海上油田智慧消防建设探讨

2022-02-12韩鑫宇

现代职业安全 2022年11期

韩鑫宇

（中海油安全技术服务有限公司，天津 300452）

0 引言

智慧消防技术是指运用各项新兴技术，如：物联网技术、人工智能技术、目标识别技术等方法，设计或者优化消防安全技术，实现对危险有害因素的精准把控，以达到提高消防管理技术水平的目的。近年来，政府出台了多项具体政策推动此项技术的发展，社会各界也在逐渐加大智慧消防技术的研究和开发，在政策的支持下，安全消防管理技术正在从传统方法向智慧方法转型[1-5]。

海上油田是开采、加工油品、油气的场所，潜存重大安全隐患，因此其安全消防管理工作是重中之重，但目前我国海上油田消防安全技术仍较为“传统”，工作效率不高，各类事故时有发生，因此，根据海上油田的生产、运营特点开发运用智慧消防技术，有助于油田的安全稳定发展。

1 海上油田消防管理难点分析

对于海上油田生产来说，由于特殊的海上地理位置和复杂的生产工艺设备，使得海上油田的消防管理工作不同于传统地上和地下油田的消防管理，其难点主要体现在以下4 个方面:

1）海上油田生产工艺复杂。海上油田，顾名思义搭建于海上，地理环境特殊，这就导致其生产、运营空间较为狭小，具体表现为平台小、舱室空间狭窄、出入口多且小。在这种较为封闭狭小的空间内，若发生火灾，虽然火灾在不同舱室的蔓延速度会随着舱室空间的减小而降低，但是暴露于设备外表面的油品、充斥在整个空间的油气以及储罐、管道中的易燃易爆物等均会给海上油田带来巨大的安全隐患，且油田结构空间复杂，这同样为火灾发生后的救援带来了极大困难。

2）海上油田具有丰富的可燃物。海上油田是生产石油的场所，工艺设备上残留的油品、海上平台舱室的外保温材料、储存在油管和管道中的油品、工作人员的日常生活物资都是可能引起火灾发生的可燃物。

3）海上油田的电气设备较多。海上油田是生产场所，其上充斥着各类各样的电气设备，且由于海上平台作业空间狭小，电气设备往往集中放置，密度较大，一旦发生电气设备故障、短路、超负荷等情况，极易产生引起火灾的电火花，从而造成不可挽回的损失。

4）海上油田的公众复杂，人员密集。由于海上平台空间限制，生产和作业场所的空间都十分有限，一旦发生火灾，容易造成混乱，从而丧失逃生救援的时机。且海上平台居于海上，人员缺少广阔的逃生避难场所，这极大地加大了灭火救援的难度。

2 海上油田的消防系统分析

海上油气田的主要生产任务是将海底的原油或天然气开采出来，在这之后对采集到的油品进行处理，完成油气水的初步分离和加工，同时海上油气田兼具短期的储存油品的功能，最后将经过处理的油品装船运输或经油管运输。海上油气田的主要生产流程包括：原油气开采流程、原油气简易处理流程、污水处理流程和注水处理流程等。

海上油田生产平台需要根据其自身的实际情况配置安全系统，系统设置各不相同，主要包括可燃气体探测系统、火灾自动探测报警系统和硫化氢气体探测系统等，以实现在生产和维护活动中对各种潜在危险源进行探测，以减少或避免在生产和维护活动中造成人员伤亡、财产损失和环境破坏的可能性。

海上油田主要由两部分空间组成：生活空间和生产加工空间。由于两类空间的使用性质不同，对消防技术的要求也不同，因此海上油田各个位置的消防安全系统需要根据具体的特点来专项设计。简单来说，生活区是工作人员日常生活和活动的区域，相对于生产区域，该区域的安全性较高；而生产区域由于存在更为复杂的环境，区域内充斥着各类危险源，因此对消防技术水平要求较高。

3 海上油田消防系统的总体构架

通常来说，海上油田消防系统的总体构架要能够实现在火灾发展初期通过火灾探测报警系统发现火灾，与此同时，系统要能够向总控制室发出火情报警信号，由总控制室的工作人员判定火灾信号，判断是否为误报警，若经确认为误报，通知各生产部门照常工作；若确认有火灾发生，则控制室发出确认信号，自动灭火系统开始工作，同时发出报警，指导人员进行疏散逃生，直到火灾被扑灭。

