火气系统介绍
固定式可燃气体报警系统
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全量程及满量程的名词解释
全量程是指仪器从最小值到最大值的测量范围，可 燃气体报警控制器的测量范围是0-100LEL%。
满量程的英文全称为：full scale，简称FS，仪器 都有个测量范围，从其能测得最小值到最大值，满量程 指最大值，如1.6MPa压力表表盘刻度0~1.6MPa则其满量 程1.6MPa，多数可燃气体报警控制器的最大值显示值为 “100”，则可燃气体报警控制器的满量程为”100”. 有的仪器为两位半的显示值，最大显示数值到“99.9” ，则该仪器的满量程为“99.9”。
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催化燃烧式传感器工作原理
相应升高，从而使平衡电桥失去平衡，输出一个与可燃 气体浓度成正比的电信号。通过测量铂丝的电阻变化的 大小，就知道可燃性气体的浓度。。 催化燃烧式传感器属于高温传感器，催化元件的检 测元件是在铂丝线圈上包以氧化铝和粘合剂形成球状， 经烧结而成，其外表面敷有铂、钯等稀有金属的催化层 ，其结构如图所示：
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可燃气体报警系统介绍
度越高，电信号越强，当气体浓度达到或超过报警控制 器设置的报警点时，报警器发出报警信号，并可将信号 输出通过PLC系统上传至上位机上，显示实时工作状态 ，以提醒工作人员采取安全措施，排除隐患。 为了防患于未然，采用性能可靠的可燃气体检测报警 装置严密监测工艺装置或储运设施环境中可燃气体的浓 度，确保安全生产，防止发生爆炸、火灾事故，起到提 前预防的功效，并将事故控制在事故发生率最低的情况 下。所以说它是保证生产和人身安全的重要仪器，广泛 用于石油化工、油库等散发可燃气体、可燃蒸气的场所 进行气体泄漏的检测和报警。
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传感器的使用寿命
常用的气体探测器使用寿命如下： 电化学式：1~2年、催化燃烧式：3~4年、红外线式：不 小于5年。气体探测器的选用，应综合考虑气体的物性、腐 蚀性、探测器的适应性、稳定性、可靠性、检测精度、环 境的影响及使用寿命，并根据探测器安装场所中的各种气 体成份的交叉反应和制造厂提供的仪表抗交叉影响的性能 ，选择合适的探测器。各类气体传感器都具有一定的使用 年限。一般来讲，催化燃烧式传感器的寿命较长，一般可 以使用3年左右；光电化学特定气体传感器的寿命相对短一 些，一般在一年到两年；氧气传感器的寿命最短，大概在 一年左右（电化学传感器的寿命取决于其中电解液的干涸, 所以如果长时间不用，将其密封放在较低温度的环境中可 以延长一定的使用寿命）。要尽可能在传感器的有效期内 使用，一旦失效及时更换。
惰气发生器火气与CO2系统介绍
HD-2801 UA-2550 SD-2802
10 K 1.8 K
HARDWIRED
STATUS & CONTROL PANEL
F&G SYSTEM
FIRE DETECTION ALARM FPSO-X-831
CO2 RELEASED ALARM FPSO-X-831
FIRE DETECTION ALARM FPSO-X-832
BZ25-1油田
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惰气发生器ESD逻辑(火气与CO2系统部分)
DEVICE I.D.
