CN116163841A - 一种应用在海洋石油平台上的燃气轮机发电机组火气系统 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种应用在海洋石油平台上的燃气轮机发电机组火气系统，包括燃气轮机箱体、感温探测器、火焰探测器、可燃气探测器、声光及灯光报警器，感温探测器布置在燃气轮机箱体内的高温区域，火焰探测器布置在燃气轮机箱体内的低温区域，覆盖燃气轮机燃料系统和润滑系统，可燃气探测器布置在燃气轮机箱体通风入口、出口以及燃烧空气过滤器入口，声光及灯光报警器通过输入/输出控制模块驱动并布置在燃气轮机箱体外部及内部。本发明考虑了发电机组安全性、操作人员安全性、操作维护便利性等主观需求，是一套功能完整的、防腐蚀的、防爆的，可靠的、高度自动化的燃气轮机发电机组配套火气系统。

Description

一种应用在海洋石油平台上的燃气轮机发电机组火气系统

技术领域

本发明涉及的是一种燃气轮机发电机组火气系统，具体地说是海洋石油平台的燃气轮机发电机组火气系统。

背景技术

海洋石油平台作为海上油气资源开采不可或缺的载体，具有平台空间有限、平台操作人员配备有限、海洋环境腐蚀性强、油气生产环境危险性高、物资运输不方便等客观条件；燃气轮机发电机组具有结构紧凑、发电输出功率高等特点，特别适合应用在海洋石油平台上为整个平台提供电能，保障海洋石油平台的生产和生活用电；考虑海洋石油平台上述特性及燃气轮机发电机组特性，有针对性地设计一套功能完整的、防腐蚀的、防爆的，可靠的、高度自动化的燃气轮机发电机组火气系统，具备火灾和可燃气泄漏自动探测、联动声光报警，对外输出报警信号、手动或自动灭火等功能，同时对机组控制系统及外部系统提供硬接线信号接口及通讯接口，实现连锁停机功能及外部系统监视功能，十分有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供功能完整的、防腐蚀的、防爆的，可靠的、高度自动化的一种应用在海洋石油平台上的燃气轮机发电机组火气系统。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种应用在海洋石油平台上的燃气轮机发电机组火气系统，其特征是：包括燃气轮机箱体、感温探测器、火焰探测器、可燃气探测器、声光及灯光报警器，感温探测器布置在燃气轮机箱体内的高温区域，火焰探测器布置在燃气轮机箱体内的低温区域，覆盖燃气轮机燃料系统和润滑系统，可燃气探测器布置在燃气轮机箱体通风入口、出口以及燃烧空气过滤器入口，声光及灯光报警器通过输入/输出控制模块驱动并布置在燃气轮机箱体外部及内部。

本发明还可以包括：

1、还包括火气控制柜，火气控制柜包括机柜门、机柜体，机柜门上配有通风口以及指示灯、按钮，所述指示灯、按钮包括CO₂已隔离灯、火灾报警灯、可燃气报警灯、系统正常灯、CO₂已释放灯、自动释放模式灯、自动释放使能旋钮、声光测试按钮、蜂鸣器、火灾释放按钮，机柜门内侧安装控制器模块，机柜体的内部安装输入/输出控制模块、接地故障监视器、冗余电源组件，输入/输出控制模块包括开关量输入/输出模块和模拟量输入模块，控制器模块和输入/输出控制模块通过环形网络相互连接，输入/输出控制模块连接感温探测器、火焰探测器、可燃气探测器、声光及灯光报警器、指示灯和按钮、火气控制箱信号、CO₂气瓶柜信号，接地故障监视器为24V直流电源系统提供接地故障监控，检测系统直流电源和控制器模块、输入/输出控制模块输入输出回路上接地故障情况。

2、还包括CO₂气瓶柜，CO₂气瓶柜包含CO₂气瓶柜箱体，CO₂气瓶柜箱体里设置CO₂储瓶，所述CO₂储瓶包括初放瓶组、续放瓶组，初放瓶组的CO₂储瓶设置电动瓶头阀，除此之外的CO₂储瓶设置气动瓶头阀，电动瓶头阀连接电磁线圈，电磁线圈使得电动瓶头阀的CO₂储瓶释放CO₂，气动瓶头阀通过电动瓶头阀的CO₂储瓶释放的CO₂气体压力联动气动执行机构动作，使得气动瓶头阀打开，初放瓶组通过橡胶软管和单向阀连接初放集流管，续放瓶组通过橡胶软管和单向阀连接续放集流管，初放集流管和续放集流管的末端分别连接初放隔离阀和续放隔离阀，初放集流管和续放集流管上各装有一个压力开关和一个膜片式泄压阀。

