FPSO管道式气体探头布置与安装设计.pdf

第 卷 第 期 年 月 船 海 工 程 .:./.管道式气体探头布置与安装设计黄伟陈业陈纯俞珠珠(上海外高桥造船有限公司上海)摘 要:以 项目为例针对管道式气体探头的布置与安装任务结合法规、规格书的要求以及布置安装原则对 个典型区域的管道式气体探头的布置和安装进行计算和方案对比结果表明对于空调外机上的管道式探头在保证间距 倍直径的情况下宜采用两两相背安装方式对于百叶窗上的管道式探头宜在窗口两侧上中下错位布置对于室外带风帽的管路宜将探头立体式上下布置对于螺旋风管探头可搭配抱箍采用对称布置以上方案均得到良好的探测效果关键词:管道式探测效果布置安装中图分类号:文献标志码:文章编号:()收稿日期:修回日期:第一作者:黄伟()男学士工程师研究方向:船舶及海洋工程电气设计 由于 是原油生产、处理及储存设施在生产过程中会有大量的原油输入和加工在其过程中会伴生出大量的烷类、烃类气体一旦发生事故后果不堪设想 管道式气体探头作为火气探测系统的重要组成部分其可靠安全合理的布置在浮式生产储油船上对保障人员安全和最大限度的减少事故所引起的经济损失起到重要作用 项目是荷兰 公司推出的最新世界独创 通用型海上浮式生产储油轮系列中的一艘 装备了一套功能完善、性能可靠的火气探测系统其中管道式气体探头作为其安全保护系统的重要组成部分其主要由管道式烟探头和管道式可燃气探头组成用于 的人员安全和设备保护 其分布在整个 机械通风及空调进风口处原理是通过检测、分析外界环境中发生火灾或可燃气体泄漏情况系统执行“表决确认逻辑”进而激活发出报警与此同时根据 系统预设逻辑执行风、油等设备隔离、切断等动作从而有效保护人员及 的安全 结合 的管道式气体探头的布置与安装探讨相关的法规的应用和相关布置与安装方案的效果 设计准则.法规规范要求 项目需要满足西非、南美等地区海洋环境条件及要求入法国 级管道式烟探头和管道式可燃气探头安装布置要满足 的要求其布置要求如下)划分为 类、类危险区的围蔽处所及其排风口处)与危险区相邻接的围蔽的非危险处所的通风进口处)使用天然气或原油为燃料的燃烧设备的罩壳内)天然气或原油燃料管所在的通风导管内每一处所应设置的气体探头的数量应根据处所大小以及可能的漏泄源确定但不能少于 个除此之外还要满足 海上生命安全公约、国际消防安全系统规则、国际电工组织:、全系列以及、国际海事组织()相关标准、公约等有关要求.规格书要求除了上述法规规范的要求通过梳理规格书对气体探头布置也有着具体要求)探头的布置应覆盖烟或气可能上升或潜在聚集的位置如电气控制柜的上方区域空调新风、机械通风进口处 年第 期黄伟等:管道式气体探头布置与安装设计船海工程第 卷)对于机舱区域、空调机间、应急发电机间和消防泵间应使用开路式智能型可燃气探头直流 输入直流 输出)对于安装在空调新风、机械通风进风口的感烟及可燃气探头布置数量各为 个)探头的安装位置应便于人员靠近以方便日后的维护和检验对于一些实在难以到达的位置应通过不锈钢管在一个可接近的位置进行远程测试 布置与安装.布置原则气体探头的布置应综合考虑到被探测气体的比重特性、可能的漏泄源的位置、空间的几何形状以及气流方向以便尽早探知气体的漏泄通用布置原则如下)安装地点要尽可能选择离可能性泄漏地点近的场所)必须考虑区域性的气流情况 气体变送器放置到具有最大气体浓度的地方)为了检测比空气轻的气体和蒸汽要把气体变送器放置到可能泄漏地点上方通常在.内)为了检测比空气重的气体和蒸汽要把气体变送器放置到尽可能离地面近的地方通常在.