摘 要：海上石油鉆采綜合平臺(tái)的火災(zāi)報(bào)警設(shè)計(jì)時(shí)至今日，已經(jīng)發(fā)展到一個(gè)相對(duì)成型的階段。新建的某平臺(tái)沿用相關(guān)規(guī)范和習(xí)慣做法，但在一些細(xì)節(jié)上，還應(yīng)探討和優(yōu)化，主要表現(xiàn)在生活樓火災(zāi)的等級(jí)劃分、不同火災(zāi)等級(jí)與平臺(tái)生產(chǎn)模塊火災(zāi)報(bào)警的相互影響等，并對(duì)如何確保平臺(tái)安全，又保證平穩(wěn)生產(chǎn)提出建議。

關(guān)鍵詞：鉆采平臺(tái)；生活樓；火災(zāi)報(bào)警

中圖分類號(hào)：TE54

海上石油鉆采平臺(tái)設(shè)置控制系統(tǒng)的主要目的是：保證作業(yè)人員的人身安全，保證生產(chǎn)的持續(xù)性，保護(hù)平臺(tái)及其設(shè)施。從功能上分，平臺(tái)上的中控系統(tǒng)分為3個(gè)子系統(tǒng)：過程控制系統(tǒng)（PCS）、緊急關(guān)斷系統(tǒng)（ESD）和火氣探測(cè)系統(tǒng)（FGS）。

過程控制系統(tǒng)是使生產(chǎn)工藝流程中的溫度、壓力、流量、液位等過程控制參數(shù)接近給定值或保持在給定范圍內(nèi)，確保持續(xù)生產(chǎn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，一般由DCS （集散控制系統(tǒng)，Distributed Control System）實(shí)現(xiàn)的。

緊急關(guān)斷系統(tǒng)（ESD）是一種專用的安全保護(hù)系統(tǒng)，獨(dú)立于PCS之外，其安全級(jí)別高于PCS。在正常情況下，ESD是處于靜態(tài)的，不需要人為干預(yù)，作為安全保護(hù)系統(tǒng)，凌駕于過程控制之上，實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)裝置的安全性。只有當(dāng)生產(chǎn)裝置出現(xiàn)緊急情況時(shí)，不需要經(jīng)過PCS，而直接由ESD發(fā)出保護(hù)聯(lián)鎖信號(hào)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行安全保護(hù)，避免危險(xiǎn)擴(kuò)散而造成損失。

火氣探測(cè)系統(tǒng)（FGS）通常和平臺(tái)的消防系統(tǒng)一起，旨在及時(shí)、準(zhǔn)確地探測(cè)到可能發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生的火情或氣體泄漏，并及時(shí)采取相應(yīng)的安全措施（如報(bào)警、關(guān)斷、消防等），以保護(hù)平臺(tái)人員和設(shè)備的安全。

1 相關(guān)規(guī)范的要求

對(duì)于火氣探測(cè)系統(tǒng)，由于該系統(tǒng)負(fù)責(zé)監(jiān)控平臺(tái)的火情及其隱患，因此在保護(hù)人員生命及財(cái)產(chǎn)安全的作用就顯得尤其重要。多年來海洋石油領(lǐng)域已經(jīng)形成了一整套完善的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，如在《海上固定平臺(tái)安全規(guī)則》有以下規(guī)定：

14.2.3.1：在生活區(qū)和生產(chǎn)區(qū)、公用區(qū)應(yīng)按所用規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定安裝熱探測(cè)器、煙探測(cè)器或火焰（紫外線、紅外線）探測(cè)器以及其它類型的探測(cè)器、易熔塞回路以便及早地探測(cè)到火災(zāi)， 并在火災(zāi)盤上和火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行報(bào)警， 同時(shí)能自動(dòng)或手動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)的關(guān)斷， 以切斷火災(zāi)區(qū)域的油氣流和該區(qū)域的通風(fēng)系統(tǒng)和電源以及停止火災(zāi)區(qū)域機(jī)器設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)及燃油供應(yīng)（不包括應(yīng)急電源及消防泵）。

