邱志強(qiáng)

（中海石油（中國(guó)）有限公司湛江分公司，廣東湛江 524057）

0 引言

出于安全需要，采油平臺(tái)安裝有火氣監(jiān)控系統(tǒng)，在平臺(tái)的生產(chǎn)區(qū)域和生活樓區(qū)域安裝有煙霧、火焰、可燃?xì)獾雀黝?lèi)探測(cè)器，同時(shí)在平臺(tái)的中控房安裝有火氣監(jiān)控系統(tǒng)的控制單元和顯示單元，現(xiàn)場(chǎng)火氣探測(cè)器的檢測(cè)信號(hào)通過(guò)傳輸電纜送到中控房，并在控制單元和顯示單元進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，以此達(dá)到對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的安全情況進(jìn)行監(jiān)控，防止事故的發(fā)生。潿洲油田某采油平臺(tái)由于新增了采油井，安裝了新的設(shè)備設(shè)施，因此必須在現(xiàn)場(chǎng)加裝火氣探測(cè)器對(duì)這些新增區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控，滿(mǎn)足安全要求。

1 火氣系統(tǒng)簡(jiǎn)介

采油平臺(tái)的火氣探測(cè)系統(tǒng)能夠及時(shí)準(zhǔn)確地探測(cè)早期火災(zāi)和可燃性氣體泄漏，通過(guò)火災(zāi)盤(pán)的邏輯分析和處理，實(shí)現(xiàn)報(bào)警、關(guān)斷和消防功能，消滅事故，保護(hù)平臺(tái)人員及生產(chǎn)設(shè)施的安全。

火氣探測(cè)系統(tǒng)采用邏輯方法判斷現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)器探測(cè)到的報(bào)警信號(hào)，可以準(zhǔn)確辨別出平臺(tái)實(shí)際情況，避免誤動(dòng)作造成的停機(jī)，從而保證系統(tǒng)的高度可靠。

火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)施、火氣控制盤(pán)及與其他系統(tǒng)相關(guān)的接口組成。

（1）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)施?，F(xiàn)場(chǎng)火氣探測(cè)、報(bào)警設(shè)備包括火焰探測(cè)器、熱探測(cè)器、煙霧探測(cè)器、可燃?xì)怏w探測(cè)器、氫氣探測(cè)器、手動(dòng)報(bào)警站、平臺(tái)狀態(tài)燈等。

（2）火氣控制盤(pán)。火氣控制盤(pán)是火氣探測(cè)系統(tǒng)控制中心，由可編程邏輯控制器Allen Bradley ControlLogix等組成。

（3）與PCS接口。PCS（Process Control System過(guò)程控制系統(tǒng)）?；饸庀到y(tǒng)與PCS通過(guò)MODBUS通訊協(xié)議進(jìn)行通信。火氣系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)火氣探頭和開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，在PLC內(nèi)部進(jìn)行邏輯運(yùn)算，邏輯運(yùn)算結(jié)果通過(guò)MODBUS協(xié)議送到操作站，操作站顯示探頭狀態(tài)和邏輯運(yùn)算的結(jié)果。

2 系統(tǒng)改造內(nèi)容

平臺(tái)由于新增采油井建設(shè)的需要，加裝了生產(chǎn)處理設(shè)備，配套電器系統(tǒng)如變壓器、變頻柜等。為了保障這些設(shè)施的安全，這些改造項(xiàng)目必須有配套的火氣探測(cè)器。本次FGS火氣監(jiān)控系統(tǒng)（Fire Alarm and Gas Detector System，火災(zāi)報(bào)警和氣體檢測(cè)系統(tǒng)）改造項(xiàng)目主要由以下4部分組成。

（1）現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)區(qū)域新增硫化氫（H2S）探測(cè)器項(xiàng)目，新增20臺(tái)硫化氫和1臺(tái)可燃?xì)馓綔y(cè)器，共需占用FGS系統(tǒng)的21個(gè)AI（Analogy Input，模擬量輸入）信號(hào)。

（2）新增的生產(chǎn)設(shè)備需要新增加火焰探測(cè)器2臺(tái)，可燃?xì)馓綔y(cè)器4臺(tái)，硫化氫探測(cè)器5臺(tái)，共需占用FGS系統(tǒng)的11個(gè)AI模擬量輸入信號(hào)。

