一種長輸管道燃機(jī)箱體消防系統(tǒng)故障處理分析研究

蔡興龍，魏國富，鄭吉慶

（中石油西部管道公司 生產(chǎn)技術(shù)中心，烏魯木齊 830000）

0 引言

迪創(chuàng)X3301火焰監(jiān)測探頭在西氣東輸壓縮機(jī)消防保護(hù)系統(tǒng)被廣泛采用，為機(jī)組在運(yùn)行期間提供火焰監(jiān)測。該火焰探頭布置在燃機(jī)箱體內(nèi)，一般為3個(gè)一組，分別監(jiān)視燃機(jī)箱體內(nèi)前、中、后上下50°范圍內(nèi)是否存在火焰并將火焰信號(hào)通過總線傳送給消防系統(tǒng)主控制器EQP，一旦其中任一個(gè)探頭檢測到火焰，控制器會(huì)立即觸發(fā)消防系統(tǒng)二氧化碳噴射，切斷通風(fēng)系統(tǒng)，機(jī)組停機(jī)。本文對管道用某型壓縮機(jī)消防系統(tǒng)火焰探頭工作機(jī)理及火焰探頭故障的可能原因進(jìn)行探討分析，并介紹某壓氣站機(jī)組在正常運(yùn)行期間，由于Fire Shutdown SDV 報(bào)警引起機(jī)組故障停機(jī)分析處理實(shí)例。

1 迪創(chuàng)消防系統(tǒng)配置概況

西氣東輸每臺(tái)壓縮機(jī)配置一套獨(dú)立的火焰監(jiān)測保護(hù)系統(tǒng)，由迪創(chuàng)公司提供。這套系統(tǒng)能夠獨(dú)立監(jiān)視壓縮機(jī)工作區(qū)域是否存在火焰、可燃?xì)怏w、超溫等情況，一旦檢測到以上異常情況，該系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)觸發(fā)二氧化碳噴射，隔離壓縮機(jī)工作區(qū)域。同時(shí)，通知DCS系統(tǒng)停車，防止設(shè)備損壞，危害進(jìn)一步擴(kuò)散。

消防系統(tǒng)控制器與布置在現(xiàn)場的探頭、聲光報(bào)警設(shè)備、IO板等通過LON總線尋址，現(xiàn)場每個(gè)設(shè)備均設(shè)置有獨(dú)立唯一的撥碼地址，控制器根據(jù)不同的撥碼地址來識(shí)別現(xiàn)場的設(shè)備[1]。

圖1 迪創(chuàng)消防系統(tǒng)配置示意圖Fig.1 Dichuang fire system configuration diagram

迪創(chuàng)消防控制系統(tǒng)配置如圖1所示。

2 迪創(chuàng)3301火焰探頭工作原理

迪創(chuàng)火焰檢測探頭X3301為一款多光譜紅外（IR）火焰探測器，為感光式火焰探測器，它響應(yīng)火焰輻射光譜中波長較長的紅外輻射，探測范圍大、靈敏度高，適用于生產(chǎn)、儲(chǔ)存和運(yùn)輸高度易燃物質(zhì)的危險(xiǎn)場所，對于起火速度快且無煙遮蔽的明火火災(zāi)反應(yīng)尤為靈敏，其探測波段選取在4.35um附近的紅外輻射。因?yàn)樘烊粴狻⒕凭?、汽油等碳?xì)漕愇镔|(zhì)燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的C02氣體，這些熱的C02氣體在4.35um附近的輻射強(qiáng)度最大，而地表由于C02和水蒸氣的吸收作用，太陽光輻射的光譜中位于2.7um和4.35um處的紅外光幾乎不存在。因此，在4.35um波段附近可以最大程度地接收火焰產(chǎn)生的紅外輻射[1]。

