綦寶朋

摘 要：長(zhǎng)北氣田采用三頻紅外火焰探測(cè)器和模擬量感溫電纜監(jiān)控井叢火情，上傳分散控制系統(tǒng)DCS和儀表安全系統(tǒng)IPS，采取相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作，保證長(zhǎng)北氣田的安全生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：模擬量感溫電纜；分散控制系統(tǒng)DCS；儀表安全系統(tǒng)IPS

中圖分類號(hào)：TE34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 工程概況

長(zhǎng)北氣田開發(fā)項(xiàng)目叢式井和匯管工程井叢是中國(guó)石油與英國(guó)殼牌石油公司合作開發(fā)的，位于陜西省榆林市。從油田的現(xiàn)狀來看，火災(zāi)檢測(cè)關(guān)系到油田的安全生產(chǎn)，日益受到重視。長(zhǎng)北氣田一個(gè)井叢一般包括3口單井。每單井采出的天然氣經(jīng)過注甲醇和緩蝕劑的處理后，再將處理過的天然氣進(jìn)行節(jié)流調(diào)壓匯入井叢匯管外輸至中央處理廠（CPF）。一般而言，一個(gè)大的中央處理廠（CPF）能接收30～40個(gè)井叢的外輸天然氣，能接收大概100多口井的外輸天然氣。

2模擬量感溫電纜

井口采用模擬量線性差定溫探測(cè)器進(jìn)行火災(zāi)檢測(cè)，并將火災(zāi)報(bào)警信號(hào)輸入IPS系統(tǒng)，同時(shí)通過馬達(dá)控制中心（MCC）關(guān)閉所有的甲醇和緩蝕劑注入泵，通過WHCP關(guān)閉所有井口的井上主閥和井下安全閥以及所有的液壓泵，關(guān)閉匯管與外輸管線之間的氣動(dòng)切斷閥。感溫電纜，又名線型感溫火災(zāi)探測(cè)器，感溫電纜具有沿全線長(zhǎng)連續(xù)監(jiān)測(cè)保護(hù)對(duì)象溫度的能力。

感溫電纜內(nèi)部一般是兩根彈性鋼絲，鋼絲外面包有一層感溫且絕緣的材料。在正常狀態(tài)下，這兩根鋼絲是絕緣的，環(huán)境溫度升到設(shè)定溫度值時(shí)，對(duì)溫度敏感的材料會(huì)發(fā)生破裂，從而導(dǎo)致兩根鋼絲短路，IO模塊檢查到短路信號(hào)隨即發(fā)出報(bào)警，這就是常用的開關(guān)量感溫電纜。

最近，隨著對(duì)感溫電纜需求的提高，領(lǐng)域的擴(kuò)展，出現(xiàn)了模擬量定溫式和模擬量差定溫式感溫電纜。感溫電纜從以前的兩芯開關(guān)量變成四芯模擬量。四芯模擬量定溫式感溫電纜由四根線芯組成。當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，四芯導(dǎo)線間的電阻也隨之發(fā)生變化，在電阻變化速率或變化量達(dá)到設(shè)定的報(bào)警值時(shí)，探測(cè)器發(fā)出差溫火災(zāi)或定溫火警報(bào)警信號(hào)。以下是感溫電纜結(jié)構(gòu)圖。

模擬量線性差定溫器里面含有四根線纜，外面采用了金屬屏蔽編制層和外護(hù)套，就是一般意義上的鎧裝電纜，這種鎧裝電纜具有較強(qiáng)的抗機(jī)械損傷的能力。并且外面可以加屏蔽層，這樣的電纜不僅抗拉，抗機(jī)械損傷，還能防水，防腐蝕和防電磁干擾。

3 三頻火焰報(bào)警

在長(zhǎng)北氣田現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)模擬量線性差定溫探測(cè)器進(jìn)行火災(zāi)檢測(cè)存在以下兩個(gè)問題：模擬量線性差定溫探測(cè)器靈敏度不高；模擬量線性差定溫探測(cè)器誤報(bào)率非常高。這兩個(gè)問題直接會(huì)導(dǎo)致火情延誤或者誤報(bào)。如果延誤火情報(bào)告，大火燃燒起來無疑會(huì)給長(zhǎng)北氣田井叢帶來極大的損失。而如果誤報(bào)火情，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際未發(fā)生火災(zāi)，但是將火災(zāi)信號(hào)傳遞給了分散控制系統(tǒng)DCS，分散控制系統(tǒng)DCS會(huì)按照發(fā)生火災(zāi)的情況，采取緊急措施。關(guān)閉天然氣采氣樹，將管線內(nèi)的天然氣介質(zhì)迅速排空，這種情況無疑給生產(chǎn)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。并且重新啟動(dòng)采氣樹進(jìn)行工作，需要一定的時(shí)間。