FPSO-X-832
FUNCTION PERFORMED
AAH-2911
SD0 SD1 SD2
SD3
SD4
AAHH-2911 SDX
SD3
UA-2550
SD0 SD1 SD2
SD3
SD4
UA-2551
SD0 SD1 SD2
RESERVE 832 MAIN 832
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惰气发生器CO2系统硬件 N2引导气瓶
PUSH TO FIRE PULL PIN
引导气出
压力口 表 N2 瓶
BZ25-1油田
复位旋钮 电磁阀
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惰气发生器CO2系统硬件 CO2气瓶 N2引导气管线
○
释放手柄
58 BAR/21℃
BZ25-1油田
锁定销
CO2释放管线
BZ25-1油田
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惰气发生器CO2系统硬件 中央控制盘CCP-0050
BZ25-1油田
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惰气发生器CO2系统硬件 CO2状态&控制盘
状态指示灯 控制按钮
BZ25-1油田
选择开关
大惰气控制盘
海上平台火气系统
海上平台火气系统(FGS)---深圳市行健自动化系统有限公司[肖昊]一、摘要火气系统是用于监控火灾和可燃气及毒气泄漏事故并具备报警和一定灭火功能的安全控制系统。
控制系统的核心一般为AB／HIMA／ICS／TRICON等高性能PLC，现场有火焰探测器，感烟探头，感温探头，手动火灾报警按钮，灭火系统，可燃气探测器，毒气探测器等。
由此组成的一个完整的火灾和气体泄漏报警控制系统。
二、概述火灾和气体报警系统(F／G)功能是在火灾和可燃性气体泄漏以及毒气泄漏的情况下，能准确探测火灾和气体泄漏的程度和事故地点，触发相关的广播和声光报警设备，并且根据事故发生的严重性等级而确定报警和关断输出等级，从而控制和避免灾难的发生，以防止对生产设备和人员的伤害及对环境的影响等，因而控制系统本身设计必须遵循故障安全（Fail to Safe）的原则，整个系统的硬件和软件的可靠性要求都很高。
火气系统有一个可靠性评价指标SIL(系统安全等级)，一般要求SIL2以上，现在中海油建造的新平台都要求SIL3，对寻址盘要求有SIL2。
陆地设施的系统SIL要求可能相对低一些(LNG 类除外)，有的甚至仅仅安装火灾报警盘用于火灾检测，然后再添加一套气体报警盘用于可燃或毒气报警，不涉及SIL的要求。
从事火气系统现场设备的厂家有：GM／DET-TRONICS ／ATROSAFE／APOLLO／MEDC.......三、系统构成海上平台火气系统根据平台的特性一般分为两个部分：生活区和生产区，生活区内部为安全区域，对现场的产品一般没有特殊要求，设备种类一般涉及烟感，温感，手动火灾报警按钮，可燃气探头和毒气探头等；生产区一般为防爆区域，对现场设备有很高的要求，一般都需要防爆防雨，涉及的现场设备有火焰探头，可燃气探头，毒气探头，手动火灾报警按钮等。
系统的控制核心分为两种结构：点到点式火气系统(PLC)和点到点(PLC)+寻址盘(ADD)对于小型平台来说，一般生活区的烟温感和手动报警按钮跟可燃气探头，火焰探头，室外手动火灾报警按钮等一起接入到控制器(一般为PLC)的IO模块，形成一个点到点的火灾和气体报警控制系统。
3-火气系统(F&GS)
由于和世界的接轨，国家对安全生产越来越重视， 同样对安全生产的要求越来越高，
概述 必要性 系统特点 系统功能
现代化的生产需要不仅对人员和装置负责，也需要对环境负责，
这就要求及时，可靠，可用的控制系统进行监测和保护，
将可能的事故及早消除或将已经发生的事故造成的影响最小化。 而火气系统则是对整个生产安全最直接的保证。
可以根据生产装的实际情况 设计适合当前生产管理的逻 辑控制程序，大量的信息可 以通过简单画面进行现场显示
实用性
与传统方式比较 具有ms级响应，能够及
系统组成 系统构成示意图
实时性
扩容性
