火氣系統(tǒng)-課件

火氣系統(tǒng)

高鵬火氣系統(tǒng)

高鵬一、引言：

火災(zāi)、有毒氣體泄漏、可燃氣體爆炸這是當前各個生產(chǎn)單位都面臨的安全問題，這些都直接威脅到職工身體健康和生產(chǎn)裝置的安全，而且隨著國家和各行業(yè)對安全生產(chǎn)越來越重視，對安全生產(chǎn)的要求也越來越高，為了保證人員和設(shè)備的安全，這就需要一個及時、準確、可靠的控制系統(tǒng)對現(xiàn)場危險因素進行檢測和保護，將可能的事故及早消除對已發(fā)生的事故使損失降到最低，顯然傳統(tǒng)的火災(zāi)報警方式-火災(zāi)控制盤無論從可靠性、適用規(guī)模、接口的靈活性上顯然已經(jīng)不能滿足要求，而衍生出的火氣系統(tǒng)就是對安全生產(chǎn)最直接的保證。一、引言：二、什么是火氣系統(tǒng)用于監(jiān)控火災(zāi)和可燃有毒氣體泄露事故并具備報警和一定滅火功能的安全控制系統(tǒng)。火氣系統(tǒng)能準確探測火災(zāi)和氣體泄漏的程度和事故地點，觸發(fā)相關(guān)的廣播和聲光報警設(shè)備，并且根據(jù)事故發(fā)生的嚴重性等級而確定報警和消防設(shè)備控制器輸出等級，從而控制和避免災(zāi)難的發(fā)生，以防止對生產(chǎn)設(shè)備和人員的傷害及對環(huán)境的影響。二、什么是火氣系統(tǒng)三、火氣系統(tǒng)的特點：1、基于計算機技術(shù)、控制技術(shù)和通訊技術(shù)（3C技術(shù)），將現(xiàn)場所有用于檢測火焰（災(zāi)）和氣體泄漏的探測器和報警器，感煙探測器，感溫探測器并聯(lián)動消防設(shè)備組成的一個監(jiān)控系統(tǒng)；2、火氣系統(tǒng)是一個安全控制系統(tǒng)；3、火氣系統(tǒng)接口靈活能將實時的火警信息與DCS、SIS及企業(yè)應(yīng)急管理中心通信，也能與地方消防部門進行信息共享和聯(lián)動；4、火氣系統(tǒng)具有獨立性；5、界面友好，圖形化顯示，報警點位置明確。三、火氣系統(tǒng)的特點：6、火氣系統(tǒng)與傳統(tǒng)盤裝報警器的對比：火氣系統(tǒng)傳統(tǒng)報警器（火災(zāi)控制盤）可靠性冗余設(shè)計，系統(tǒng)安全等級可達SL2、SL3傳統(tǒng)PLC，無冗余設(shè)計，可靠性差使用性能界面友好，報警信息實時性高，報警位置可圖形化顯示簡單的燈或鈴，需人工干預(yù)安裝多采用總線方式，電纜少，易擴容采用點-點硬接線，線路施工工程量大接口接口靈活可與當今主流DCS、ESD通信，數(shù)量傳輸量大，實時性高僅能通過硬線與DCS、ESD聯(lián)動數(shù)據(jù)傳輸量小費用一次投資大，后期擴容、維護成本低一次投資低，后期擴容、維護成本高監(jiān)控范圍監(jiān)控范圍廣，可以將各個區(qū)域的子系統(tǒng)連接成一個裝置的總系統(tǒng)監(jiān)控范圍小，一般為一個區(qū)域或獨立的裝置6、火氣系統(tǒng)與傳統(tǒng)盤裝報警器的對比：火氣系統(tǒng)傳統(tǒng)報警器（火災(zāi)三、火氣系統(tǒng)設(shè)計及施工的規(guī)范行文件及依據(jù)－GB50183石油和天然氣工程設(shè)計防火規(guī)范；