内)对于有人工作及生活的处所或区域要考虑将气体探头布置到该处所的进风口处)探头高度除了满足功能使用外还应考虑设备后期的维护和测试方便性)光学表面上的水和/或污染可能引发警告或故障减少可燃气探头内部气室积水对于探头的影响可燃气探头尽量考虑水平安装.安装设计.管道式烟探头管道式烟探头通过探测系统对风道内气流中可能含有的烟雾进行探测其安装要求如下)在安装前需确认感烟探头的进气方向确保感烟探头的进气方向要与风道内气流方向相一致探头正确安装后由于风管内气流的方向探头内的指示带会朝外弯曲摆动)为保证感烟探头发挥最大的效用探头需要保证一定的功能距离()对于圆形风管 风管直径()而矩形风管/()见图 图 探头与矩形、圆形风管的间距关系示意)测量管的穿透长度要达到风管宽度或直径的 如有必要调整缩短探测管长度并安装末端堵头)对于在室外风管上安装的烟探头如不能满足 要求则需要安装保护罩使用特殊抱箍安装支架进行固定.管道式可燃气探头)对于螺旋风管管道式可燃气探头所需安装的风管直径要求最小 或者在风管上加装一个 的正方形基座以满足水平安装 对于矩形风管管道式可燃气探头所要安装的风管其安装面积需满足最小 )喷头保护罩上的显示窗必须保证水平方向上安装且可读 水平方向上的最大允许偏移量为 防溅罩靠上开口为进气口要与气流方向保持一致安装位置)气体变送器四周应有大约 的自由空间保证周围的自由空气流通出于维护的目的气体变送器的位置必须易于接近)安装时可选择侧装和底装方式避免由于顶装造成风管积水现象出现 实例分析.生活楼蓄电池间生活区域的空调机间、间、蓄电池间、厨房间、洗衣间、楼道间、电梯围井等处所设有独立的进风口根据规格书及规范要求必须要布置管道式火气探头 以蓄电池间为例蓄电池间的温度控制及通风是通过专门空调机组来维持的其外机进风口布置在顶甲板上出风管为矩形风管尺寸为(高 宽)根据规格书要求配以 个管道式烟探头和 个管道式可燃气探头组合使用根据矩形风管的计算公式计算得出 同时根据探头与空调机组之间距 年第 期黄伟等:管道式气体探头布置与安装设计船海工程第 卷离见图 必须保证 倍 的距离即探头与空调外机之间的距离至少应保证 才能满足要求图 探头与空调机组的最小距离示意由于风管的高度只有 方案一:如在室外风管上安装的管道式烟探头需要额外安装保护罩以满足 的要求其尺寸为 方案二:如安装可燃气探头其外形尺寸为 在同一个侧面无法上下同时布置两个烟探头 考虑布置的合理性排除方案一及方案二采用方案三:在同一个侧面即左视图上为 个管道式烟探头和下为 个管道式可燃气探头上下布置见图 图 蓄电池间外机进风口管道式气体探头布置左视图在另一侧面即右视图上为 个管道式可燃气探头和下为 个管道式烟探头上下布置见图 图 蓄电池间外机进风口管道式气体探头布置右视图最终形成两两相背错位布局考虑到空调外机布置是在顶甲板的左边进风方向是从右向左探头的进气方向要与风道内气流方向一致这样布置后探头上下之间能保证一定的安装间距既方便现场安装又有助于发挥管道式气体探头的整体效果.机舱船用变压器间机舱区域需要独立通风的房间主要是变压器间、消防泵间、机修间、间等机械处所由于危险区域划分的要求其进风口位置都应距主甲板 以上同时配备管道式气体探头来防止危险气体进入这些房间造成人员伤害 以船用变压器间为例该处设有专门的结构风道高度距主甲板 配有一块 的大面积百叶窗根据规格书的要求配以 个管道式烟探头和 个管道式可燃气探头组合使用但由于百叶窗的通风形式不适用于厂家推荐的安装方式和安装距离因此需要改变其安装方式将整个管道式可燃气和感烟探头完全安装在结构风道内部 