海洋平台高压细水雾灭火系统调试技术研究

2020-07-09杨富广

好日子（下旬） 2020年5期

关键词：调试

摘要：随着技术发展，高压细水雾灭火系统开始应用于海洋石油平台，它适用性广，对原油处理装置区、机械设备房间、电器设备房间火灾都有比较好的灭火效果，本文主要介绍了高压细水雾灭火系统的工作原理和调试相关内容，结合自己的工作经验，总结提出了提高系统可靠性的改进措施。

关键词：高压细水雾;海洋石油平台;调试

引言

海洋石油平台经过国内外几十年的发展，消防系统的设计及选配上已经非常成熟，根据不同的火灾类型，综合考虑成本、维护等因素，在原油处理装置区一般采用海水自动喷淋系统，这种系统造价成本低，容易维护;在主机房间、主开关间、变压器间、中央控制室等具有较多机械和电器设备的房间，一般采用七氟丙烷自动灭火系统，这种灭火系统成本较高、需要定期维护保养^[1]。近年来，随着技术的发展，新型高压细水雾灭火系统突破了传统水基灭火系统不能灭电器火灾的局限，实验研究表明高压细水雾具有良好的电绝缘性，能有效扑灭电器火灾。这种灭火技术已经逐渐在水电站、海上风电场升压站等推广应用，海洋石油981平台，陆丰7-2钻采平台等也开始使用这种类型的灭火系统^[2，3]。

1 高压细水雾灭火系统的构成及工作原理

1.1高压细水雾灭火系统构成

高压细水雾灭火系统由主水箱、不锈钢管道、增压泵、高压细水雾泵组、区域控制阀组、细水雾喷头、细水雾喷枪等组成，喷头和喷枪根据喷雾要求具有不同的K系数，图1是其结构原理示意图。

水箱上面有液位控制器，液位低时可以进行自动补水。高压细水雾泵组由主泵、稳压泵、控制柜、补水电磁阀等组成，主泵采用高压柱塞泵，泵入口压力要求不低于0.2MPa，且不大于0.6MPa，主泵启动后如果压力不足，由补水电磁阀控制启停增压泵，保证主泵入口压力符合要求;泵出口的安全泄压阀用于调节出口压力，保证安全。区域控制阀组由电动控制阀、供水球阀、压力开关、压力表及连接管道组成，阀有手动启动功能，能进行手动应急启动。高压细水雾喷头的最低工作压力为10MPa，雾滴直径DV0.9不大于200um，管道、管件的工作压力为13MPa。

1.2高压细水雾灭火系统工作原理

高压细水雾系统根据工作方式不同分为开式系统、湿式系统和喷枪系统，其中开式系统控制相对复杂，主要用于发电机房、生产装置区等风险等级比较高的区域;湿式系统结构比较简单，主要用于备料区和生活区;喷枪系统平均分布在生产区安全通道和生活区走廊等区域。

开式系统在准工作状态下，从细水雾泵组出口至每个区域阀前的主管网水压维持在1.0-1.2MPa，区域阀后是管道是空的，当火灾发生时，由火灾报警控制系统联动打开相应火灾区域控制阀进行喷水雾灭火，主管道压力下降至低于1.0MPa，稳压泵启动，稳压泵运行10S后仍达不到1.2MPa时，主泵启动同时稳压泵停止运行，主泵持续不断向管网供水，对应区域喷头喷细水雾灭火。开式系统具备自动控制、手动控制和应急操作功能：

（1）自动控制：平台每个火灾分区内都装有若干烟、热探测器，火灾报警系统接收到灭火分区内一路烟探测器信号，系统会发出声光报警，接收到两路以上烟探测器信号或者一路热探测器信号，系统会确认火灾发生，发出声光报警，联动打开对应区域控制阀进行细水雾灭火，区域阀内的压力开关反馈系统喷放信号，火灾报警系统启动对应的喷雾指示灯。

（2）手动控制：当现场工作人员发现并确认火灾，此时如果自动控制系统还未动作，可按下区域控制阀的手动启动按钮，打开区域控制阀，管网降压自动启动泵组进行灭火;还可以按下火灾手动报警按钮，由火灾报警系统联动发出声光报警信号和打开相应区域控制阀进行灭火。