－GB50058爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范；

－GB3836.1爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第1部分：通用要求；

－GB50116火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范；

－SH3063石油化工企業(yè)可燃氣體和有毒氣體檢測報警設(shè)計規(guī)范；

－IEC615508電氣/電子/可編程電子安全系統(tǒng)的功能安全性；

－IEC61511-1結(jié)構(gòu)、定義、系統(tǒng)、硬件和軟件要求等。

三、火氣系統(tǒng)設(shè)計及施工的規(guī)范行文件及依據(jù)四、火氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)組成1、安全控制系統(tǒng)A、控制器、電源、通信采用冗余容錯結(jié)構(gòu)（TMR三重模件冗余容錯）B、具有完善的自診斷測試功能，包括硬件（控制器、I/O模塊、電源）和系統(tǒng)軟件，并支持卡件熱插拔和在線程序修改下裝C、控制系統(tǒng)安全等級達到SIL3（事故經(jīng)常發(fā)生，環(huán)境、人員、經(jīng)濟嚴重受損）D、系統(tǒng)為故障安全型

四、火氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)組成2、檢測單元

氣體檢測A、可燃氣體檢測系統(tǒng)B、有毒氣體檢測系統(tǒng)

火情檢測A、火焰探測器系統(tǒng)B、感溫探測器C、感煙探測器

火災(zāi)探測器的選擇

根據(jù)介質(zhì)燃燒過程和燃燒時的特征進行選擇2、檢測單元3、聯(lián)動輸出單元1、聲光報警器2、消防水滅火系統(tǒng)3、氣體滅火系統(tǒng)4、消防泡沫滅火系統(tǒng)5、防火卷簾門、窗4、輔助單元1、工業(yè)電視系統(tǒng)2、廣播對接系統(tǒng)3、聯(lián)動輸出單元火氣系統(tǒng)-課件四、火氣系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)

可根據(jù)裝置大小設(shè)置一個或多個獨立的FGS系統(tǒng)，并通過冗余的串行通訊（MODBUSRS485/232)與各自的DCS、SIS進行通訊，各裝置控制室內(nèi)的火氣系統(tǒng)HMI上可以查看報警信息;操作臺與FGS系統(tǒng)硬線連接，現(xiàn)場發(fā)生火災(zāi)或氣體檢測超標時，操作臺有相應(yīng)的聲光報警，操作人員可根據(jù)現(xiàn)場情況進行人工干預(yù)。每套FGS均配置冗余的以太網(wǎng)接口，通過光纖連接至冗余的FGS中央交換機。設(shè)置在公司緊急響應(yīng)中心以及消防支隊的HMI上位機通過以太網(wǎng)與各個FGS系統(tǒng)進行通訊，實時顯示各個檢測元件的報警狀態(tài)，實行全廠的集中監(jiān)控，以提高對緊急事件作出快速及時的響應(yīng)和處理的能力?，F(xiàn)場檢測單元和執(zhí)行單元可根據(jù)執(zhí)行器類型選擇總線型和I/O點對點型，原則上控制消防設(shè)備的聯(lián)鎖輸出采用硬線連接。四、火氣系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)火氣系統(tǒng)-課件二、工程案例

川氣東送是我國繼西氣東輸工程后又一項天然氣遠距離管網(wǎng)輸送工程，天然氣輸送存在易燃易爆、易H2S中毒等危險，沿途各輸氣站設(shè)置了火災(zāi)報警系統(tǒng)，下面我們就以武漢站為例分析一下火氣系統(tǒng)的構(gòu)成及運行。1、系統(tǒng)構(gòu)成

武漢站的火氣系統(tǒng)主要包括：火災(zāi)控制器、尋址盤、I/O模塊、通訊接口、可燃氣體檢測系統(tǒng)、H2S檢測系統(tǒng)、火情探測系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、消防水滅火系統(tǒng)、泡沫滅火系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：二、工程案例火氣系統(tǒng)-課件

2、系統(tǒng)運行原理

A、氣體檢測器的輸出信號為4～20mA，直接接入系統(tǒng)的模擬量輸入卡，并通訊至DCS對裝置重點區(qū)域的可燃氣體或有毒氣體濃度進行實時監(jiān)控。同時在邏輯中實現(xiàn)氣體濃度超限報警、斷路和短路報警、以及校驗狀態(tài)指示。B、手動報警、消火栓按鈕、壓力開關(guān)、流量開關(guān)、消防泵運行狀態(tài)等，正常時均處于斷開位置，報警時才會閉合?？刂破鳈z測報警、短路和斷路的狀態(tài)，并給出相應(yīng)的報警信息。C、

