防火風閘在海洋石油平臺安全通風系統(tǒng)中的應(yīng)用

蘆存財

● （海洋石油工程股份有限公司設(shè)計公司，天津 300451）

防火風閘在海洋石油平臺安全通風系統(tǒng)中的應(yīng)用

蘆存財

● （海洋石油工程股份有限公司設(shè)計公司，天津 300451）

介紹了防火風閘在海洋石油平臺安全通風系統(tǒng)中的應(yīng)用，包括防火風閘分類原則、控制原理、技術(shù)要求和應(yīng)用原則等。

防火風閘；安全通風系統(tǒng)；控制原理；技術(shù)要求

0 引言

海洋石油平臺上無論生活區(qū)域或是生產(chǎn)區(qū)域都應(yīng)通風，是否具有良好的通風應(yīng)是平臺上劃分危險區(qū)的重要依據(jù)，是關(guān)系到平臺安全的重要因素[1-2]。平臺通風系統(tǒng)設(shè)計的主要目的：首先是為了控制易燃易爆和有毒氣體、蒸汽和灰塵的濃度，阻止有毒、有害氣體擴散到其它區(qū)域，為平臺設(shè)備正常運行提供保障措施；其次是為了滿足工作人員新鮮空氣需求，提供舒適、衛(wèi)生的生活環(huán)境。

安全通風系統(tǒng)在設(shè)計時，既要考慮氣流組織的合理性；又要滿足系統(tǒng)防火安全要求。因此，在平臺所有房間均須在主要送風口、排風口處設(shè)置防火風閘，防火風閘的防火等級必須與風道所貫穿的防火墻體相匹配，滿足建筑結(jié)構(gòu)的防火完整性，以確保出現(xiàn)異常情況時通風系統(tǒng)能夠迅速關(guān)閉防火風閘，阻止火焰或煙氣通過風道蔓延到其它防火區(qū)。

1 防風風閘組成及其分類

防火風閘是通風系統(tǒng)中的重要附件，其作用是限制火災的蔓延。主要組成部件包括：閘板、感溫片、大扭簧和閥體等。其中，感溫片的熔點溫度應(yīng)控制在(70±3)℃內(nèi)。

按其風量調(diào)節(jié)功能分為不可調(diào)節(jié)式、可調(diào)節(jié)式。

按其形狀分為圓形、矩形兩種型式。

按其控制原理分為：1）自動防火風閘：感溫片達到熔點溫度時，自動關(guān)閉；2）手動防火風閘：現(xiàn)場就地手動操作；3）既可就地手動操作又可遠程集中遙控的電動防火風閘和氣動防火風閘。

2 防風風閘控制原理

目前，在平臺安全通風系統(tǒng)設(shè)計中，防火風閘控制原理遵循“三控原則”，即風閘本體自動控制、操作現(xiàn)場手動控制以及中央控制室（簡稱中控室）遠程集中控制，以達到多重保護防火安全的目的。因此，多采用氣動型或電動型防火風閘，現(xiàn)對其工作原理進行簡要介紹。

2.1 控制系統(tǒng)組成

2.1.1 氣動防火風閘

氣動防火風閘控制管路如圖1所示，主要包括電磁三通閥、三通手拉閥、現(xiàn)場指示盒、風閘本體等組成。各控制原件通過不銹鋼氣管路連接，氣源壓力 550kPaG～800kPaG，以滿足風閘開啟壓力要求；氣源選擇為儀表氣（干燥潔凈氣源），以滿足電磁閥對空氣質(zhì)量控制要求；兩位三通電磁閥帶現(xiàn)場手動復位功能，接收來自平臺中控室火氣系統(tǒng)發(fā)出的應(yīng)急關(guān)斷信號；風閘運行狀態(tài)在指示盒現(xiàn)場顯示，且通過指示盒把狀態(tài)信號傳輸至中控室。