結(jié)合以上的情況，長(zhǎng)北氣田增加了三頻紅外火焰探測(cè)器。在井口不同的地方，設(shè)置三個(gè)三頻紅外火焰探測(cè)器。按照不同的角度完全覆蓋井口部分，一旦井口有一處發(fā)生火情，有了最初的火苗。按照三選二的原則，只要三個(gè)三頻紅外火焰探測(cè)器中兩個(gè)或者全部報(bào)警。分散控制系統(tǒng)DCS就會(huì)按照發(fā)生火災(zāi)，進(jìn)行下面的處置動(dòng)作。三頻紅外火焰探測(cè)器的精度是非常高的，有了火苗會(huì)第一時(shí)間進(jìn)行報(bào)警，三選二的原則能有有效地避免誤報(bào)。雖然選擇三頻紅外火焰探測(cè)器成本會(huì)提高。但是相比于頻繁誤報(bào)或者漏報(bào)，這部分投入還是非常值得的。

三頻火焰探測(cè)器不能裝在溫度非常高的場(chǎng)所；有強(qiáng)烈腐蝕性氣體的場(chǎng)所；油煙比較大的廚房，或者有煙霧的長(zhǎng)期滯留的場(chǎng)所；平時(shí)有大量煙霧經(jīng)過或進(jìn)出的地方；溫度過低，濕氣過大從而行成結(jié)露的地方；要是有明火經(jīng)常出現(xiàn)并且明火是一種正常生產(chǎn)需要的地方，比如說鍋爐等地方；有明顯的遮蔽物的場(chǎng)所；這些地方都不適用于三頻火焰探測(cè)器的安裝與使用。

三頻火焰探測(cè)器具有很強(qiáng)的抗干擾能力。正常工作時(shí)，大自然的光如太陽(yáng)，熱源發(fā)出的紅外線，安裝時(shí)候產(chǎn)生的電弧焊，閃電造成的紅外紫外光束都不應(yīng)該引起誤報(bào)。覆蓋范圍和覆蓋角度都很大，對(duì)火焰產(chǎn)生的紅外線紫外線是非常靈敏的。三頻火焰探測(cè)器探測(cè)范圍都在90度以上，探測(cè)距離不小于35英尺。反應(yīng)時(shí)間快，并且三頻火焰探測(cè)器至少能提供兩個(gè)信號(hào)，一個(gè)是火焰預(yù)報(bào)警另一個(gè)是火焰報(bào)警信號(hào)。

三頻火焰探測(cè)器能夠適應(yīng)惡劣的外部環(huán)境。根據(jù)長(zhǎng)北氣田井叢站場(chǎng)的需要，三頻火焰探測(cè)器要安裝在露天場(chǎng)所，探測(cè)器探頭能夠防雨水，塵土和風(fēng)沙。三頻火焰探測(cè)器的主要部件材質(zhì)是不銹鋼。保證在外部環(huán)境中不銹蝕。

三頻火焰探測(cè)器根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的需要有可能與可燃?xì)怏w報(bào)警器一起安裝，火焰報(bào)警器有公共報(bào)警和單獨(dú)報(bào)警。單獨(dú)報(bào)警的聲音應(yīng)該與其他的報(bào)警聲音相區(qū)別。有自檢或者各種功能的測(cè)試。并且?guī)в写鎯?chǔ)功能，對(duì)報(bào)警信息的記錄，不小于30天，以利于追索。還有掉電保護(hù)功能，要是突然電源故障，采用內(nèi)部的電池供電，時(shí)間不小于2個(gè)小時(shí)。帶來電后，切換到正常電源，并且給電池重新充電。

結(jié)語

采用三頻紅外火焰探測(cè)器來檢測(cè)火情在中石油井叢安全設(shè)計(jì)中是比較少見的。以前中石油只有在大型的油庫(kù)中才會(huì)采用三頻紅外火焰探測(cè)器來檢測(cè)火情。在長(zhǎng)北氣田井叢設(shè)計(jì)中采用三頻紅外火焰探測(cè)器和模擬量感溫電纜能夠有效地解決的問題，保證了長(zhǎng)北氣田的安全生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

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