3、所述声光及灯光报警器包括红色声光报警器、黄色声光报警器、红色灯光报警器，红色声光报警器布置在燃气轮机箱体外部及内部作为火灾提示，黄色声光报警器布置在燃气轮机箱体外部作为可燃气报警提示，红色灯光报警器布置在燃气轮机箱体外部作为CO₂已释放的信息提示。

4、所述的感温探测器外壳材质为316不锈钢，防爆等级为ExdIICT4Gb，防护等级为IP66，输出开关量报警信号接入输入/输出控制模块。

5、所述的火焰探测器为三重红外火焰探测器，其外壳材质为316不锈钢，防爆等级为ExdIICT4-T6Gb，防护等级为IP66，输出4-20mA报警信号接入输入/输出控制模块。

6、所述的可燃气探测器为红外式探测器，防爆等级为ExdIICT4-T5Gb，防护等级为IP66，输出4-20mA信号接入输入/输出控制模块。

7、所述的声光及灯光报警器外壳材质为铸铝涂防腐漆，防爆等级为Exd IICT6Gb，防护等级为IP66。

本发明的优势在于：本发明为一套功能完整的、防腐蚀的、防爆的，可靠的、高度自动化的燃气轮机发电机组火气系统，其中完整的逻辑功能，包括火灾探测及报警、可燃气探测及报警、手动/自动释放CO₂灭火剂及对相关外部系统提供硬接线信号接口和通讯接口，具有高度的自动化特性；所选现场仪表，包括感温探测器、火焰探测器、可燃气探测器、声光及灯光报警器的防护、防爆及防腐等级均满足海洋石油平台使用环境要求；火气控制柜内配置的冗余电源组件可保障系统在短时失电情况下继续稳定运行，具有极高的可靠性；所有控制模块全部集成在火气控制柜内，所有灭火设备集成在CO₂气瓶柜内，占用空间小，集成度高；火气控制柜的人机接口及火气控制箱的指示灯和按钮方便操作人员远程及现场操作；火气系统适用于平台空间有限、平台操作人员配备有限、海洋环境腐蚀性强、油气生产环境危险性高、物资运输不方便等客观条件，对燃气轮机发电机机组火灾及可燃气泄漏的安全提供长期、可靠、全面的保护。

附图说明

图1为火气系统控制结构图；

图2为火气控制柜内部布置图；

图3为CO₂气瓶柜内部布置图；

图4为CO₂气瓶柜俯视图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1-4，本发明燃气轮机发电机组配套火气系统包括4个感温探测器⑧、3个火焰探测器⑨、6个可燃气探测器①0，3个声光及1个灯光报警器⑧。根据燃气轮机发电机组燃料系统、滑油系统等设备在燃气轮机箱体内部的布置情况及燃气轮机箱体内部温度场分布情况，4个感温探测器⑧布置在燃气轮机箱体内的高温区域，覆盖燃烧室和动力涡轮等高温部件，3个火焰探测器⑨布置在燃气轮机箱体内的低温区域，覆盖燃气轮机燃料系统及滑油系统部分。所述的感温探测器⑧外壳材质为316不锈钢，防爆等级为ExdIICT4Gb，防护等级为IP66，具有SIL2及FM认证，输出开关量报警信号接入输入/输出控制模块⑤。所述的火焰探测器⑨为三重红外火焰探测器，其多光谱红外结构能够极好地从轻质和重质碳氢化合物燃料中探测到火焰，而且可在最大程度上抑制误报警，其外壳材质为316不锈钢，防爆等级为ExdIICT4-T6Gb，防护等级为IP66，具有SIL2、FM、CCCF及船级社认证，输出4-20mA报警信号接入输入/输出控制模块⑤。6个可燃气探测器①0分为3组(每组2个)布置在燃气轮机箱体通风入口及出口及燃烧空气过滤器入口，用于燃气轮机箱体内部及外部可燃气的泄漏探测。所述的可燃气探测器①0为红外式探测器，适用于海上石油和燃气设施应用，防爆等级为ExdIICT4-T5Gb，防护等级为IP66，具有SIL2、FM、CCCF及船级社认证，输出4-20mA信号接入输入/输出控制模块⑤。3个声光报警器及1个灯光报警器⑧布置在燃气轮机箱体外部及内部，用于火灾及可燃气泄漏报警，其报警信号由输入/输出控制模块⑤驱动。所述的声光及灯光报警器⑧外壳材质为铸铝涂防腐漆，防爆等级为ExdIICT6Gb，防护等级为IP66，具有CCCF及船级社认证。红色声光报警器⑧布置在燃气轮机箱体外部及内部用于火灾提示，黄色声光报警器⑧布置燃气轮机箱体外部用于可燃气报警提示，红色灯光报警器⑧布置在燃气轮机箱体外部用于CO₂已释放的信息提示。

