摘 要：海上石油钻采综合平台的火灾报警设计时至今日，已经发展到一个相对成型的阶段。新建的某平台沿用相关规范和习惯做法，但在一些细节上，还应探讨和优化，主要表现在生活楼火灾的等级划分、不同火灾等级与平台生产模块火灾报警的相互影响等，并对如何确保平台安全，又保证平稳生产提出建议。
关键词：钻采平台；生活楼；火灾报警
中图分类号：TE54
海上石油钻采平台设置控制系统的主要目的是：保证作业人员的人身安全，保证生产的持续性，保护平台及其设施。从功能上分，平台上的中控系统分为3个子系统：过程控制系统（PCS）、紧急关断系统（ESD）和火气探测系统（FGS）。
过程控制系统是使生产工艺流程中的温度、压力、流量、液位等过程控制参数接近给定值或保持在给定范围内，确保持续生产的自动控制系统，一般由DCS （集散控制系统，Distributed Control System）实现的。
紧急关断系统（ESD）是一种专用的安全保护系统，独立于PCS之外，其安全级别高于PCS。在正常情况下，ESD是处于静态的，不需要人为干预，作为安全保护系统，凌驾于过程控制之上，实时在线监测装置的安全性。只有当生产装置出现紧急情况时，不需要经过PCS，而直接由ESD发出保护联锁信号，对现场设备进行安全保护，避免危险扩散而造成损失。
火气探测系统（FGS）通常和平台的消防系统一起，旨在及时、准确地探测到可能发生或已经发生的火情或气体泄漏，并及时采取相应的安全措施（如报警、关断、消防等），以保护平台人员和设备的安全。
1 相关规范的要求
对于火气探测系统，由于该系统负责监控平台的火情及其隐患，因此在保护人员生命及财产安全的作用就显得尤其重要。多年来海洋石油领域已经形成了一整套完善的标准和规范，如在《海上固定平台安全规则》有以下规定：
14.2.3.1：在生活区和生产区、公用区应按所用规范、标准的规定安装热探测器、烟探测器或火焰（紫外线、红外线）探测器以及其它类型的探测器、易熔塞回路以便及早地探测到火灾， 并在火灾盘上和火灾现场进行报警， 同时能自动或手动进行相应的关断， 以切断火灾区域的油气流和该区域的通风系统和电源以及停止火灾区域机器设备的运转及燃油供应（不包括应急电源及消防泵）。
14.2.3.2：平台上还应设有手动火灾报警装置， 其安装地点应在人们易于到达的地方和脱险通道的关键部位。
2 某平台生活楼设计情况介绍
某平台是2011年成功投入试生产的钻采综合平台。该平台上火气探测系统分为3个部分，分别监控钻机模块、生活楼和生产区（组块）的火气状态：
（1）钻机模块配备独立的系统控制器和可寻址盘。
（2）生活楼配备可寻址盘，主要采集生活楼内的烟探头、热探头、手动报警站等现场设备的报警信号，烟热探头主要布置在生活楼内各房间内和走廊顶部，手动报警站则布置在进出生活楼的门旁和生活楼外楼梯口处。生活楼现场火气设备报警信息经内部逻辑处理后，控制生活楼内包括中央空调、风机风闸、配电系统等设备的启停。而在生活楼可寻址盘与组块火气探测系统、应急关断系统之间，通过硬线将相关信号送至组块火气探测系统，同时也接收组块火气探测系统和应急关断系统传来的硬线信号并执行相应的关断，生活楼现场探头的实时状态通过冗余的RS485通讯电缆送至组块中控系统进行集中显示。
（3）整个平台的火气探测系统和应急关断系统的中央控制器设在组块。组块火气探测系统接收组块各探头的报警信号后启动消防、广播系统等，并通过硬线将相关信号传递给应急关断系统执行关断。另外，组块火气探测系统还接收钻机模块和生活楼通过硬线传递的报警信号，进行生产关断、启动消防系统和广播系统等。该火气探测系统关系如图1所示。
图1 某平台火气探测系统简图
其中，生活楼可寻址盘输出到组块火气探测系统的2个硬线信号分别为：
（1）生活楼确认火灾报警信号；
（2）生活楼可寻址盘故障报警信号
组块火气探测系统输出到生活楼可寻址盘的5个硬线信号分别为：
（1）组块确认的火灾报警信号；
（2）组块确认的可燃气泄露报警信号；
（3）生活楼通风口处确认的火灾报警信号；
（4）生活楼通风口处确认的可燃气泄露报警信号；
（5）生活楼通风口处可燃气探头20%LEL报警信号。
3 优化建议探讨
按照目前该平台生活楼火气探测系统的因果逻辑设置，生活楼烟热探头表决报警或人为按下生活楼内任一手动报警站，将触发生活楼确认火灾信号，该信号除引起生活楼相关设备关停外，还会传送到组块的火气探测系统，并引起组块生产关断。依据该设计思路，若作业人员在生活楼附近发现平台上的任何地方发生火情，将就近按下手动报警站，通过生活楼可寻址盘间接触发组块生产关停，从而保障平台的安全。针对此种情况，当前的设置是无可厚非，但在生活楼房间内烟热探头表决引起的火灾报警情况下，也会引发组块生产关停，对于现场来说意味着关断范围的扩大，这种扩大的必要性值得商榷，笔者认为是没有必要的。
如何实现“严格、合理地设计应急关断系统的关断级别， 使之既能保障人员和设备的安全又可避免不必要的大范围的关断”呢？笔者根据现场实际情况，建议生活楼可寻址盘到组块火气探测系统的硬线信号增加1个，即：将烟热探头表决的火灾报警信号与手动报警站触发的关断信号区分开，分别送到组块火气探测系统。组块火气探测系统接收到生活楼烟热探头表决的火灾报警信号时，只触发广播告警，无须触发生产关停；在接收到生活楼手动报警站触发的关断信号时，才引发生产关停。这样就既可以维持火气探测系统对平台安全的保护作用，又能避免关断的无端扩大。
4 总结
平台中控系统的FGS和ESD因果逻辑设置必须慎之又慎，需要对各种具体的情况进行因果分析，既要保障平台人员和设备的安全，又要防止关断范围的无端扩大，影响现场的生产时效。因此，每一次新平台的工程建设都应积极回顾、审查和探讨现有平台的FGS和ESD因果逻辑，以便不断地优化和完善，力争做到既满足标准规范的要求，又能符合实际生产的需要。
参考文献：
[1]中华人民共和国能源部.海上固定平台安全规则[S].
[2]API RP 14G 《敞开式海上生产平台防火与消防的推荐做法》[S].
作者简介：何启洪（1973-）广东高要人，本科，中级职称，研究方向：海洋石油工程建设项目管理。
作者单位：
中海石油（中国）有限公司深圳分公司，广东深圳 518067；海洋石油工程股份有限公司，天津 300451；海洋石油工程股份有限公司，天津 300451