火气系统在海洋石油工业中的应用研究

火气系统在海洋石油工业中的应用研究

摘要：火气系统是关于在海洋石油工业中的火灾以及有害气体泄漏这种问题而提出的一个概念，本文用几个具体的应用举例来说明在海洋石油工业中火气系统起到的功能和作用，以及其本身的系统构成。基于IEC的层模式管理，来论述火气系统和DCS、ESD之间的关系，以及关于设计与安装这个过程的一些指导性原则。

关键词：海洋石油工业、火气系统、安全仪表、设计准则

我国海域辽阔，大陆架的面积就达到了130万平方功力，沿岸分布有约10个含油气的盆地。自从上世纪80年代以来，中外双方于中国近海海域都有展开大量油气勘探的工作。到1993年的年底一共采集了包括20块三维测线共有2629平方公里的近海的地震测线54万公里，获得石油地质储量约有12亿吨，天然气1450亿立方米。而对我国经济发展十分重要的海洋石油工业中，对其安全性也作出了探讨，这里叙述了火气系统在海洋石油工业中的功能和应用。

一.火气系统的组成结构

火气系统（Fire and Gas System，F&G）是属于IEC61511定义的在缓解层之内的安全仪表系统（SIS），用于监控火灾与可燃气、毒气泄漏事故并且具有自动报警功能和灭火功能的安全控制系统。火气系统是由用于执行对火灾和有害气体的检测控制功能的安全仪表的传感器、逻辑运算器和终端执行元件组合而成的。

通常情况下，火气系统选择使用经过TUV认证的SIL3系统，经安全认证的可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）为逻辑运算器，基于LCD技术的监视器和输入设备，包括HMI人机接口都安装于安全区里的中央控制室内的控制柜或控制台内，控制台上还设计安装了必要的按钮和硬接线的开关，用来手动打开火气、消防相关的设备，此外还有安装模拟盘的一个位置，用来指示火分区与其他部分的状态。

火气系统连接的现场设备有：火焰探测器、可燃气体检测器、毒气检测器、易熔塞回路系统、热探测器、离子和光学感烟探测器、手动报警站、用于启动消防设备的电磁阀、平台状态灯以及用于和PA、ESD以及HVAC等硬接线接口的继电器等。火气系统一般都接有基于气体的灭火系统和雨淋系统，与ESD、HVAC等其他系统也有相对应的接口。

海上平台的火气系统根据其特性会分成两部分：生活区与生产区。生活区是安全区域，一般会涉及到烟感、温感与手动报警器，毒气和可燃气探头等；生产区和钻井区是防爆等要求较高的区域，需要防水防爆，一般设计的是可燃气探头、火焰探头、毒气探头以及手动火灾报警器等。该系统将控制核心分成两种：点到点火气系统PLC和点到点PLC+寻址盘ADD。对于小型的平台而言，一般生活区里的烟感、温感、手动报警器和可燃气探头、火焰探头等都一并接入控制器

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