用于LNG低温储罐满足SIL3等级的FGS联锁系统技术方案

本发明专利技术提供了一种用于LNG低温储罐满足SIL3等级的FGS联锁系统，基于菲尼克斯PSR

【技术实现步骤摘要】
用于LNG低温储罐满足SIL3等级的FGS联锁系统


[0001]本专利技术属于火灾和气体探测系统
，尤其涉及一种用于LNG低温储罐满足SIL3等级的FGS联锁系统。

技术介绍

[0002]随着我国对环境保护、生态建设、清洁能源等方面的高度重视，LNG作为绿色能源以清洁、价廉、稳定等特性获得了越来越多的产业应用。国内大部分LNG项目均位于沿海一代，大多为国家的经济、文化、政治发展的重要省市，如何让LNG储罐安全运行则成了我们需要研究的重要问题。
[0003]根据GB50160和GB50183的规定，LNG低温储罐应配置干粉灭火系统，以防止安全阀释放而引起燃烧，当安全阀处因静电或其他原因引发火灾时，BOG气体可能在放空口处燃烧，甚至有可能引发回火，将火焰引入罐内。LNG储罐发生这种事故的后果是灾难性的，根据风险分析以及保护层分析中所需降低风险的要求，LNG储罐配置的FGS系统需要达到SIL3等级。为满足该等级要求，FGS系统、现场仪表、执行机构均需要达到SIL3级别，但目前所使用的火灾和气体探测器大多只有SIL2认证，且采用的是主流的温度、火焰2oo2联锁方式，任意传感器发生故障的情况下均会导致整体联锁失效，使得最终回路的安全完整性等级难以达到SIL3要求。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在不足，本专利技术提供了一种用于LNG低温储罐满足SIL3等级的FGS联锁系统，基于FGS系统，采用三取二的表决模式，对LNG低温储罐进行温度、气体浓度以及火焰检测，判断准确率较高，有效解决了任意一台设备失效均不能引发灭火动作的问题。
[0005]本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
[0006]一种用于LNG低温储罐满足SIL3等级的FGS联锁系统，包括安装在LNG储罐放空口处且与FGS系统信号连接的温度检测仪表、可燃气体探测器、火焰探测器，放空口处连接有放空管，放空管还分别与两个并联结构的干粉灭火控制阀连接，两个干粉灭火控制阀均与FGS系统信号连接；FGS系统与控制中心的上位机信号连接，上位机显示屏实时显示LNG储罐放空口处检测数据以及干粉灭火控制阀的阀门状态数据；温度检测仪表、可燃气体探测器以及火焰探测器检测后的数据传递至FGS系统中后，FGS系统进行三取二的表决模式处理，根据表决结果输出控制干粉灭火控制阀动作。
[0007]进一步地，所述FGS系统判断出温度检测仪表检测数值≥120℃时输出1，＜120℃时输出0；FGS系统判断出可燃气体探测器检测数值≥50%LEL时输出1，＜50%LEL时输出0；FGS系统判断出火焰探测器检测数值≥60%时输出1，＜60%输出0；采用三取二的表决模式时，任意两种数值的判断结果输出为1则FGS系统启动联锁，控制两个干粉灭火控制阀打开。
[0008]进一步地，所述温度检测仪表采用Pt100热电阻，SIL2等级认证，温度检测仪表的感温元件伸入放空管内。
[0009]进一步地，所述可燃气体探测器采用红外传感器，SIL2等级认证；可燃气体探测器安装于放空口全年最小风频下风向，安装高度高于LNG储罐罐顶300～500mm。
[0010]进一步地，所述火焰探测器采用三频红外火焰传感器，SIL2等级认证；火焰探测器避开太阳直射角度安装，安装高度高于放空管且向下倾斜。
[0011]进一步地，所述FGS系统内部包括信号分配器、浪涌保护器、逻辑处理单元及模拟量扩展模块、通讯模块、电源模块、安全继电器，电源模块）是冗余电源模块；温度检测仪表、可燃气体探测器以及火焰探测器采集到的数据信号接入信号分配器，由信号分配器将信号一分为二进入逻辑处理单元及模拟量扩展模块的不同信号模块中，经由CPU运算后的结果指令通过DO端子输出至安全继电器，最终送至现场的干粉灭火控制阀。
[0012]进一步地，所述控制中心设有与FGS系统信号连接的紧急启动按钮和复位钥匙按钮，紧急启动按钮采用信号线缆直接连接至FGS系统中的“SAFE INPUT”端子中；控制中心人员在紧急情况下直接通过按下紧急启动按钮促使FGS系统被动控制两个干粉灭火控制阀开启，灭火完成后，通过复位钥匙按钮复位现场消防设备，之后FGS系统再次进入待命状态。
[0013]进一步地，所述FGS系统的逻辑输出采用RS触发器锁定输出信号，只能通过人工复位解除报警连锁；紧急启动按钮、复位钥匙按钮、现场各控制阀均采用失电动作模式；两个干粉灭火控制阀均采用气动活塞单作用O型球阀，SIL2等级认证。
[0014]进一步地，所述控制中心的UPS及市电双回路供电将220VAC供电电源接入FGS系统的电源模块中，通过冗余电源切换模块转换成24VDC为各设备供电。
[0015]进一步地，所述FGS系统采用菲尼克斯PSR
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M安全系统，SIL3等级认证；FGS系统安装于LNG储罐周围的防爆箱中。
[0016]本专利技术具有如下有益效果：本专利技术采用温度、气体浓度以及火焰检测的2oo3表决结构，能够最大程度上减少因为某一个检测值错误带来的消防设备误动作，本专利技术解决了原有的2oo2结构所带来的任意一台设备失效均不能引发灭火动作的问题，通过3台SIL2认证的冗余结构达到检测仪表端的SIL3等级要求。本专利技术采用两台并联的单作用气动控制阀作为最终执行机构，改进了原有单台控制阀故障无法正确执行动作的问题，并通过2台SIL2控制阀1oo2的冗余结构达到执行端的SIL3等级要求。
[0017]本专利技术改进了以往接入火灾报警系统的控制方案，采用菲尼克斯PSR