為了從日光電弧焊光等干擾源中準(zhǔn)確識(shí)別出火焰信息，迪創(chuàng)3301火焰探頭安裝有3個(gè)集成特定波長濾光片的單通道熱釋電傳感器，用于探測輕質(zhì)或重質(zhì)碳?xì)浠衔锶剂现械幕鹧?，其根?jù)探頭接受到的火焰產(chǎn)生的輻射光強(qiáng)度的大小來判斷火焰的存在與否，受煙霧、閃電、電弧焊等影響較小，抗干擾能力強(qiáng)。其中，一個(gè)傳感器的濾光片中心波長為4.3um～4.5um，用于探測火焰中的紅外輻射，其余的傳感器作為參比通道，選用不同波長的濾光片，用于排除環(huán)境中來自其他紅外輻射的干擾。當(dāng)該火焰探頭發(fā)生故障時(shí)，其產(chǎn)生一個(gè)故障信號(hào)，當(dāng)該探頭檢測到火焰時(shí)，觸發(fā)火焰信號(hào)，此外該火焰探頭具備自動(dòng)Oi測試功能，每分鐘自檢一次，檢查探頭鏡頭清潔度、傳感器的靈敏度和內(nèi)部電子電路功能，如果連續(xù)3次均探測到故障，則探頭將輸出故障信號(hào)給消防主控制器[2]。

3 某次壓氣站消防系統(tǒng)故障詳細(xì)描述

圖2 28FPEV3事件報(bào)警記錄Fig.2 28FPEV3 Event alarm logging

3月14日，西氣東輸某站3#機(jī)組正常運(yùn)行期間，由于Fire Shutdown SDV報(bào)警故障停機(jī)，跳機(jī)時(shí)報(bào)警：Fire and Gas SDV，F(xiàn)ire Shutdown SDV。其中，引起機(jī)組跳機(jī)的直接原因?yàn)榛鹧嫘盘?hào)28FPEV3檢測到火焰觸發(fā)消防系統(tǒng)動(dòng)作，機(jī)組停機(jī)。觸發(fā)事件：3#機(jī)組緊急卸壓停機(jī)，機(jī)組CO2滅火系統(tǒng)啟動(dòng)并釋放。

4 原因分析

根據(jù)EQP火焰觸發(fā)邏輯，單個(gè)火焰探測器報(bào)警、溫升探頭報(bào)警、手動(dòng)釋放CO2按鈕動(dòng)作、CO2管路壓力開關(guān)動(dòng)作，均可直接觸發(fā)消防系統(tǒng)動(dòng)作信號(hào)置位，CO2釋放，機(jī)組停機(jī)，直到控制器收到復(fù)位信號(hào)，系統(tǒng)恢復(fù)。

檢查機(jī)組停機(jī)后報(bào)警記錄，GG箱體3#火焰探測器報(bào)警觸發(fā)火災(zāi)報(bào)警停機(jī)，主回路CO2氣瓶電磁閥動(dòng)作，32s后2#火焰探測器多次報(bào)警，90s時(shí)備用路CO2電磁閥，CO2氣體釋放。CO2氣體釋放邏輯：主路氣瓶電磁閥動(dòng)作后15s內(nèi)，CO2氣體管路上壓力開關(guān)未檢測到壓力信號(hào)時(shí)，啟動(dòng)備用路CO2釋放；或者主氣路電磁閥動(dòng)作后90s，仍檢測到火焰，釋放備用路CO2氣體。

調(diào)取28FPEV3探頭內(nèi)部事件記錄，在跳機(jī)時(shí)，探頭確實(shí)觸發(fā)了火焰報(bào)警（紅色，探頭內(nèi)部時(shí)鐘與FT210時(shí)鐘存在偏差）。同時(shí)，在3#探頭運(yùn)行期間，一直觸發(fā)高紅外背景報(bào)警：Hi Background（黃色），這與3#探頭監(jiān)測方向正對GG排氣高壓渦輪高溫部件直接相關(guān)，同時(shí)，3個(gè)反射鏡面完整性數(shù)值分別在80，89，75，數(shù)值偏低，提示鏡片臟。探頭報(bào)警記錄見圖2。