3.1 海上油田火气探测报警系统

海上油田平台上设置的火灾和可燃气体探测报警系统（简称火气监控系统）的主要功能是在海上油田发生火灾或者可燃气体泄漏时，通过探测报警系统能够准确地、实时地探测出早期火灾和泄漏的可燃气体，精准把控失控地危险源，从而保证事故灾害不进一步扩大。

由于海上油田的开采、生产工艺中充斥着各类爆炸性气体，因此火气探测系统是保证海上油田安全生产运营的必要安全监测系统。火气探测系统能够实时监测空间内的可燃气体浓度，一旦空间内的可燃气体达到监测阈值，系统能够自动报警，将可燃气体火灾爆炸事故扼杀在摇篮之中，以此保证海上油田生产、加工人员的生命财产安全。

对于海上油田消防工作来说，火气探测系统要能够实现火灾和可燃气体的全自动监测，同时要能够实现火灾和可燃气体泄漏的自动化报警，同时在检测到火灾和气体泄漏时，能够联动自动灭火系统和阀门将火灾和气体泄漏事故扼杀在发展阶段。系统在中央控制室的屏幕上可以显示全油田各个部位的具体安全状态，同时需要配备远程和现场操作按钮，以保证在自动系统发生故障时手动启动，保证海上油田的安全状态。另外，系统还应能够记录每天各个环节的安全监测状态，从而便于历史数据的调集和灾后的事故调查。

3.2 海上油田火灾自动报警系统

海上油田火灾自动报警系统主要由火灾探测报警器、可燃气体探测报警器、消防主机、火灾报警按钮、消防控制室显示器、消防联动控制系统等构成。其要完成的功能主要为实时探测可能发生的火灾，避免初起火灾进一步发展，进一步引起火灾爆炸事故。例如，位于钻机上的火灾探测系统可以实时准确地探测到最初的火灾和燃料泄漏，同时联动消防灭火系统，实现自动灭火和气体泄漏的应急处理。

3.3 海上油田自动灭火系统

海上油田平台上的灭火系统主要由自动气体灭火系统、自动喷水灭火系统、自动泡沫灭火系统、灭火器、消防给水系统等组成，根据不同位置的具体功能设置相应的自动灭火系统或者灭火装置。例如，电气室自动气体灭火系统；住宅楼厨房的湿式灭火器；自动灭火系统；手动灭火器、消防站和不同类型的便携式灭火器。

4 海上油田智慧消防建设分析

海上油田平台的消防系统是保证油田生产、运营的基础，其不仅能够给工作人员的生命财产安全提供保障，而且还能起到保证油田顺利持久生产的作用。

海上油田风险预警智能系统是根据所研究对象的特点，评价各种风险的实际影响程度，向决策层发出预警信号并提前采取预控对策的系统。因此，要构建智能海上油田预警系统必须先构建评价指标体系，依据评判结果设置各项数据的预警区间，并提出相应对策。具体来说包括以下3 方面。

1）及时预测预警。海上油田平台的智能预警系统需要实现各类风险事故的早期预警，以保证海上油田的顺利生产。系统应该能够实现预测事故发生的可能性、可能造成的危害程度、事故可能持续的时间、解除风险的具体措施、需要调用的消防减灾力量等，以便根据这些信息开展防灾减灾工作。

2）准确及时防灾减灾。预防海上油田事故的发生和及时阻止事故灾害的发展是海上智慧消防系统需要完成的主要工作。系统要能够根据预测预警的结果，实现自动切换生产作业状态，预防事故的发生。例如，当发生管路泄漏时，系统应能够自动切断管路，同时加大泄漏区域的通风力度，防止可燃气体积聚，酿成火灾爆炸事故；当发生火灾事故时，系统应能够根据检测结果定位着火位置，指导火灾自动灭火系统，实现火灾早期的扑救工作。

3）应急辅助决策支持。系统要能根据预测分析的结果，生成具体的灾害解决方案，指导海上油田安全工作人员开展安全工作。对于油田来说，应收集和整理相关历史事故，并邀请专家分析事故，给出不同事故发生时的应急决策，同时对生产生活的各个环节进行安全分析，得出具体位置可能发生的事故和事故的应急解决方案，将决策结果输入智慧消防系统，以便在发生事故时提供相应的指导。