（3）新增加的配電間配置煙霧探測(cè)器2臺(tái)、溫度探測(cè)器2臺(tái)、CO2（二氧化碳）手動(dòng)釋放/抑制按鈕2個(gè)、手自切換按鈕DI（Digital Input，數(shù)字輸入）信號(hào)1個(gè)、CO2釋放壓力反饋DI信號(hào)1個(gè)、盤(pán)面火氣狀態(tài)反饋DI信號(hào)1個(gè)，共占用FGS系統(tǒng)9個(gè)DI信號(hào)。

（4）新增 CO2釋放報(bào)警燈占用 4個(gè) DO（Digital Out，數(shù)字輸出）信號(hào)，新增配電間增加CO2釋放DO信號(hào)1個(gè)，火氣控制盤(pán)增加CO2釋放按鈕DO信號(hào)1個(gè)，共占用FGS6個(gè)DO信號(hào)。

3 改造方案

新增項(xiàng)目增加的I/O（Input/Output，輸入/輸出）數(shù)量（估算）在各系統(tǒng)的分布見(jiàn)表1。其中，AO為Analogy Output，模擬量輸出；RS485為通訊接口。ESD是Emergency Shutdown Device的縮寫(xiě)，意為緊急停車(chē)裝置。

表1 新增項(xiàng)目增加的I/O數(shù)量（估算） 個(gè)

具體改造方案如下。

（1）電源系統(tǒng)：原系統(tǒng)的2個(gè)菲尼克斯（容量40 A）開(kāi)關(guān)電源，可以滿(mǎn)足本次新加8塊16通道AI卡件（4塊冗余）所需的電源容量，無(wú)需改造。

（2）火氣系統(tǒng)現(xiàn)有的AI剩余點(diǎn)數(shù)不能滿(mǎn)足現(xiàn)有需要，需要增加AI卡件；另外平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)也需要改造，將中控火氣系統(tǒng)柜1號(hào)柜的2個(gè)1756—A13型的機(jī)架更換為1756—A17型，新增加8塊16通道AI卡件（4塊冗余），同時(shí)增加接線(xiàn)端子排以滿(mǎn)足改造要求。

（3）新增的DI，DO點(diǎn)使用原來(lái)的備用點(diǎn)。

（4）平臺(tái)火氣系統(tǒng)是冗余配置，冗余版本為Rev 15.60，冗余主機(jī)架是 4槽。冗余主機(jī)架配置：0槽 1756—L62，1槽1756—CNBR/E，2槽和3槽均為1757—SRM。

（5）1756—CNBR/E模塊的CPU使用率達(dá)到99%，連接數(shù)達(dá)到47個(gè)，已經(jīng)不能滿(mǎn)足現(xiàn)有的要求，需要更換，更換后的C網(wǎng)模塊在冗余配置中，1757—SRM冗余模塊也需要更換。

4 施工方案

本次火氣系統(tǒng)改造施工的重點(diǎn)是將2個(gè)13槽機(jī)架更換成17槽機(jī)架及冗余版本升級(jí)、C網(wǎng)組態(tài)。

在更換機(jī)架及冗余機(jī)架中模塊的過(guò)程中，火氣系統(tǒng)將斷電停止工作；安裝工作完成后還需要冗余版本升級(jí)、組態(tài)C網(wǎng)，因此平臺(tái)要做好火氣系統(tǒng)停止后的工作安排。

具體施工方案：先配置好火氣系統(tǒng)程序，將FGS到ESD系統(tǒng)的關(guān)斷信號(hào)旁通并確認(rèn)，旁通好CO2釋放系統(tǒng)、火氣系統(tǒng)的跳電信號(hào)，然后將火氣系統(tǒng)斷電后更換17槽機(jī)架，冗余系統(tǒng)升級(jí)及C網(wǎng)的組態(tài)工作。

本次擴(kuò)容工作計(jì)劃施工8 h，具體安排時(shí)間見(jiàn)表2。

表2 火氣系統(tǒng)擴(kuò)容工作施工計(jì)劃時(shí)間安排h