防火风闸在海洋石油平台安全通风系统中的应用

芦存财

● （海洋石油工程股份有限公司设计公司，天津 300451）

防火风闸在海洋石油平台安全通风系统中的应用

芦存财

● （海洋石油工程股份有限公司设计公司，天津 300451）

介绍了防火风闸在海洋石油平台安全通风系统中的应用，包括防火风闸分类原则、控制原理、技术要求和应用原则等。

防火风闸；安全通风系统；控制原理；技术要求

0 引言

海洋石油平台上无论生活区域或是生产区域都应通风，是否具有良好的通风应是平台上划分危险区的重要依据，是关系到平台安全的重要因素[1-2]。平台通风系统设计的主要目的：首先是为了控制易燃易爆和有毒气体、蒸汽和灰尘的浓度，阻止有毒、有害气体扩散到其它区域，为平台设备正常运行提供保障措施；其次是为了满足工作人员新鲜空气需求，提供舒适、卫生的生活环境。

安全通风系统在设计时，既要考虑气流组织的合理性；又要满足系统防火安全要求。因此，在平台所有房间均须在主要送风口、排风口处设置防火风闸，防火风闸的防火等级必须与风道所贯穿的防火墙体相匹配，满足建筑结构的防火完整性，以确保出现异常情况时通风系统能够迅速关闭防火风闸，阻止火焰或烟气通过风道蔓延到其它防火区。

1 防风风闸组成及其分类

防火风闸是通风系统中的重要附件，其作用是限制火灾的蔓延。主要组成部件包括：闸板、感温片、大扭簧和阀体等。其中，感温片的熔点温度应控制在(70±3)℃内。

按其风量调节功能分为不可调节式、可调节式。

按其形状分为圆形、矩形两种型式。

按其控制原理分为：1）自动防火风闸：感温片达到熔点温度时，自动关闭；2）手动防火风闸：现场就地手动操作；3）既可就地手动操作又可远程集中遥控的电动防火风闸和气动防火风闸。

2 防风风闸控制原理

目前，在平台安全通风系统设计中，防火风闸控制原理遵循“三控原则”，即风闸本体自动控制、操作现场手动控制以及中央控制室（简称中控室）远程集中控制，以达到多重保护防火安全的目的。因此，多采用气动型或电动型防火风闸，现对其工作原理进行简要介绍。

2.1 控制系统组成

2.1.1 气动防火风闸

气动防火风闸控制管路如图1所示，主要包括电磁三通阀、三通手拉阀、现场指示盒、风闸本体等组成。各控制原件通过不锈钢气管路连接，气源压力 550kPaG～800kPaG，以满足风闸开启压力要求；气源选择为仪表气（干燥洁净气源），以满足电磁阀对空气质量控制要求；两位三通电磁阀带现场手动复位功能，接收来自平台中控室火气系统发出的应急关断信号；风闸运行状态在指示盒现场显示，且通过指示盒把状态信号传输至中控室。

2.1.2 电动防火风闸

电动防火风闸控制管路如图2所示，主要包括现场控制按钮盒和风闸本体等组成。根据平台电制不同，风闸本体和按钮盒接入220V或110V电源；现场控制按钮盒接收来自平台中控室火气系统发出的应急关断信号，并可实现自动、手动关停功能；风闸运行状态在指示盒现场显示，且通过指示盒把状态信号传输至中控室。

图1 气动防火风闸控制原理图

图2 电动防火风闸控制原理图

2.2 控制方式

无论气动风闸或是电动风闸，当平台发生火灾或其他紧急情况时，都要求实现迅速关闭功能。控制方式如下：

1）远程控制。当平台发出火灾报警或探头探测到可燃气体时，中央控制室可远程控制电磁阀或控制按钮盒关闭风闸；2）自动控制。当环境温度达到（70±3）℃时，风闸感温件自动熔断，风闸自动关闭；3）手动控制。当发生火灾或其它危险情况时，现场人员紧急撤离后拉动手动三通阀或按下手动按钮关闭风闸。

2.3 控制关断要求

平台防火风闸采用火区区域控制关断，分区控制原理在火气系统因果图中体现。在通风系统进口和有可能发生危险气体泄露的地方均安装气体探测器，并在中控室和现场设有报警器。当危险气体浓度达到爆炸下限20%时给予警报；当浓度达到爆炸下限50%时，通风系统接收中控室关断信号应全部关断。

2.4 关断方式要求

灭火方式不同，防火阀关断方式也不同。对于二氧化碳灭火系统，在灭火系统启动的同时，进出口风闸应全部关断。对于喷洒灭火系统，只关断送风阀门，排风系统要一直连续运转，直到风道中防火阀的熔断丝被火焰熔断，使防火阀关断，以防止火焰扩散。