根據(jù)火警信息和火警級別FGS輸出包括報聲光報警器、語音廣播、消防回路控制電磁閥及逃生系統(tǒng)，正常時上述設(shè)備均處于不得電狀態(tài)D、位于調(diào)控中心的HMI上顯示報警信息并通過工業(yè)電視系統(tǒng)調(diào)處事故點情況，由應(yīng)急中心進行緊急處理，并執(zhí)行關(guān)斷聯(lián)鎖；位于地方消防支隊的HMI上顯示報警，包括燃燒介質(zhì)、泄露介質(zhì)，通過工業(yè)電視系統(tǒng)觀察火點情況，提早準備，制定滅火方案2、系統(tǒng)運行原理

FGS中的DO輸出包括報警燈、報警喇叭、電磁閥等，正常時上述設(shè)備均處于不得電狀態(tài)，為了保證其在需要時能正常動作，系統(tǒng)采用SDO（SupervisedDigitalOutput）卡件來驅(qū)動此類設(shè)備。SDO卡件能夠不斷地對輸出回路進行檢測，以判斷回路是否處于健康狀態(tài)，輸出回路負載的失效將會觸發(fā)相應(yīng)的系統(tǒng)報警，并給出對應(yīng)的故障通道。

3、系統(tǒng)施工注意事項1、現(xiàn)場設(shè)備應(yīng)進行必要的防水防塵措施；2、室內(nèi)煙氣檢測、溫度檢測多為埋管敷設(shè)，要保證埋設(shè)管道的連續(xù)性，并做好隱蔽記錄；3、現(xiàn)場總線采用屏蔽雙絞線，接地系統(tǒng)要完善；4、現(xiàn)場設(shè)備的安裝A、氣體檢測安裝高度要依據(jù)被測氣體的密度；如測試甲烷、氫氣探頭要高于被測點；硫化氫要低于被測點B、火焰探測器被測范圍內(nèi)應(yīng)無明顯障礙物

FGS中的DO輸出包括報警燈、報警喇叭、電磁閥等，正常時上討論

1、火氣系統(tǒng)設(shè)置成故障安全型還是普通型觀點1：故障安全型

優(yōu)點：系統(tǒng)故障，設(shè)備處于安全受控狀態(tài)

缺點：因存在SIS系統(tǒng)保護，聯(lián)鎖的釋放會影響裝置的正常運行觀點2：普通型

優(yōu)點：系統(tǒng)故障時，僅發(fā)出故障報警，聯(lián)動需要人工干預(yù)，不自動觸發(fā)現(xiàn)場聯(lián)動消防設(shè)備，不會產(chǎn)生誤動作

缺點：系統(tǒng)故障時，將無法起到保護作用討論2、火氣系統(tǒng)獨立性

現(xiàn)在國內(nèi)大部分裝置不設(shè)獨立的火氣系統(tǒng)，往往是通過SIS或DCS實現(xiàn)對火氣系統(tǒng)的監(jiān)控。下圖是一個典型的過程工業(yè)安全防護層，其中火氣系統(tǒng)與SIS系統(tǒng)平行位于安全控制層，當SIS系統(tǒng)失效時，它仍能夠?qū)怏w泄漏和火情進行檢測，并驅(qū)動消防設(shè)施進行救護，指導(dǎo)人員逃生，還是很有必要獨立設(shè)置的。2、火氣系統(tǒng)獨立性總結(jié)

在裝置越來越大型化、安全生產(chǎn)越來越嚴格化、控制管理越來越集中化的背景下，火氣系統(tǒng)完全可以勝任現(xiàn)場安全生產(chǎn)的要求?？偨Y(jié)謝謝！謝謝！火氣系統(tǒng)

高鵬火氣系統(tǒng)

