程偉俊，蔣愛(ài)國(guó)，劉芝亮

(中海油田服務(wù)股份有限公司 鉆井研究院, 河北 三河 065201)

某半潛式鉆井平臺(tái)固定滅火系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)

程偉俊，蔣愛(ài)國(guó)，劉芝亮

(中海油田服務(wù)股份有限公司 鉆井研究院, 河北 三河 065201)

為滿(mǎn)足CCS、DNV的規(guī)范要求，某半潛式鉆井平臺(tái)原固定滅火系統(tǒng)Halon 1301滅火系統(tǒng)改造為固定CO2滅火系統(tǒng)及FM-200滅火系統(tǒng)，根據(jù)項(xiàng)目改造的設(shè)計(jì)思路、計(jì)算方法和現(xiàn)場(chǎng)改造實(shí)踐，成功為同類(lèi)型平臺(tái)固定滅火系統(tǒng)的改造提供了有益的借鑒與參考。

固定滅火系統(tǒng)；CO2滅火系統(tǒng)；FM-200滅火系統(tǒng)

1 原Halon 1301滅火系統(tǒng)

該平臺(tái)原Halon 1301滅火系統(tǒng)為單元獨(dú)立、全淹沒(méi)滅火系統(tǒng)，其保護(hù)的14個(gè)區(qū)域及相應(yīng)區(qū)域容積見(jiàn)表1所示。

表1 原Halon 1301滅火系統(tǒng)保護(hù)區(qū)域及區(qū)域容積 m3

2 改造設(shè)計(jì)

氣體滅火劑對(duì)絕大多數(shù)物質(zhì)沒(méi)有破壞作用，滅火后不留痕跡、沒(méi)有毒害，適用于撲救各種可燃、易燃液體和固體火災(zāi)，以及滅火前可切斷氣源的氣體火災(zāi)。氣體滅火劑具有不導(dǎo)電、不沾污物品、沒(méi)有水漬損失、滅火效果好等優(yōu)點(diǎn)。故改造后的固定滅火系統(tǒng)還是選用氣體滅火系統(tǒng)，其工作流程圖見(jiàn)圖1。

圖1 氣體滅火系統(tǒng)工作流程圖

氣體滅火系統(tǒng)由火災(zāi)探測(cè)器、火災(zāi)報(bào)警控制器、固定滅火裝置、管路和噴嘴等組成。其可以根據(jù)用戶(hù)的需要，設(shè)計(jì)成單元獨(dú)立系統(tǒng)或組合分配系統(tǒng)，對(duì)單區(qū)或多區(qū)采用全淹沒(méi)或局部滅火方式撲救火災(zāi)。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，感溫、感煙探測(cè)器將探測(cè)到的火災(zāi)信號(hào)通過(guò)火災(zāi)報(bào)警控制器進(jìn)行邏輯分析后，發(fā)出滅火指令，開(kāi)啟容器閥，氣體滅火劑經(jīng)閥門(mén)、管道、噴嘴噴射到保護(hù)區(qū)內(nèi)，迅速氣化降溫、隔絕氧氣，撲滅火災(zāi)。

氣體滅火系統(tǒng)按使用方法不同一般分為單元獨(dú)立系統(tǒng)(一套系統(tǒng)保護(hù)一個(gè)保護(hù)區(qū))和組合分配系統(tǒng)(一套系統(tǒng)保護(hù)多個(gè)保護(hù)區(qū))。

固定CO2滅火系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于海洋鉆井平臺(tái)。按目前各鉆井平臺(tái)固定滅火系統(tǒng)的類(lèi)型，大部分選用固定CO2滅火系統(tǒng)，組合分配系統(tǒng)控制、全淹沒(méi)滅火方式。故改造時(shí)首先考慮該滅火類(lèi)型。但原Halon 1301滅火系統(tǒng)為單元獨(dú)立系統(tǒng)，各保護(hù)區(qū)域較為分散，如果全部改為組合分配系統(tǒng)控制，一是需要較大的空間作為儲(chǔ)瓶間及控制間，二是需要布較多的控制管路及氣管路。

FM-200滅火系統(tǒng)即七氟丙烷(HFC-227ea)氣體滅火系統(tǒng)，是美國(guó)消防協(xié)會(huì)和中國(guó)消防總局重點(diǎn)推薦使用的可取代Halon 1211、1301的潔凈氣體滅火系統(tǒng)，在海上油氣生產(chǎn)設(shè)施上的應(yīng)用也日漸廣泛，目前已經(jīng)在我國(guó)渤海和南海海域的多個(gè)海洋石油平臺(tái)上得到了應(yīng)用。

經(jīng)綜合考慮，決定對(duì)主甲板以上的6個(gè)機(jī)器艙室(固井房、應(yīng)急發(fā)電機(jī)房、主變壓器房、高壓房、機(jī)艙、油處理間)采用固定CO2滅火系統(tǒng)，組合分配系統(tǒng)控制、全淹沒(méi)滅火方式；對(duì)主甲板以上4個(gè)經(jīng)常有人員值班的艙室(電報(bào)房、壓載控制室、機(jī)控室、油漆庫(kù)房)及主甲板以下浮箱4個(gè)泵艙采用FM-200滅火系統(tǒng)，單元獨(dú)立系統(tǒng)控制、全淹沒(méi)滅火方式。

3 改造后固定滅火系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 固定CO2滅火系統(tǒng)