（3）应急操作：自动和手动控制模式都是通过电控方式打开区域控制阀，在自动控制和手动控制模型都失效时，需要通过操作应急手柄打开相应的区域控制阀灭火，这属于机械方式。

湿式系统在准工作状态下，泵组到闭式喷头整个管网都充满水，水压维持在1.0-1.2MPa，发生火灾时温度升高，当闭式喷头玻璃泡的温度达到动作温度，玻璃泡就会破碎，管道水压下降，细水雾泵组按照与上述开式系统相同启动逻辑开始向管网供水，对应区域闭式喷头喷细水雾灭火，同时流量开关信号反馈至火灾报警系统，由火灾报警系统发出声光报警和启动相应喷雾指示灯。

喷枪系统处于准工作状态时，跟湿式系统一样，整个管网都充满水，压力维持在1.0-1.2MPa，工作人员发现火灾后，将喷枪软管与喷枪接头对接，将喷枪移至着火点附近，开启喷枪灭火，管道压力下降，泵组按照相同启动逻辑向管网供水。

2 高壓细水雾灭火系统调试内容及改进建议

高压细水雾灭火系统调试内容主要包括管道静水压调试、泵组功能调试、火灾自动报警系统联合调试。

在管道静水压调试中，管道水压强度试验压力应为系统最大工作压力的1.5 倍。为了安全，可以先将压力维持在最大系统压力，检查能否稳压5Min无下降，然后再提高到1.5倍，稳压10Min无下降，检查管道及其连接处应无滴漏、无变形为合格。管道静水压调试合格后，应采用压缩空气或氮气进行管道清洁与吹扫，管道末端的气体流速要求不应小于20m/s，采用白布检查，直至无锈渍、水渍及其它杂物出现。

在泵组功能调试中，泵组第一次启动应在设备供货商指导下操作，按照如下步骤进行：

（1）测试水箱自动补水功能，液位低于下限时，进水阀开自动补水，液位高于上限时，进水阀关，停止补水;

（2）区域控制阀后安装临时测试管线和临时阀门，通过应急手柄打开区域控制阀，模拟喷放，通过手动调节临时阀门开度，产生不同压力信号，测试增压泵、稳压泵、主泵、备用泵自动启动功能。

火灾自动报警系统联合调试，按照如下步骤进行：

（1）区域控制阀复位成关闭状态，阀后临时阀门处于打开状态，用专用探头测试工具触发某保护区探测器报警或者按下该保护区手动报警按钮，观察火灾自动报警系统主机是否能进行声光报警，是否触发打开相应区域的控制阀进行灭火，阀后压力传感器是否反馈给自动报警系统，触发喷雾指示灯;

（2）完成某区域联动测试后，火灾报警主机复位，高压细水雾泵控制柜复位，区域电动阀复位。

（3）重复步骤1、2，按分区逐一进行测试，并做好测试记录。

高压细水雾灭火系统在海洋石油平台应用还处于起步阶段，系统可靠性设计还需要不断完善^[4]，对此有如下改进建议：

（4）区域控制阀前的管线压力传感器和阀后的压力开关增加联动机制控制泵的自动启动，即阀前压力传感器低于1.0MPa，稳压泵启动，稳压泵运行10S后仍达不到设定的1.2MPa，同时阀后压力开关反馈正确信号时，主泵启动，稳压泵停止运行，主泵开始向管网供水。此条联动机制可以防止主管网漏水而引起泵誤动作。

（5）在区域控制阀后增加设计带有快速接头的专用管线旁通接口，准工作状态下，此管口处于阀门关闭状态，每隔一定周期，通过此旁通管线做一次泵组自动运行实验，确保系统处于安全工作状态。

3 结语

高压细水雾灭火系统调试涉及到管线、电气、仪表等专业，复杂度高，需要不断的积累总结经验，将调试中发现的问题及时反馈设计，不断优化方案，共同促进其在海洋石油领域更成熟的应用。