14.2.3.2：平臺(tái)上還應(yīng)設(shè)有手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警裝置， 其安裝地點(diǎn)應(yīng)在人們易于到達(dá)的地方和脫險(xiǎn)通道的關(guān)鍵部位。

2 某平臺(tái)生活樓設(shè)計(jì)情況介紹

某平臺(tái)是2011年成功投入試生產(chǎn)的鉆采綜合平臺(tái)。該平臺(tái)上火氣探測(cè)系統(tǒng)分為3個(gè)部分，分別監(jiān)控鉆機(jī)模塊、生活樓和生產(chǎn)區(qū)（組塊）的火氣狀態(tài)：

（1）鉆機(jī)模塊配備獨(dú)立的系統(tǒng)控制器和可尋址盤。

（2）生活樓配備可尋址盤，主要采集生活樓內(nèi)的煙探頭、熱探頭、手動(dòng)報(bào)警站等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的報(bào)警信號(hào)，煙熱探頭主要布置在生活樓內(nèi)各房間內(nèi)和走廊頂部，手動(dòng)報(bào)警站則布置在進(jìn)出生活樓的門旁和生活樓外樓梯口處。生活樓現(xiàn)場(chǎng)火氣設(shè)備報(bào)警信息經(jīng)內(nèi)部邏輯處理后，控制生活樓內(nèi)包括中央空調(diào)、風(fēng)機(jī)風(fēng)閘、配電系統(tǒng)等設(shè)備的啟停。而在生活樓可尋址盤與組塊火氣探測(cè)系統(tǒng)、應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)之間，通過硬線將相關(guān)信號(hào)送至組塊火氣探測(cè)系統(tǒng)，同時(shí)也接收組塊火氣探測(cè)系統(tǒng)和應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)傳來的硬線信號(hào)并執(zhí)行相應(yīng)的關(guān)斷，生活樓現(xiàn)場(chǎng)探頭的實(shí)時(shí)狀態(tài)通過冗余的RS485通訊電纜送至組塊中控系統(tǒng)進(jìn)行集中顯示。

（3）整個(gè)平臺(tái)的火氣探測(cè)系統(tǒng)和應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)的中央控制器設(shè)在組塊。組塊火氣探測(cè)系統(tǒng)接收組塊各探頭的報(bào)警信號(hào)后啟動(dòng)消防、廣播系統(tǒng)等，并通過硬線將相關(guān)信號(hào)傳遞給應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)執(zhí)行關(guān)斷。另外，組塊火氣探測(cè)系統(tǒng)還接收鉆機(jī)模塊和生活樓通過硬線傳遞的報(bào)警信號(hào)，進(jìn)行生產(chǎn)關(guān)斷、啟動(dòng)消防系統(tǒng)和廣播系統(tǒng)等。該火氣探測(cè)系統(tǒng)關(guān)系如圖1所示。

圖1 某平臺(tái)火氣探測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖

其中，生活樓可尋址盤輸出到組塊火氣探測(cè)系統(tǒng)的2個(gè)硬線信號(hào)分別為：

（1）生活樓確認(rèn)火災(zāi)報(bào)警信號(hào)；

（2）生活樓可尋址盤故障報(bào)警信號(hào)