高鵬一、引言：

火災(zāi)、有毒氣體泄漏、可燃氣體爆炸這是當前各個生產(chǎn)單位都面臨的安全問題，這些都直接威脅到職工身體健康和生產(chǎn)裝置的安全，而且隨著國家和各行業(yè)對安全生產(chǎn)越來越重視，對安全生產(chǎn)的要求也越來越高，為了保證人員和設(shè)備的安全，這就需要一個及時、準確、可靠的控制系統(tǒng)對現(xiàn)場危險因素進行檢測和保護，將可能的事故及早消除對已發(fā)生的事故使損失降到最低，顯然傳統(tǒng)的火災(zāi)報警方式-火災(zāi)控制盤無論從可靠性、適用規(guī)模、接口的靈活性上顯然已經(jīng)不能滿足要求，而衍生出的火氣系統(tǒng)就是對安全生產(chǎn)最直接的保證。一、引言：二、什么是火氣系統(tǒng)用于監(jiān)控火災(zāi)和可燃有毒氣體泄露事故并具備報警和一定滅火功能的安全控制系統(tǒng)。火氣系統(tǒng)能準確探測火災(zāi)和氣體泄漏的程度和事故地點，觸發(fā)相關(guān)的廣播和聲光報警設(shè)備，并且根據(jù)事故發(fā)生的嚴重性等級而確定報警和消防設(shè)備控制器輸出等級，從而控制和避免災(zāi)難的發(fā)生，以防止對生產(chǎn)設(shè)備和人員的傷害及對環(huán)境的影響。二、什么是火氣系統(tǒng)三、火氣系統(tǒng)的特點：1、基于計算機技術(shù)、控制技術(shù)和通訊技術(shù)（3C技術(shù)），將現(xiàn)場所有用于檢測火焰（災(zāi)）和氣體泄漏的探測器和報警器，感煙探測器，感溫探測器并聯(lián)動消防設(shè)備組成的一個監(jiān)控系統(tǒng)；2、火氣系統(tǒng)是一個安全控制系統(tǒng)；3、火氣系統(tǒng)接口靈活能將實時的火警信息與DCS、SIS及企業(yè)應(yīng)急管理中心通信，也能與地方消防部門進行信息共享和聯(lián)動；4、火氣系統(tǒng)具有獨立性；5、界面友好，圖形化顯示，報警點位置明確。三、火氣系統(tǒng)的特點：6、火氣系統(tǒng)與傳統(tǒng)盤裝報警器的對比：火氣系統(tǒng)傳統(tǒng)報警器（火災(zāi)控制盤）可靠性冗余設(shè)計，系統(tǒng)安全等級可達SL2、SL3傳統(tǒng)PLC，無冗余設(shè)計，可靠性差使用性能界面友好，報警信息實時性高，報警位置可圖形化顯示簡單的燈或鈴，需人工干預(yù)安裝多采用總線方式，電纜少，易擴容采用點-點硬接線，線路施工工程量大接口接口靈活可與當今主流DCS、ESD通信，數(shù)量傳輸量大，實時性高僅能通過硬線與DCS、ESD聯(lián)動數(shù)據(jù)傳輸量小費用一次投資大，后期擴容、維護成本低一次投資低，后期擴容、維護成本高監(jiān)控范圍監(jiān)控范圍廣，可以將各個區(qū)域的子系統(tǒng)連接成一個裝置的總系統(tǒng)監(jiān)控范圍小，一般為一個區(qū)域或獨立的裝置6、火氣系統(tǒng)與傳統(tǒng)盤裝報警器的對比：火氣系統(tǒng)傳統(tǒng)報警器（火災(zāi)三、火氣系統(tǒng)設(shè)計及施工的規(guī)范行文件及依據(jù)－GB50183石油和天然氣工程設(shè)計防火規(guī)范；

－GB50058爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范；

－GB3836.1爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第1部分：通用要求；

－GB50116火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范；

－SH3063石油化工企業(yè)可燃氣體和有毒氣體檢測報警設(shè)計規(guī)范；

－IEC615508電氣/電子/可編程電子安全系統(tǒng)的功能安全性；

－IEC61511-1結(jié)構(gòu)、定義、系統(tǒng)、硬件和軟件要求等。

三、火氣系統(tǒng)設(shè)計及施工的規(guī)范行文件及依據(jù)四、火氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)組成1、安全控制系統(tǒng)A、控制器、電源、通信采用冗余容錯結(jié)構(gòu)（TMR三重模件冗余容錯）B、具有完善的自診斷測試功能，包括硬件（控制器、I/O模塊、電源）和系統(tǒng)軟件，并支持卡件熱插拔和在線程序修改下裝C、控制系統(tǒng)安全等級達到SIL3（事故經(jīng)常發(fā)生，環(huán)境、人員、經(jīng)濟嚴重受損）D、系統(tǒng)為故障安全型

四、火氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)組成2、檢測單元

氣體檢測A、可燃氣體檢測系統(tǒng)B、有毒氣體檢測系統(tǒng)

