邱志強
(中海石油(中國)有限公司湛江分公司,廣東湛江 524057)
出于安全需要,采油平臺安裝有火氣監(jiān)控系統(tǒng),在平臺的生產(chǎn)區(qū)域和生活樓區(qū)域安裝有煙霧、火焰、可燃氣等各類探測器,同時在平臺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)場火氣探測器的檢測信號通過傳輸電纜送到中控房,并在控制單元和顯示單元進行狀態(tài)監(jiān)測,以此達到對現(xiàn)場的安全情況進行監(jiān)控,防止事故的發(fā)生。潿洲油田某采油平臺由于新增了采油井,安裝了新的設(shè)備設(shè)施,因此必須在現(xiàn)場加裝火氣探測器對這些新增區(qū)域進行監(jiān)控,滿足安全要求。
采油平臺的火氣探測系統(tǒng)能夠及時準確地探測早期火災(zāi)和可燃性氣體泄漏,通過火災(zāi)盤的邏輯分析和處理,實現(xiàn)報警、關(guān)斷和消防功能,消滅事故,保護平臺人員及生產(chǎn)設(shè)施的安全。
火氣探測系統(tǒng)采用邏輯方法判斷現(xiàn)場探測器探測到的報警信號,可以準確辨別出平臺實際情況,避免誤動作造成的停機,從而保證系統(tǒng)的高度可靠。
火災(zāi)探測系統(tǒng)由現(xiàn)場設(shè)施、火氣控制盤及與其他系統(tǒng)相關(guān)的接口組成。
(1)現(xiàn)場設(shè)施?,F(xiàn)場火氣探測、報警設(shè)備包括火焰探測器、熱探測器、煙霧探測器、可燃氣體探測器、氫氣探測器、手動報警站、平臺狀態(tài)燈等。
(2)火氣控制盤?;饸饪刂票P是火氣探測系統(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過程控制系統(tǒng))?;饸庀到y(tǒng)與PCS通過MODBUS通訊協(xié)議進行通信?;饸庀到y(tǒng)實時監(jiān)測現(xiàn)場火氣探頭和開關(guān)的狀態(tài),在PLC內(nèi)部進行邏輯運算,邏輯運算結(jié)果通過MODBUS協(xié)議送到操作站,操作站顯示探頭狀態(tài)和邏輯運算的結(jié)果。
平臺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,這些改造項目必須有配套的火氣探測器。本次FGS火氣監(jiān)控系統(tǒng)(Fire Alarm and Gas Detector System,火災(zāi)報警和氣體檢測系統(tǒng))改造項目主要由以下4部分組成。
(1)現(xiàn)場生產(chǎn)區(qū)域新增硫化氫(H2S)探測器項目,新增20臺硫化氫和1臺可燃氣探測器,共需占用FGS系統(tǒng)的21個AI(Analogy Input,模擬量輸入)信號。
(2)新增的生產(chǎn)設(shè)備需要新增加火焰探測器2臺,可燃氣探測器4臺,硫化氫探測器5臺,共需占用FGS系統(tǒng)的11個AI模擬量輸入信號。
(3)新增加的配電間配置煙霧探測器2臺、溫度探測器2臺、CO2(二氧化碳)手動釋放/抑制按鈕2個、手自切換按鈕DI(Digital Input,數(shù)字輸入)信號1個、CO2釋放壓力反饋DI信號1個、盤面火氣狀態(tài)反饋DI信號1個,共占用FGS系統(tǒng)9個DI信號。
(4)新增 CO2釋放報警燈占用 4個 DO(Digital Out,數(shù)字輸出)信號,新增配電間增加CO2釋放DO信號1個,火氣控制盤增加CO2釋放按鈕DO信號1個,共占用FGS6個DO信號。
新增項目增加的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,意為緊急停車裝置。
表1 新增項目增加的I/O數(shù)量(估算) 個
具體改造方案如下。
(1)電源系統(tǒng):原系統(tǒng)的2個菲尼克斯(容量40 A)開關(guān)電源,可以滿足本次新加8塊16通道AI卡件(4塊冗余)所需的電源容量,無需改造。
(2)火氣系統(tǒng)現(xiàn)有的AI剩余點數(shù)不能滿足現(xiàn)有需要,需要增加AI卡件;另外平臺現(xiàn)場控制系統(tǒng)也需要改造,將中控火氣系統(tǒng)柜1號柜的2個1756—A13型的機架更換為1756—A17型,新增加8塊16通道AI卡件(4塊冗余),同時增加接線端子排以滿足改造要求。
(3)新增的DI,DO點使用原來的備用點。
(4)平臺火氣系統(tǒng)是冗余配置,冗余版本為Rev 15.60,冗余主機架是 4槽。冗余主機架配置: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使用率達到99%,連接數(shù)達到47個,已經(jīng)不能滿足現(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。
本次火氣系統(tǒng)改造施工的重點是將2個13槽機架更換成17槽機架及冗余版本升級、C網(wǎng)組態(tài)。
在更換機架及冗余機架中模塊的過程中,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、組態(tài)C網(wǎng),因此平臺要做好火氣系統(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)斷信號旁通并確認,旁通好CO2釋放系統(tǒng)、火氣系統(tǒng)的跳電信號,然后將火氣系統(tǒng)斷電后更換17槽機架,冗余系統(tǒng)升級及C網(wǎng)的組態(tài)工作。
本次擴容工作計劃施工8 h,具體安排時間見表2。
表2 火氣系統(tǒng)擴容工作施工計劃時間安排h