时将各类事件显示在操 作站或监控站
基于PLC技术，具有大容 量、模块化构架，便于扩 容；灵活的组态软件可根 据现场工艺要求进行扩容
越的故障判断功能，充分满足高危险区对火气探测的独特要
求。
与传统方式比较
系统组成 系统构成示意图
概述
基于计算机技术、控制技术和通讯技术； 将现场所有用于检测火焰（灾）、感烟、感温、气体泄漏的 探测器、报警器和阀门等控制设备集成一体组成系统；
概述 必要性 系统特点 系统功能
将各个区域的探测情况集中采集，实现声光报警和逻辑控制， 完成对消防系统的就地释放；
19英寸机架 RQ-03
入柜式 3U
直流电源箱
标准2U盘装，不含电池，需另配 两种规格：DC24V/10A DC24V/20A
系统构成示意图
概述 必要性 系统特点 系统功能
与传统方式比较
系统组成 系统构成示意图
系统构成示意图
概述 必要性 系统特点 系统功能
与传统方式比较
系统组成 系统构成示意图
火控系统介绍
实用性：可以根据生产装置的实际情况设计适合当前生产管理的逻辑控 制程序，也可以随着以后工艺流程的变化进行组态修改，而不用增加不必要 的硬件成本。大量的信息可以通过简单的画面进行现场显示，同时各种历史 记录和数据能够进行存储和上传。
扩容性：基于PLC的技术在以后生产装置进行扩容时，其大容量、模块 化构架可以满足增加容量的要求，同时可以方便对现场的监控构架进行组态 和修改。
基本概念以及相关知识
四、 系统功能：
数据采集 采集现场探测器上传来的信号与数据。 数据查询 能够提供实时记录、历史记录、历史曲线的查询等功能。 实时显示 迅速显示各个探测器的状态（浓度显示，火警、故障、高报、 低报状态显示等） 分区报警 按照现场的实际情况，分区显示报警状态。 自检功能 具有故障自诊断的能力，能及时报出线路短路、开路、接地等 故障状态，并能在显示屏上显示。 可靠的保护 内置防雷保护设施，抗电脉冲、射频骚扰及电磁场辐射。 通讯接口 可以通过RS232、RS485两种方式向其它PLC、DCS等系统 输出数据。
火灾报 警装置
• 火灾报警控制器---PLC • 图形显示装置----DCS 操作站 • 火灾显示盘---F&G Panel / DCS 操作站
• 火灾报警联动系统---FPS/DCS/声光报警系统
联动控 • 自动喷淋灭火系统---消防泵/Deluge System/水帘系统 制装置 • 气体灭火系统---CO2系统 (生产工艺处理范畴)
基本概念以及相关知识
内容简介
一、基本概念以及相关知识 二、系统构成及原理 三、现场设备概况介绍 四、触发逻辑及关联系统简绍
系统构成及原理
一、工作原理
系统构成及原理
海洋平台HIMA火气系统结构与原理
HIMA系统一、概述HIMA厂家生产的HIQuad系统分为H41Q和H51Q系统，它们根据其安全性及可用性分为3类：1、MS: MONO Safety-related System (单一配置的安全系统)，系统的CPU、I/O卡件不冗余。
结构图：现场传感器将安全相关的信号传送给单一的配置的输入模块，经过输入模块的处理，再将输入信号经输入输出总线即IO BUS进入CU模块，经过CU模块的运算处理，将结果通过IO BUS传送给单一配置的输出模块，最后输出到现场执行机构。
2、HS: High Availability Safety-related System (有较高使用性的安全系统)，系统CPU冗余，I/O 卡件不冗余。
结构图：现场传感器将安全相关的信号传送给单一配置的输入模块，经输入模块的处理，再将输入信号通过IO BUS传递给冗余配置的CU模块，经过CU模块的运算处理，将结果通过IO BUS传给单一配置的输出模块，最后输出到现场执行机构。
3、HRS: Highly Recommended Safety-related System (强力建议使用的安全系统)，系统的CPU、I/O卡件全冗余。
结构图：现场的传感器将安全相关的信号传递给冗余配置的输入模块，经输入模块的处理后，将输入信号经各自的IO BUS传递给冗余配置的CU模块，经CU模块处理运算后，通过各自的IO BUS传递给冗余配置的输出模块，最后输出结果并联叠加到现场的执行机构。