2.1.2 電動防火風閘

電動防火風閘控制管路如圖2所示，主要包括現(xiàn)場控制按鈕盒和風閘本體等組成。根據(jù)平臺電制不同，風閘本體和按鈕盒接入220V或110V電源；現(xiàn)場控制按鈕盒接收來自平臺中控室火氣系統(tǒng)發(fā)出的應(yīng)急關(guān)斷信號，并可實現(xiàn)自動、手動關(guān)停功能；風閘運行狀態(tài)在指示盒現(xiàn)場顯示，且通過指示盒把狀態(tài)信號傳輸至中控室。

圖1 氣動防火風閘控制原理圖

圖2 電動防火風閘控制原理圖

2.2 控制方式

無論氣動風閘或是電動風閘，當平臺發(fā)生火災或其他緊急情況時，都要求實現(xiàn)迅速關(guān)閉功能。控制方式如下：

1）遠程控制。當平臺發(fā)出火災報警或探頭探測到可燃氣體時，中央控制室可遠程控制電磁閥或控制按鈕盒關(guān)閉風閘；2）自動控制。當環(huán)境溫度達到（70±3）℃時，風閘感溫件自動熔斷，風閘自動關(guān)閉；3）手動控制。當發(fā)生火災或其它危險情況時，現(xiàn)場人員緊急撤離后拉動手動三通閥或按下手動按鈕關(guān)閉風閘。

2.3 控制關(guān)斷要求

平臺防火風閘采用火區(qū)區(qū)域控制關(guān)斷，分區(qū)控制原理在火氣系統(tǒng)因果圖中體現(xiàn)。在通風系統(tǒng)進口和有可能發(fā)生危險氣體泄露的地方均安裝氣體探測器，并在中控室和現(xiàn)場設(shè)有報警器。當危險氣體濃度達到爆炸下限20%時給予警報；當濃度達到爆炸下限50%時，通風系統(tǒng)接收中控室關(guān)斷信號應(yīng)全部關(guān)斷。

2.4 關(guān)斷方式要求

滅火方式不同，防火閥關(guān)斷方式也不同。對于二氧化碳滅火系統(tǒng)，在滅火系統(tǒng)啟動的同時，進出口風閘應(yīng)全部關(guān)斷。對于噴灑滅火系統(tǒng)，只關(guān)斷送風閥門，排風系統(tǒng)要一直連續(xù)運轉(zhuǎn)，直到風道中防火閥的熔斷絲被火焰熔斷，使防火閥關(guān)斷，以防止火焰擴散。

3 防風風閘技術(shù)要求

3.1 風閘厚度要求

風閘外殼的厚度選擇各船級社的規(guī)定均與SLOAS要求一致，即當風管尺寸≤300mm 時，至少 3mm；當風管尺寸≥760mm 時，至少 5mm。防火風閘閘板的厚度按照表1選取。

表1 防火風閘板的厚度

3.2 漏風量要求

密閉性能根據(jù)CB/T3557-1995《船用防火風閥》中要求規(guī)定：防火風閘關(guān)閉后，當閥板兩側(cè)壓力差為 19.6Pa時，在標準狀態(tài)下（氣溫為20℃、氣壓為101.3kPa），漏風量應(yīng)不大于5m3/(m2·min)。

3.3 防火等級及防護防爆要求

風閘防火等級選擇一般遵循保持防火完整性的原則，即防火等級與通過的隔壁或甲板保持一致，風閘耐火極限要求為3h。常用的防火等級如下：H級、A級和B級，防火等級依次降低。

風閘的防護等級選擇一般要求：室外安裝部分為IP56，室內(nèi)安裝部分為IP23。

風閘防爆等級選擇根據(jù)危險區(qū)域爆炸性氣體類別和爆炸溫度確定，防爆類型常選擇隔爆型（Exd）。

3.4 關(guān)斷響應(yīng)時間要求

手動控制和遠程控制響應(yīng)時間：根據(jù)ISO 15138-2007《石油和天然氣工業(yè).海上開采設(shè)備.供暖、通風和空氣調(diào)節(jié)》中規(guī)定：防火風閘應(yīng)在接收到動作信號2s內(nèi)關(guān)斷或根據(jù)平臺安全控制邏輯自行決定關(guān)斷響應(yīng)時間。