3 防风风闸技术要求

3.1 风闸厚度要求

风闸外壳的厚度选择各船级社的规定均与SLOAS要求一致，即当风管尺寸≤300mm 时，至少 3mm；当风管尺寸≥760mm 时，至少 5mm。防火风闸闸板的厚度按照表1选取。

表1 防火风闸板的厚度

3.2 漏风量要求

密闭性能根据CB/T3557-1995《船用防火风阀》中要求规定：防火风闸关闭后，当阀板两侧压力差为 19.6Pa时，在标准状态下（气温为20℃、气压为101.3kPa），漏风量应不大于5m3/(m2·min)。

3.3 防火等级及防护防爆要求

风闸防火等级选择一般遵循保持防火完整性的原则，即防火等级与通过的隔壁或甲板保持一致，风闸耐火极限要求为3h。常用的防火等级如下：H级、A级和B级，防火等级依次降低。

风闸的防护等级选择一般要求：室外安装部分为IP56，室内安装部分为IP23。

风闸防爆等级选择根据危险区域爆炸性气体类别和爆炸温度确定，防爆类型常选择隔爆型（Exd）。

3.4 关断响应时间要求

手动控制和远程控制响应时间：根据ISO 15138-2007《石油和天然气工业.海上开采设备.供暖、通风和空气调节》中规定：防火风闸应在接收到动作信号2s内关断或根据平台安全控制逻辑自行决定关断响应时间。

自动控制响应时间。根据CB/T3557-1995中规定[3]，当通过防火风阀的空气流速为1m/s、熔断器前的空气温度为(90±5)℃时，从85℃开始计时，熔断器在1min内应熔断，执行机构应动作使阀板自动关断。

除上面提到的材料厚度、漏风量等要求外，防火风闸的主要制造工艺、材料选择和试验检验方法等要求均按照行业标准CB/T3557-1995《船用防火风阀》、CBJ45《易熔片》执行[4]。

4 防火风闸应用原则

1）若通风风道通过“A”级隔壁和甲板的净截面积超过0.075m2，应设置防火风闸。防火风闸应能自动操纵，也能在隔壁或甲板的两侧人工关闭。但如管道只通过由“A”级分隔包围的处所，而该处所又不使用该管道时，则无需设置防火风闸。经发证检验机构同意，防火风闸也可仅从分隔一侧操作。

2）“A”类机械处所、厨房和危险区域的通风管路通过起居处所、服务处所和控制站时，在接近所穿过的界限面处应设有自动防火风闸。

3）起居处所、服务处所和控制站的通风管路通过“A”类机械处所和厨房时，在接近所穿过的界限面处应设有自动防火风闸。

4）厨房炉灶的排烟管路的下端应设置防火风闸。

5）通风系统设计要保证在任何区域内部着火的情况下，所有通风系统的主要进气口和排气口应能在通风区域的外边进行关闭。平台安全通风系统设计中，均采用防火风闸实现关闭隔断功能。

6）所有的防火阀都有指示“开”和“关”的标记，所有的防火阀既要能在中控室火灾盘自动控制，也能在舱壁的两侧人工控制盘就地控制。防火风闸应具备第三方检验证书和远东防火中心的试验报告。

7）防火阀的型式根据服务处所不同而选用不同形式。非危险区的通风系统可选用电动型或熔断型，危险处所的通风系统宜选用气动型。平台上的防火阀控制形式除了应急发电机外，均采用失电关闭型。

5 结语

防火风闸作为区域隔离防止火势沿风道蔓延的安全设备，在安全通风系统中的作用尤为重要。介绍了防火风闸在海洋石油平台在安全通风系统中的应用，包括防火风闸分类原则、控制原理、技术要求和应用原则的内容等。

[1]Q/HS 3008-2002, 海上平台暖通空调系统设计方法[S]. 北京: 中国海洋石油总公司, 2003.

[2]海上固定平台安全规则[M].中华人民共和国国家经济贸易委员会, 2000.

[3]CB/T3557-1995, 船用防火风阀[S]. 中国船舶工业总公司, 1995.

[4]ISO 15138-2007, 石油和天然气工业. 海上开采设备.供暖、通风和空气调节[S]. ISO TC67, 2007.

Application of Fire Damper in Safety Ventilation System Design of Offshore Oil Platform

LU Cun-cai
(China Offshore Oil Engineering Co., Ltd., Tianjin 300451, China)

The application of fire damper in safety ventilation system of offshore oil platform is introduced, including category，control theory，technical requirement and application principle of fire damper.

fiery damper; safety ventilation system; control theory; technical requirement

TE38

A

芦存财（1982-），男，硕士研究生，工程师，主要从事暖通空调及海洋石油工程设计等方面工作。