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M安全系统，该系统可设置在现场LNG储罐附近位置，带有SIL3认证，可以大大减少线路传输成本，并且该系统带有通讯模块，可与控制中心的上位机电脑进行光纤通讯，将现场检测参数、联锁回路状态实时反映在控制屏幕上，供控制中心人员实时查看，掌握LNG储罐运行情况。
附图说明
[0018]图1为本专利技术所述FGS联锁系统中探测设备现场布置示意图；图2为本专利技术所述FGS系统与控制中心连接示意图；图3为本专利技术所述FGS系统硬件连接示意图；图4为本专利技术所述三取二表决模式示意图。
[0019]图中：11
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LNG储罐；12
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放空管；13
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温度检测仪表；14
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可燃气体探测器；15
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火焰探测器；16
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消防设备；17
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干粉灭火控制阀A；18
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干粉灭火控制阀B；19
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FGS系统；20
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网络交
换机；21
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上位机；22
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打印机；23
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紧急启动按钮；24
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复位钥匙按钮；25
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信号分配器；26
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浪涌保护器；27
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逻辑处理单元及模拟量扩展模块；28
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通讯模块；29
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于LNG低温储罐满足SIL3等级的FGS联锁系统，其特征在于，包括安装在LNG储罐（11）放空口处且与FGS系统（19）信号连接的温度检测仪表（13）、可燃气体探测器（14）、火焰探测器（15），放空口处连接有放空管（12），放空管（12）还分别与两个并联结构的干粉灭火控制阀连接，两个干粉灭火控制阀均与FGS系统（19）信号连接；FGS系统（19）与控制中心的上位机（21）信号连接，上位机（21）显示屏实时显示LNG储罐（11）放空口处检测数据以及干粉灭火控制阀的阀门状态数据；温度检测仪表（13）、可燃气体探测器（14）以及火焰探测器（15）检测后的数据传递至FGS系统（19）中后，FGS系统（19）进行三取二的表决模式处理，根据表决结果输出控制干粉灭火控制阀动作。2.根据权利要求1所述的用于LNG低温储罐满足SIL3等级的FGS联锁系统，其特征在于，所述FGS系统（19）判断出温度检测仪表（13）检测数值≥120℃时输出1，＜120℃时输出0；FGS系统（19）判断出可燃气体探测器（14）检测数值≥50%LEL时输出1，＜50%LEL时输出0；FGS系统（19）判断出火焰探测器（15）检测数值≥60%时输出1，＜60%输出0；采用三取二的表决模式时，任意两种数值的判断结果输出为1则FGS系统（19）启动联锁，控制两个干粉灭火控制阀打开。3.根据权利要求1所述的用于LNG低温储罐满足SIL3等级的FGS联锁系统，其特征在于，所述温度检测仪表（13）采用Pt100热电阻，SIL2等级认证，温度检测仪表（13）的感温元件伸入放空管（12）内。4.根据权利要求1所述的用于LNG低温储罐满足SIL3等级的FGS联锁系统，其特征在于，所述可燃气体探测器（14）采用红外传感器，SIL2等级认证；可燃气体探测器（14）安装于放空口全年最小风频下风向，安装高度高于LNG储罐（11）罐顶300～500mm。5.根据权利要求1所述的用于LNG低温储罐满足SIL3等级的FGS联锁系统，其特征在于，所述火焰探测器（15）采用三频红外火焰传感器，SIL2等级认证；火焰探测器（15）避开太阳直射角度安装，安装高度高于放空管（12）且向下倾斜。6.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜宇，臧成宇，
申请(专利权)人：中建安装集团有限公司，
类型：发明
国别省市：