其中H41Q最多能带13块I/O卡件，如果做成冗余系统只能做6对冗余，且是左右冗余；H51Q系统主机架最多可带16块子机架，如果做成冗余系统可以实现8对子机架上下冗余。
二、系统硬件介绍平台上使用的HIMA的系统为H51Q-HRS系统，CU及I/O卡件的全冗余大大提高了安全系统的可靠性。
平台上的HIMA H51Q-HRS系统包含一个电源分配单元，一个主机架和八个子机架，其中八个子机架两两冗余。
海洋石油117火气系统讲解
? FACP（火气控制盘）再把关断信号通过硬线直接送到 ESD系 统
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火灾报警控制系统
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火灾报警控制系统
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火灾报警控制系统
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火灾报警控制系统
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火灾报警控制系统
Repeater only for hull
3、镜片内部结水雾，打开后吹扫干净，再重新测试。
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可燃气探头
可燃气探头 (开路)
型号： 2104N4011(5~40m) 2104N4021(40~120m)
量程范围:0~4 LEL m
通过发射、接收红外线来实现探测可燃气浓 度
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可燃气探头
开路式可燃气探头主要分布在 topside 和主甲板。 维护保养分为6M \1Y的PM ，PM主要是通过标准样气来标定可燃 气探头，使其工作正常。 做PM时，提前准备好工具，标准样气等，开好工单，把可燃气探 头打旁通后再对探头进行做测试工作。此工作必须两人进行，同 时确认位号正确后，和中控联系，得到许可后才能开始工作。 主要故障：1、对焦不准，中控报PV-BAD ， 利用望远镜重新对 焦 2、镜头脏，擦拭干净 3、发射端出现故障，更换相应的部件
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可燃气探头
可燃气探头（点式） 量程范围是爆炸下限的0-100% (LEL) 20% LEL - Alarm 40% LEL - Shutdown Vote (2ooN)
2ooN 指的是在同一个区域里至少有两个探头同时 高报才能触发.
可燃气探头（开路） 量程范围 ：0-5.0 LEL m for 0-100% signal 1.0 LEL m = 20% Full Scale - Alarm 2.0 LEL m = 40% Full Scale - Shutdown Vote (2ooN)
火气控制系统
主要特点 •总线制、 智能化 总线制、 •模件式组合系统 •强大的联动程序编写功能 强大的联 •集成消防电话和紧急广播系统 •提供手动和自动操作 •可以连接到网络，适合的特大 可以连接到网络， 的建筑或分布式的 式的建筑安排 的建筑或分布式的建筑安排
F&GS 火气控制系统 火气控制系统
（三）警报装置： 警报装置：
（2）手动 ）手动CO2气体释放按钮 气体释放按钮 用手动方式产生CO2报警信号、 用手动方式产生CO2报警信号、 报警信号 启动CO2自动报警系统的器件 产生公用系统关断。 自动报警系统的器件。 启动CO2自动报警系统的器件。产生公用系统关断。 如图，一般CO2手报站是黄色， 手报站是黄色 如图，一般CO2手报站是黄色，使用 时打碎表面玻璃。 时打碎表面玻璃。 （3）弃平台手动站 ） 用手动方式产生弃平台报警信号、 用手动方式产生弃平台报警信号、 启动启动自动报警系统的器件。产生1级关断。 启动启动自动报警系统的器件。产生1级关断。 如图，一般CO2手报站是黄色， 手报站是黄色 如图，一般CO2手报站是黄色，使用 时打碎表面玻璃。 时打碎表面玻璃。