自動控制響應(yīng)時間。根據(jù)CB/T3557-1995中規(guī)定[3]，當通過防火風閥的空氣流速為1m/s、熔斷器前的空氣溫度為(90±5)℃時，從85℃開始計時，熔斷器在1min內(nèi)應(yīng)熔斷，執(zhí)行機構(gòu)應(yīng)動作使閥板自動關(guān)斷。

除上面提到的材料厚度、漏風量等要求外，防火風閘的主要制造工藝、材料選擇和試驗檢驗方法等要求均按照行業(yè)標準CB/T3557-1995《船用防火風閥》、CBJ45《易熔片》執(zhí)行[4]。

4 防火風閘應(yīng)用原則

1）若通風風道通過“A”級隔壁和甲板的凈截面積超過0.075m2，應(yīng)設(shè)置防火風閘。防火風閘應(yīng)能自動操縱，也能在隔壁或甲板的兩側(cè)人工關(guān)閉。但如管道只通過由“A”級分隔包圍的處所，而該處所又不使用該管道時，則無需設(shè)置防火風閘。經(jīng)發(fā)證檢驗機構(gòu)同意，防火風閘也可僅從分隔一側(cè)操作。

2）“A”類機械處所、廚房和危險區(qū)域的通風管路通過起居處所、服務(wù)處所和控制站時，在接近所穿過的界限面處應(yīng)設(shè)有自動防火風閘。

3）起居處所、服務(wù)處所和控制站的通風管路通過“A”類機械處所和廚房時，在接近所穿過的界限面處應(yīng)設(shè)有自動防火風閘。

4）廚房爐灶的排煙管路的下端應(yīng)設(shè)置防火風閘。

5）通風系統(tǒng)設(shè)計要保證在任何區(qū)域內(nèi)部著火的情況下，所有通風系統(tǒng)的主要進氣口和排氣口應(yīng)能在通風區(qū)域的外邊進行關(guān)閉。平臺安全通風系統(tǒng)設(shè)計中，均采用防火風閘實現(xiàn)關(guān)閉隔斷功能。

6）所有的防火閥都有指示“開”和“關(guān)”的標記，所有的防火閥既要能在中控室火災盤自動控制，也能在艙壁的兩側(cè)人工控制盤就地控制。防火風閘應(yīng)具備第三方檢驗證書和遠東防火中心的試驗報告。

7）防火閥的型式根據(jù)服務(wù)處所不同而選用不同形式。非危險區(qū)的通風系統(tǒng)可選用電動型或熔斷型，危險處所的通風系統(tǒng)宜選用氣動型。平臺上的防火閥控制形式除了應(yīng)急發(fā)電機外，均采用失電關(guān)閉型。

5 結(jié)語

防火風閘作為區(qū)域隔離防止火勢沿風道蔓延的安全設(shè)備，在安全通風系統(tǒng)中的作用尤為重要。介紹了防火風閘在海洋石油平臺在安全通風系統(tǒng)中的應(yīng)用，包括防火風閘分類原則、控制原理、技術(shù)要求和應(yīng)用原則的內(nèi)容等。

[1]Q/HS 3008-2002, 海上平臺暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計方法[S]. 北京: 中國海洋石油總公司, 2003.

[2]海上固定平臺安全規(guī)則[M].中華人民共和國國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會, 2000.

[3]CB/T3557-1995, 船用防火風閥[S]. 中國船舶工業(yè)總公司, 1995.

[4]ISO 15138-2007, 石油和天然氣工業(yè). 海上開采設(shè)備.供暖、通風和空氣調(diào)節(jié)[S]. ISO TC67, 2007.

Application of Fire Damper in Safety Ventilation System Design of Offshore Oil Platform

LU Cun-cai
(China Offshore Oil Engineering Co., Ltd., Tianjin 300451, China)

The application of fire damper in safety ventilation system of offshore oil platform is introduced, including category，control theory，technical requirement and application principle of fire damper.

fiery damper; safety ventilation system; control theory; technical requirement

TE38

A

蘆存財（1982-），男，碩士研究生，工程師，主要從事暖通空調(diào)及海洋石油工程設(shè)計等方面工作。