5 處理過程

1）箱體外觀檢查、確認(rèn)

進(jìn)入箱體內(nèi)進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)燃燒痕跡，箱體內(nèi)無異味，對燃機(jī)各管線、噴嘴、信號(hào)電纜進(jìn)行檢查，均未發(fā)現(xiàn)磨損及損壞。

2）箱體內(nèi)燃料氣管線檢查

現(xiàn)場對燃料氣管線法蘭、引壓管線、燃料氣歧管、噴嘴軟管等接頭、密封點(diǎn)進(jìn)行檢查緊固，未發(fā)現(xiàn)松動(dòng)部位，排除燃料氣泄漏可能。

3）盤車檢查燃料氣系統(tǒng)

機(jī)組盤車測試，盤車期間作業(yè)人員對燃料氣噴嘴、燃燒室孔探孔、高壓引氣等部位進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。

4）啟機(jī)排查

為進(jìn)一步排查機(jī)組運(yùn)行時(shí)箱體內(nèi)情況，起動(dòng)機(jī)組，點(diǎn)火完成后對機(jī)組不同工況進(jìn)行測試，未發(fā)現(xiàn)異常。

6 結(jié)論

1）目前可以排除的原因：EQP系統(tǒng)及回路工作不正?；蚋蓴_引起。

2）機(jī)組消防系統(tǒng)動(dòng)作直接原因?yàn)椋?#火焰探頭觸發(fā)了火焰報(bào)警。

3）火焰探頭為什么會(huì)觸發(fā)火焰報(bào)警：從現(xiàn)場排查的情況來看，跳機(jī)時(shí)GG箱體內(nèi)真實(shí)著火的可能性很小，如果跳機(jī)時(shí)GG箱體內(nèi)確實(shí)發(fā)生了引起火災(zāi)的事件如：滑油泄漏噴射到GG排氣高溫段引起著火、燃料岐管發(fā)生泄漏、GG高溫部件本體泄漏等，這些不可逆的事件必須通過人為干預(yù)才能恢復(fù)到正常狀態(tài)，在沒有采取任何措施的情況下機(jī)組再次測試時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)異常，沒有觸發(fā)火焰報(bào)警，消防系統(tǒng)也沒有再次動(dòng)作，基本可以排除以上情況。同時(shí)，在對機(jī)組進(jìn)氣道濾芯、進(jìn)氣道、進(jìn)氣室檢查沒有發(fā)現(xiàn)濾芯破損等異常，基本排除了外物進(jìn)入引起燃燒的可能。

4）火焰探頭更有可能為誤報(bào)警，原因：

a）探頭監(jiān)測的視野范圍為高紅外背景干擾源，增加誤報(bào)的可能。

b）光學(xué)完整性監(jiān)測值偏低，鏡片臟，增加誤報(bào)的可能；3個(gè)反射鏡面完整性數(shù)值分別在80，89，75，數(shù)值偏低。

c）探頭自身的原因：紅外監(jiān)測火焰本身就存在誤報(bào)的可能，太陽光、燈光、高速氣流、光完整性不夠等都可能引起探頭誤報(bào)警，三鏡頭迪創(chuàng)3301火焰探頭比單鏡頭誤報(bào)的可能性更低，但不代表完全不會(huì)誤報(bào)警。

7 總結(jié)

1）清理GG箱體內(nèi)探頭鏡片，使其恢復(fù)到正常狀態(tài)。

2）定期對火焰探頭鏡片進(jìn)行清理，定期檢查火焰探頭安裝固定螺栓是否有松動(dòng)、銹蝕，振動(dòng)會(huì)影響探頭工作性能，發(fā)現(xiàn)及時(shí)處理。

3）盡量不要對探頭進(jìn)行拆卸，一般情況下其本身不需要人為對其進(jìn)行維護(hù)。