F&GS 火气控制系统 火燃气体探测器采用的基于微处理器 的点红外式探头。 的点红外式探头。点红外式可燃气体 探头测量的原理是： 探头测量的原理是：探头测量两个波 长上的红外线的强度； 长上的红外线的强度；一个是吸收波 一个是非吸收波长， 长，一个是非吸收波长，通过比较这 两个参数， 两个参数，连续地监测可燃气体的浓 并输出4~20mA的信号。可燃气 的信号。 度，并输出 的信号 体探测器的低限报警设定为20%，高 体探测器的低限报警设定为 ， 限报警设定50%。 限报警设定 。
B、手报站 （1） 手动火灾报警按钮
用手动方式产生火灾报警信号、 用手动方式产生火灾报警信号、 启动火灾自动报警系统的器件。产生2级关断。 启动火灾自动报警系统的器件。产生2级关断。 红色， 如图，一般火灾手报站是红色 如图，一般火灾手报站是红色，使用 时打碎表面玻璃。 时打碎表面玻璃。
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F&GS与传统报警方式的比较
F&GS 传统报警方式（盘柜）
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冗余或3重冗余，可靠性高 有容错能力，误动作少 安装简便 可以和DCS或其它系统通讯， 上传数据速度快 柜间线少 可在计算机画面显示，弹出式 显示，观察方便 有安全认证 自诊断功能，维修方便 一次性投入高，扩容和维护费 用低
• 现代化安全管理的现实需要
由于现在的工业生产自动化的程度越来越高，安 全管理也需要及时、准确、掌握各种和安全有关 的信息。原来各自独立的传统报警方式已不能满 足安全管理的需要。
F&GS的技术特点
• • 可靠性：根据系统安全等级的要求选用安全PLC作为火气系统的控制器，各 关键部分通过冗余设计，其性能可以达到SIL2或SIL3等级。 实时性：具有SIL2和SIL3等级认证的安全PLC可以做到ms级响应，能够及时 的在操作站和矩阵盘等设备上显示现场报警信息，并且SOE(事件记录)的分 辨率也同样很高。 兼容性：可以根据生产装置的实际情况把检测火焰、烟感、温感、可燃气、 毒气及手动报警信号（4－20mA两线/三线，开关量）进行灵活组合。通过 RS485、硬接线或工业以太网等方式同DCS和ESD等系统通信，形成全厂的 管理系统。 可用性：可以根据生产装置的实际情况设计适合当前情况的逻辑程序，以后 的工艺流程如果有所变化，可以很方便的进行修改组态，而不用增加不必要 的硬件成本。大量的信息可以通过简单的画面进行现显示，同时各种历史记 录和数据能够进行存储和上传。 扩容性：基于PLC的技术在以后生产装置进行扩容时，其大容量控制器可以 满足通常的点式增加，同时也可以方便对现行的监控构架进行组态和修改。
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无冗余，可靠性差 无容错能力，误动作多 安装复杂，工作量大 通常不能和DCS等系统通讯， 即使可以通讯，速度慢 需要大量的柜间硬接线 多个盘面显示方式，观察不方 便 无安全认证 需要频繁维护 一次性投入高，扩容和维护费 用高
典型火气系统结构图火气系统的构成
火气系统（F&G S）是指由火焰检测，可燃、有毒气体气体检测，烟、热检 测，各种现场的报警输入（手报）输出（灯，喇叭，释放按钮灯）等子系统 所集成的完整系统，可以对工厂内的工艺装置，公用工程，油品储运以及操 作和办公场所进行综合的监控和消防联动。 火气系统可由以下部分灵活的构成： . 火焰检测 . 气体检测 . 火灾盘 . 声光报警 . 手动按钮 . 防火门控制 . 通风管控制 . 二氧化碳释放及消防喷淋控制
火气系统的必要性
• 现代化安全生产的现实需要
由于和世界的接轨，国家对安全生产越来越重视， 同样对安全生产的要求越来越高，现代化的生产 需要不仅对人员和装置负责，也需要对环境负责， 这就要求及时，可靠，可用的控制系统进行监测 和保护，将可能的事故及早消除或将已经发生的 事故造成的影响最小化。而火气系统则是对整个 生产安全最直接的保证。