参见图2，本实例的燃气轮机发电机组配套火气系统，还包括火气控制柜。机柜材质为碳钢涂漆，防护等级IP44，机柜门上配有通风口①1和多个指示灯和按钮①(CO₂已隔离灯、火灾报警灯、可燃气报警灯、系统正常灯、CO₂已释放灯，自动释放模式灯、自动释放使能旋钮、声光测试按钮、蜂鸣器、火灾释放按钮)，带有操作显示面板的控制器模块②安装在机柜门内侧。机柜内主要安装有输入/输出控制模块⑤、接地故障监视器①4、冗余电源组件③、④、①2、①3。所述的输入/输出控制模块⑤包括开关量输入/输出模块和模拟量输入模块，控制器模块②和输入/输出控制模块⑤通过环形网络相互连接。所述的控制器模块②具有操作显示面板人机接口，可显示报警信息与系统运行状态，还具有硬接线信号接口及通讯接口，内部储存逻辑程序和组态信息。所述输入/输出控制模块⑤电连接感温探测器⑧、火焰探测器⑨、可燃气探测器①0、声光及灯光报警器⑧、控制柜指示灯和按钮①、火气控制箱信号⑦、CO₂气瓶柜信号⑥，控制模块②、⑤实现火灾探测与报警，可燃气探测与报警、CO₂释放灭火等功能逻辑，同时对机组控制系统及相关外部系统提供信号及通讯接口，实现连锁报警停机功能及外部系统监视功能。接地故障监视器①4为24V直流电源系统提供接地故障监控，可检测系统直流电源③、④和所有控制模块②、⑤输入输出回路上接地故障情况。主供电电源由1个AC/DC开关电源③和电涌保护器①2组成，备用电源为1个DC24V不间断电源(UPS)模块①3和1个DC24V蓄电池④构成。

参见图3、图4，本实例的燃气轮机发电机组配套火气系统，还包括CO₂气瓶柜。CO₂气瓶柜包含CO₂气瓶柜箱体①5、CO₂储瓶②7、初放集流管②8、续放集流管③0、泄放集流管②6、初放隔离阀②9、续放隔离阀③1、橡胶软管②0、单向阀①9、膜片式泄压阀③2、压力开关②1、重锤式称重装置①8、称重位置开关①7、手拉盒②4、接线箱②5等设备。CO₂气瓶柜箱体①5为碳钢材质，外涂防腐油漆，外形结构紧凑，箱体柜门两侧上部和下部带有进出气格栅。CO₂储瓶②7安装在气瓶柜内，分为初放瓶组和续放瓶组两部分，初放瓶组用于快速灭火，续放瓶组用于维持燃气轮机箱体内的CO₂气体浓度，两部分瓶组经由不同的释放管路和阀门接入保护区的释放喷嘴。CO₂储瓶②7都配有瓶头阀，其中2个为主动气瓶配置电动瓶头阀②3，其余为从动气瓶配置气动瓶头阀①6。主动气瓶配置在初放瓶组中，电动瓶头阀②3由电磁线圈②2启动，当系统发出释放指令后，电磁线圈②2得电使得主动气瓶内的CO₂释放。其余从动气瓶的气动瓶头阀①6为气动执行机构，利用主动气瓶释放时的CO₂气体压力联动气动执行机构动作，使得气动瓶头阀①6打开，完成CO₂的初放和续放功能。CO₂气瓶柜上设有紧急释放手拉盒②4，在任何情况下拔出主动气瓶瓶头阀上的安全销，拉动紧急释放手拉盒②4内的拉环都会打开主动气瓶的瓶头阀，完成CO₂的紧急机械释放功能。CO₂储瓶②7通过橡胶软管②0和单向阀①9连接集流管，初放瓶组连接初放集流管②8，续放瓶组连接续放集流管③0，初放集流管②8和续放集流管③0的末端分别连接初放隔离阀②9和续放隔离阀③1。初放隔离阀②9和续放隔离阀③1用于灭火剂的机械隔离，保证进入燃气轮机箱体内工作的人员安全。初放集流管②8和续放集流管③0上各装有一个压力开关②1和一个膜片式泄压阀③2，压力开关②1用于监测CO₂气体的释放状态，膜片式泄压阀③2用于初放和续放集流管②8、③0内压力超出安全界限时的安全泄压，泄压气体经泄放集流管②6排出。每套CO₂储瓶②7都配有一套重锤称重装置①8和称重位置开关①7，用于监测CO₂储瓶②7的重量损失情况。