火情檢測A、火焰探測器系統(tǒng)B、感溫探測器C、感煙探測器

火災(zāi)探測器的選擇

根據(jù)介質(zhì)燃燒過程和燃燒時的特征進行選擇2、檢測單元3、聯(lián)動輸出單元1、聲光報警器2、消防水滅火系統(tǒng)3、氣體滅火系統(tǒng)4、消防泡沫滅火系統(tǒng)5、防火卷簾門、窗4、輔助單元1、工業(yè)電視系統(tǒng)2、廣播對接系統(tǒng)3、聯(lián)動輸出單元火氣系統(tǒng)-課件四、火氣系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)

可根據(jù)裝置大小設(shè)置一個或多個獨立的FGS系統(tǒng)，并通過冗余的串行通訊（MODBUSRS485/232)與各自的DCS、SIS進行通訊，各裝置控制室內(nèi)的火氣系統(tǒng)HMI上可以查看報警信息;操作臺與FGS系統(tǒng)硬線連接，現(xiàn)場發(fā)生火災(zāi)或氣體檢測超標時，操作臺有相應(yīng)的聲光報警，操作人員可根據(jù)現(xiàn)場情況進行人工干預(yù)。每套FGS均配置冗余的以太網(wǎng)接口，通過光纖連接至冗余的FGS中央交換機。設(shè)置在公司緊急響應(yīng)中心以及消防支隊的HMI上位機通過以太網(wǎng)與各個FGS系統(tǒng)進行通訊，實時顯示各個檢測元件的報警狀態(tài)，實行全廠的集中監(jiān)控，以提高對緊急事件作出快速及時的響應(yīng)和處理的能力。現(xiàn)場檢測單元和執(zhí)行單元可根據(jù)執(zhí)行器類型選擇總線型和I/O點對點型，原則上控制消防設(shè)備的聯(lián)鎖輸出采用硬線連接。四、火氣系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)火氣系統(tǒng)-課件二、工程案例

川氣東送是我國繼西氣東輸工程后又一項天然氣遠距離管網(wǎng)輸送工程，天然氣輸送存在易燃易爆、易H2S中毒等危險，沿途各輸氣站設(shè)置了火災(zāi)報警系統(tǒng)，下面我們就以武漢站為例分析一下火氣系統(tǒng)的構(gòu)成及運行。1、系統(tǒng)構(gòu)成

武漢站的火氣系統(tǒng)主要包括：火災(zāi)控制器、尋址盤、I/O模塊、通訊接口、可燃氣體檢測系統(tǒng)、H2S檢測系統(tǒng)、火情探測系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、消防水滅火系統(tǒng)、泡沫滅火系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：二、工程案例火氣系統(tǒng)-課件

2、系統(tǒng)運行原理

A、氣體檢測器的輸出信號為4～20mA，直接接入系統(tǒng)的模擬量輸入卡，并通訊至DCS對裝置重點區(qū)域的可燃氣體或有毒氣體濃度進行實時監(jiān)控。同時在邏輯中實現(xiàn)氣體濃度超限報警、斷路和短路報警、以及校驗狀態(tài)指示。B、手動報警、消火栓按鈕、壓力開關(guān)、流量開關(guān)、消防泵運行狀態(tài)等，正常時均處于斷開位置，報警時才會閉合?？刂破鳈z測報警、短路和斷路的狀態(tài)，并給出相應(yīng)的報警信息。C、

根據(jù)火警信息和火警級別FGS輸出包括報聲光報警器、語音廣播、消防回路控制電磁閥及逃生系統(tǒng)，正常時上述設(shè)備均處于不得電狀態(tài)D、位于調(diào)控中心的HMI上顯示報警信息并通過工業(yè)電視系統(tǒng)調(diào)處事故點情況，由應(yīng)急中心進行緊急處理，并執(zhí)行關(guān)斷聯(lián)鎖；位于地方消防支隊的HMI上顯示報警，包括燃燒介質(zhì)、泄露介質(zhì)，通過工業(yè)電視系統(tǒng)觀察火點情況，提早準備，制定滅火方案2、系統(tǒng)運行原理

FGS中的DO輸出包括報警燈、報警喇叭、電磁閥等，正常時上述設(shè)備均處于不得電狀態(tài)，為了保證其在需要時能正常動作，系統(tǒng)采用SDO（SupervisedDigitalOutput）卡件來驅(qū)動此類設(shè)備。SDO卡件能夠