(dòng)釋放方式[7]。

2 DIFFS系統(tǒng)規(guī)格

該滅火（DIFFS）系統(tǒng)遵循CAP437管理規(guī)定，水/泡沫混合液應(yīng)用率是6 lpm/m2，覆蓋面積可達(dá)227 m2，持續(xù)時(shí)間7 min[8]。9個(gè)彈出式噴嘴，k系數(shù)為80 lpm/bar0.5；系統(tǒng)流量為14 998 L/min；最低出口壓力為0.572 MPa；水罐最小壓力為1 MPa；管網(wǎng)最小凈容量為10.7 m3；氣瓶數(shù)量和尺寸為8個(gè)主氣瓶+8個(gè)備用氣瓶，80 L 30 MPa。

3 調(diào)試步驟

調(diào)試步驟如下：（1）確認(rèn)所有閥門位置2均處于正常位置；（2）確認(rèn)氮?dú)馄績(jī)?nèi)壓力，壓力不低于29 MPa；（3）確認(rèn)主/備官網(wǎng)內(nèi)無(wú)壓力；（4）確認(rèn)水罐、泡沫罐內(nèi)液位處于正常位置；（5）打開(kāi)水罐、泡沫罐以及氮?dú)夤芫W(wǎng)上的隔離閥；（6）確認(rèn)水罐內(nèi)無(wú)壓力；（7）氮?dú)馄拷M電磁閥上電激活，開(kāi)始計(jì)時(shí)，檢查水罐水量是否可以維持7 min滅火；（8）確認(rèn)氮?dú)夤芫W(wǎng)出口壓力是否達(dá)到1.15 MPa，如果壓力不足，適當(dāng)調(diào)節(jié)；（9）確認(rèn)水流速度接近1 500 L/min，7 min后復(fù)位系統(tǒng)；（10）確認(rèn)水罐內(nèi)水位并做記錄；（11）確認(rèn)泡沫罐內(nèi)泡沫液位，可參照罐外標(biāo)尺進(jìn)行讀取；（12）打開(kāi)壓力水罐上部放空閥門，緩慢釋放罐內(nèi)壓力；（13）雨淋閥電磁閥斷電；（14）關(guān)閉相關(guān)隔離閥，打開(kāi)相關(guān)放空閥；（15）DIFFS系統(tǒng)功能測(cè)試完畢。

DIFFS滅火系統(tǒng)實(shí)際噴射效果如圖4所示。

圖4 滅火效果圖

4 雨淋控制閥的操作

如圖5所示，閥門在關(guān)閉位置，允許來(lái)自閥門入口a的壓力通過(guò)先導(dǎo)系統(tǒng)e進(jìn)入彈性體之間的控制腔b，并對(duì)套管c和閥體套管d進(jìn)行加壓。這種壓力關(guān)閉閥門，水緊緊圍繞內(nèi)芯閥座f，保持閥門處于關(guān)閉狀態(tài)。該特性使閥門在喘振條件下保持關(guān)閉狀態(tài)。高瞬態(tài)壓力同時(shí)出現(xiàn)在閥門的入口和閥門的內(nèi)部控制腔，使閥門在關(guān)閉位置上保持偏置動(dòng)作。

圖5 閥門關(guān)閉位置

如圖6所示，閥門的開(kāi)啟是通過(guò)釋放控制室內(nèi)壓力實(shí)現(xiàn)的。這是通過(guò)一個(gè)受控的排氣口g來(lái)實(shí)現(xiàn)的。彈性套管膨脹，允許水通過(guò)閥門。測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)如圖7所示。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)首次對(duì)平臺(tái)甲板滅火系統(tǒng)（DIFFS）調(diào)試，分步驟分階段進(jìn)行工作，充分消化吸收國(guó)外滅火設(shè)備廠家資料、參數(shù)要求，規(guī)范要求，從理論出發(fā)，編制調(diào)試方案并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，并對(duì)過(guò)程數(shù)據(jù)的分析和流程的優(yōu)化，使調(diào)試方案更加完善與可行，過(guò)程數(shù)據(jù)的記錄更加準(zhǔn)確，關(guān)鍵點(diǎn)掌握更加清晰，通過(guò)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證，達(dá)到相應(yīng)規(guī)范的要求，系統(tǒng)啟動(dòng)與滅火的完成嚴(yán)格控制在7 min內(nèi)，調(diào)試順利完成，積累此類消防系統(tǒng)的調(diào)試經(jīng)驗(yàn)！