参见图3、图4，本实例的燃气轮机发电机组配套火气系统，还包括火气控制箱⑦和火气接线箱②5，材质为316不锈钢，其防爆等级为ExeIIT6Gb，防护等级为IP66，防腐等级WF2。火气控制箱面板装配有CO₂已隔离灯、火灾报警灯、可燃气报警灯、系统正常灯、自动释放模式灯、火灾释放按钮，可显示报警信息与系统运行状态，可手动触发火灾报警联动CO₂灭火剂释放。

Claims (8)

1.一种应用在海洋石油平台上的燃气轮机发电机组火气系统，其特征是：包括燃气轮机箱体、感温探测器、火焰探测器、可燃气探测器、声光及灯光报警器，感温探测器布置在燃气轮机箱体内的高温区域，火焰探测器布置在燃气轮机箱体内的低温区域，覆盖燃气轮机燃料系统和润滑系统，可燃气探测器布置在燃气轮机箱体通风入口、出口以及燃烧空气过滤器入口，声光及灯光报警器通过输入/输出控制模块驱动并布置在燃气轮机箱体外部及内部。

2.根据权利要求1所述的一种应用在海洋石油平台上的燃气轮机发电机组火气系统，其特征是：还包括火气控制柜，火气控制柜包括机柜门、机柜体，机柜门上配有通风口以及指示灯、按钮，所述指示灯、按钮包括CO₂已隔离灯、火灾报警灯、可燃气报警灯、系统正常灯、CO₂已释放灯、自动释放模式灯、自动释放使能旋钮、声光测试按钮、蜂鸣器、火灾释放按钮，机柜门内侧安装控制器模块，机柜体的内部安装输入/输出控制模块、接地故障监视器、冗余电源组件，输入/输出控制模块包括开关量输入/输出模块和模拟量输入模块，控制器模块和输入/输出控制模块通过环形网络相互连接，输入/输出控制模块连接感温探测器、火焰探测器、可燃气探测器、声光及灯光报警器、指示灯和按钮、火气控制箱信号、CO₂气瓶柜信号，接地故障监视器为24V直流电源系统提供接地故障监控，检测系统直流电源和控制器模块、输入/输出控制模块输入输出回路上接地故障情况。

3.根据权利要求1所述的一种应用在海洋石油平台上的燃气轮机发电机组火气系统，其特征是：还包括CO₂气瓶柜，CO₂气瓶柜包含CO₂气瓶柜箱体，CO₂气瓶柜箱体里设置CO₂储瓶，所述CO₂储瓶包括初放瓶组、续放瓶组，初放瓶组的CO₂储瓶设置电动瓶头阀，除此之外的CO₂储瓶设置气动瓶头阀，电动瓶头阀连接电磁线圈，电磁线圈使得电动瓶头阀的CO₂储瓶释放CO₂，气动瓶头阀通过电动瓶头阀的CO₂储瓶释放的CO₂气体压力联动气动执行机构动作，使得气动瓶头阀打开，初放瓶组通过橡胶软管和单向阀连接初放集流管，续放瓶组通过橡胶软管和单向阀连接续放集流管，初放集流管和续放集流管的末端分别连接初放隔离阀和续放隔离阀，初放集流管和续放集流管上各装有一个压力开关和一个膜片式泄压阀。

4.根据权利要求1所述的一种应用在海洋石油平台上的燃气轮机发电机组火气系统，其特征是：所述声光及灯光报警器包括红色声光报警器、黄色声光报警器、红色灯光报警器，红色声光报警器布置在燃气轮机箱体外部及内部作为火灾提示，黄色声光报警器布置在燃气轮机箱体外部作为可燃气报警提示，红色灯光报警器布置在燃气轮机箱体外部作为CO₂已释放的信息提示。

5.根据权利要求1所述的一种应用在海洋石油平台上的燃气轮机发电机组火气系统，其特征是：所述的感温探测器外壳材质为316不锈钢，防爆等级为ExdIICT4Gb，防护等级为IP66，输出开关量报警信号接入输入/输出控制模块。

6.根据权利要求1所述的一种应用在海洋石油平台上的燃气轮机发电机组火气系统，其特征是：所述的火焰探测器为三重红外火焰探测器，其外壳材质为316不锈钢，防爆等级为ExdIICT4-T6Gb，防护等级为IP66，输出4-20mA报警信号接入输入/输出控制模块。

7.根据权利要求1所述的一种应用在海洋石油平台上的燃气轮机发电机组火气系统，其特征是：所述的可燃气探测器为红外式探测器，防爆等级为Exd IICT4-T5Gb，防护等级为IP66，输出4-20mA信号接入输入/输出控制模块。

8.根据权利要求1所述的一种应用在海洋石油平台上的燃气轮机发电机组火气系统，其特征是：所述的声光及灯光报警器外壳材质为铸铝涂防腐漆，防爆等级为ExdIICT6Gb，防护等级为IP66。

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