組塊火氣探測(cè)系統(tǒng)輸出到生活樓可尋址盤的5個(gè)硬線信號(hào)分別為：

（1）組塊確認(rèn)的火災(zāi)報(bào)警信號(hào)；

（2）組塊確認(rèn)的可燃?xì)庑孤秷?bào)警信號(hào)；

（3）生活樓通風(fēng)口處確認(rèn)的火災(zāi)報(bào)警信號(hào)；

（4）生活樓通風(fēng)口處確認(rèn)的可燃?xì)庑孤秷?bào)警信號(hào)；

（5）生活樓通風(fēng)口處可燃?xì)馓筋^20%LEL報(bào)警信號(hào)。

3 優(yōu)化建議探討

按照目前該平臺(tái)生活樓火氣探測(cè)系統(tǒng)的因果邏輯設(shè)置，生活樓煙熱探頭表決報(bào)警或人為按下生活樓內(nèi)任一手動(dòng)報(bào)警站，將觸發(fā)生活樓確認(rèn)火災(zāi)信號(hào)，該信號(hào)除引起生活樓相關(guān)設(shè)備關(guān)停外，還會(huì)傳送到組塊的火氣探測(cè)系統(tǒng)，并引起組塊生產(chǎn)關(guān)斷。依據(jù)該設(shè)計(jì)思路，若作業(yè)人員在生活樓附近發(fā)現(xiàn)平臺(tái)上的任何地方發(fā)生火情，將就近按下手動(dòng)報(bào)警站，通過生活樓可尋址盤間接觸發(fā)組塊生產(chǎn)關(guān)停，從而保障平臺(tái)的安全。針對(duì)此種情況，當(dāng)前的設(shè)置是無可厚非，但在生活樓房間內(nèi)煙熱探頭表決引起的火災(zāi)報(bào)警情況下，也會(huì)引發(fā)組塊生產(chǎn)關(guān)停，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)來說意味著關(guān)斷范圍的擴(kuò)大，這種擴(kuò)大的必要性值得商榷，筆者認(rèn)為是沒有必要的。

如何實(shí)現(xiàn)“嚴(yán)格、合理地設(shè)計(jì)應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)的關(guān)斷級(jí)別， 使之既能保障人員和設(shè)備的安全又可避免不必要的大范圍的關(guān)斷”呢？筆者根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，建議生活樓可尋址盤到組塊火氣探測(cè)系統(tǒng)的硬線信號(hào)增加1個(gè)，即：將煙熱探頭表決的火災(zāi)報(bào)警信號(hào)與手動(dòng)報(bào)警站觸發(fā)的關(guān)斷信號(hào)區(qū)分開，分別送到組塊火氣探測(cè)系統(tǒng)。組塊火氣探測(cè)系統(tǒng)接收到生活樓煙熱探頭表決的火災(zāi)報(bào)警信號(hào)時(shí)，只觸發(fā)廣播告警，無須觸發(fā)生產(chǎn)關(guān)停；在接收到生活樓手動(dòng)報(bào)警站觸發(fā)的關(guān)斷信號(hào)時(shí)，才引發(fā)生產(chǎn)關(guān)停。這樣就既可以維持火氣探測(cè)系統(tǒng)對(duì)平臺(tái)安全的保護(hù)作用，又能避免關(guān)斷的無端擴(kuò)大。

4 總結(jié)

平臺(tái)中控系統(tǒng)的FGS和ESD因果邏輯設(shè)置必須慎之又慎，需要對(duì)各種具體的情況進(jìn)行因果分析，既要保障平臺(tái)人員和設(shè)備的安全，又要防止關(guān)斷范圍的無端擴(kuò)大，影響現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)時(shí)效。因此，每一次新平臺(tái)的工程建設(shè)都應(yīng)積極回顧、審查和探討現(xiàn)有平臺(tái)的FGS和ESD因果邏輯，以便不斷地優(yōu)化和完善，力爭(zhēng)做到既滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，又能符合實(shí)際生產(chǎn)的需要。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：何啟洪（1973-）廣東高要人，本科，中級(jí)職稱，研究方向：海洋石油工程建設(shè)項(xiàng)目管理。

作者單位：

中海石油（中國）有限公司深圳分公司，廣東深圳 518067；海洋石油工程股份有限公司，天津 300451；海洋石油工程股份有限公司，天津 300451