固定CO2滅火系統(tǒng)，采用組合分配系統(tǒng)控制、全淹沒(méi)滅火方式。

1)固定CO2儲(chǔ)存氣瓶數(shù)量及放噴管線(xiàn)通徑確認(rèn)。固井房、應(yīng)急發(fā)電機(jī)房、主變壓器房、高壓房、機(jī)艙、油處理間所選用的CO2儲(chǔ)存氣瓶的容積為68 L，其充裝率為0.67 kg/L，68 L 氣瓶每瓶充裝CO2滅火劑為45 kg，CO2氣體的比容為0.56 m3/kg。

根據(jù)固定CO2滅火系統(tǒng)保護(hù)區(qū)域容積，經(jīng)計(jì)算，得出表2結(jié)論。從表2知，固井房、高壓房、主變壓器房等6個(gè)防護(hù)區(qū)做成組合分配系統(tǒng)取所需瓶數(shù)最大值為34瓶。

根據(jù)規(guī)范，所需CO2量的85%能在2 min 之內(nèi)噴入被保護(hù)區(qū)。通過(guò)增大各保護(hù)區(qū)的管徑來(lái)實(shí)現(xiàn)。該項(xiàng)目采用按所需CO2量的85%在1 min之內(nèi)噴入被保護(hù)區(qū)，通過(guò)增大各保護(hù)區(qū)的管徑來(lái)實(shí)現(xiàn)，相關(guān)參數(shù)詳見(jiàn)表3所示。

表2 固定CO2儲(chǔ)存氣瓶數(shù)及放噴管線(xiàn)通徑 mm

表3 固定CO2滅火系統(tǒng)參數(shù)

2)固定CO2滅火系統(tǒng)圖見(jiàn)圖2所示。

3)固定CO2滅火系統(tǒng)電氣系統(tǒng)布置圖見(jiàn)圖3所示。

4)固定CO2滅火系統(tǒng)儲(chǔ)瓶間改造。根據(jù)平臺(tái)布局及現(xiàn)場(chǎng)空間使用情況，選擇右吊車(chē)底下原甲板消防站改造為CO2滅火系統(tǒng)儲(chǔ)瓶間，并具備控制間功能。儲(chǔ)瓶間改造內(nèi)容包括舊消防站存放設(shè)備的移除，存放架的拆除，房間內(nèi)部的防腐，對(duì)房間進(jìn)行保溫隔熱處理，安裝進(jìn)、排風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)，應(yīng)急照明及通信電話(huà)配套設(shè)備。

3.2 FM-200滅火系統(tǒng)

圖4為壓載控制室FM-200滅火系統(tǒng)改造系統(tǒng)圖，采用單元獨(dú)立系統(tǒng)控制、全淹沒(méi)滅火方式。根據(jù)計(jì)算，得出如表4所示的各項(xiàng)參數(shù)。圖5為原理圖。

3.3 系統(tǒng)管路的選擇及電氣系統(tǒng)的要求

釋放管線(xiàn)應(yīng)選用船用內(nèi)、外熱浸鋅無(wú)縫鋼管及接頭表面鍍鋅(鍍鋅厚度不少于0.2 mm)，連接采用焊接形式，其固定用鍍鋅角鋼和管卡，表面刷二度油漆(焊接處三度油漆)，壁厚選用SCH80。所有的控制管線(xiàn)、接頭、遙控釋放閥件選擇316SS材質(zhì)。根據(jù)原平臺(tái)的應(yīng)急關(guān)斷控制及其它連鎖保護(hù)、報(bào)警等，在新的設(shè)計(jì)、設(shè)備配套方案中設(shè)計(jì)電氣及機(jī)械等接口，將遙控、操作、報(bào)警、控制、關(guān)停、遙控釋放及報(bào)警等所有功能接入新系統(tǒng)。

圖2 固定CO2滅火系統(tǒng)圖

圖3 固定CO2滅火系統(tǒng)電氣系統(tǒng)布置圖

圖4 壓載控制室FM-200滅火系統(tǒng)改造系統(tǒng)圖

4 結(jié)束語(yǔ)

1)該平臺(tái)固定CO2滅火系統(tǒng)及FM-200滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造及現(xiàn)場(chǎng)安裝滿(mǎn)足CCS、DNV要求，產(chǎn)品取得CCS船用產(chǎn)品證書(shū)。

2)固定滅火系統(tǒng)Halon 1301改造為CO2滅火系統(tǒng)及FM-200滅火系統(tǒng)在該平臺(tái)的成功實(shí)踐，并獲得CCS、DNV船級(jí)社的認(rèn)可，是該平臺(tái)改造項(xiàng)目成功的重要組成部分。該項(xiàng)目改造的成功實(shí)踐也為同類(lèi)型平臺(tái)固定滅火系統(tǒng)Halon 1301的改造提供了有益的借鑒與參考。

Process is stated for designing and improving a fixed firefighting system on semi-submersible drilling rig.In order to meet the rules of CCS and DNV,the rig would be modified with its original fixed fire fighting system Halon 1301 converted to FM-200 firefighting system.In this article,the reform design ideas are introduced including calculating method and reforming practice,which will be reference to same type of other driling rigs.

fixed firefighting system;carbon dioxide firefighting system;FM-200 fire fighting system

表4 FM-200滅火系統(tǒng)參數(shù)

圖5 壓載控制室FM-200滅火系統(tǒng)改造原理圖

程偉俊(1981-)，浙江松陽(yáng)人，工程師，大學(xué)本科，主要從事鉆井平臺(tái)廠修的管理和技術(shù)支持工作。

P75

10.13352/j.issn.1001-8328.2017.01.014

2016-06-28