为满足新的安装位置的要求需要两边同时布置管道式可燃气和感烟探头在同一个侧面是上为 个管道式可燃气探头、中间为 个管道式烟探头和下为 个管道式可燃气探头上中下布置 而另一侧面是上为 个管道式感烟探头、中间为 个管道式可燃气探头和下为 个管道式烟探头同样采用上中下布置最终形成对称错位布置同时考虑到危险气体的比重较空气轻需要将管道式可燃气和感烟探头降低高度布置通常位于百叶窗的中间偏下位置感烟探头的探测方向是自下而上因此在布置时需要将感烟探头探测口朝下而可燃气探头则要水平布置探测口朝向风口以确保其功能有效 见图 图 百叶窗进风口管道式气体探头布置.生活区楼梯道间生活区域梯道间位于生活楼后壁纵跨 层甲板除了满足船员的日常通行还作为应急逃生通道使用内部除配有独立的照明系统外还设有 台独立的风机和进出风口 根独立的螺旋风管贯穿到各层 根据规范要求在进风管上必须布置管道式气体探头以保证人员安全其风机进风口布置在生活楼顶甲板上根据规格书要求配以 个管道式烟探头和 个管道式可燃气探头组合使 年第 期黄伟等:管道式气体探头布置与安装设计船海工程第 卷用为便于安装与风机相接的出风管由螺旋风管改为矩形风管并带有一段圆形风帽矩形风管长宽高分别为 所以根据 圆 形 风 管 的 计 算 公 式 计 算 得 出 根据探头与风机之间距离如图 所示必须保证 倍 的距离即探头与风机之间的距离至少应保证 才能满足要求图 探头与风机马达的最小距离示意矩形风管的安装面长与宽均只有 考虑到在室外风管上安装的管道式烟探头都需要额外安装保护罩以满足 的要求其尺寸无法满足在同一面上布置一个烟探头和一个可燃气探头而在 个安装面分别安装 个烟探头和 个可燃气探头同样不可行 考虑到布置的合理性在一个侧面安装 个管道式烟探头和其对面安装另 个管道式可燃气探头背对背布置较为合理而 个管道式可燃气探头则安装在风帽下方同时采用背对背安装见图 图 百叶窗进风口管道式气体探头布置最终形成立体错开布局在保证探头的进气方向与风道内气流方向相一致的情况下这种布局方式便于现场安装同时有效的发挥管道式气体探头的整体效果.艏部甲板机械间艏部甲板机械间位于主甲板旋转塔附近旋转塔属于危险区域因此机械间的新风口必须要避开危险区域新风口目前布置在船艏部中间的位置根据规格书要求甲板机械间需要在新风口管路上配备 个管道式烟探头和 个管道式可燃气探头组合使用 由于采用室外安装形式产品自身不能满足 的情况下需要增加水密保护罩以满足防护要求采用特殊抱箍支架来固定在螺旋风管上见图 图 抱箍支架示意对于垂直布置的螺旋风管原水平安装的探头其进气方向就无法满足安装要求要改为上下安装管道式可燃气和感烟探头左右错位上下安装见图 这样在满足功能要求情况下便于后期维护图 管道式气体探头在圆形风管上的布置示意 结论)任何一组管道式可燃气或烟探头都不能安装在风管一侧可燃气和烟探头要交叉组合安 年第 期黄伟等:管道式气体探头布置与安装设计船海工程第 卷装对于不满足可燃气及烟探头安装空间的情况需要加长风管导管)管道式可燃气及烟探头安装高度不宜超过 如不可避免应考虑增加维护平台及爬梯以方便后期的维护和测试)管道式可燃气及烟探头位置如被遮挡需要降低安装高度或选择新位置安装以方便后期观察及检修)对于安装探头的风管管段可预先让风管厂家根据探头设计开孔尺寸在风管上开孔从而避免因现场不规范开孔造成风管密封效果减弱参考文献 中国海洋石油总公司.海洋石油工程设计指南:海洋石油工程 与单点系泊系统设计.北京:石油工业出版社.:.中国船级社.海上移动式全船入级与建造规范.北京:人民交通出版社.(.):.:(上接第 页)(.):.: