企业信息

LNG从气田采集到用户使用天然气，是一条相互联接，相互约束的生产供需链。每个供需环节紧密衔接。其产业链为：天然气井采、预处理液化、存储、装载、运输、卸载、存储、再气化，从产出的天然气处理为液化天然气LNG，经过运输后，再气化为用户管道中的日用天然气。
今天我们了解一下，位于井采后端，液化前端的天然气净化这一重要环节中，FGS系统（火气系统）的应用，并相比于DCS系统（计算机集散控制系统）的优越性。

一、FGS系统在天然气净化工程中的应用

摘要：通过对火气系统（FGS）系统研究概述，结合某液化天然气有限公司FGS系统（火气系统）实际应用情况，对比相关装置安全特点，充分评估该系统应用的可行性。研究得出：天然气净化装置工艺流程复杂，产品危险性大必须依靠智能化先进方案进行软硬件结合，形成立体化防护网，达到自动预警、消防联动、智能指挥、实操演练等目的；FGS火气系统采用全新的技术和设计理念与传统的DCS、SIS系统相比可用性更强，兼容性好且更为稳定。能在管理上真正做到检测、传输、显示、报警、消防启动几乎在同一时间完成，应用前景广阔。

关键词：天然气；净化；安全；FGS系统（火气系统）

随着经济的发展与社会的进步，我国天然气工业在占据了能源产业较大份额。天然气工业也已经从传统的净化、集输逐步发展成为面向不同用户，以不同相态储存、运输与使用。随着产品的丰富和工艺设计合理性，相关天然气净化工程仍旧占据天然气工业较大比重。而传统的井口气具有较大的不稳定性，安全风险点。依据化工行业安全环保生产经营规范，智能化、自动化的工业4.0 标准正在逐步建设中。

在相关行业中，以安全环保为**要务的智能化生产已开始初见成效。在国内，长庆油田第二天然气净化厂将一套小型SCADA系统集成为一体化的监控系统，建成了从控制层到管理层的完整自动化系统。方便了全厂管理信息系统的建立和与气田生产调度中心的连接，解决了点多面广巡检不利的局面，较大的降低了人员**劳程度，综合提高现场施工效能。在国外相关化工企业设计并运用了数字化工厂SIS系统，优化了化工装置调控响应时间，综合提高了化工企业生产平稳率，较大降低事故发生与率。

基于天然气净化工程中硫化氢中毒、可燃气体泄漏、高压伤人等特点，在智能化控制框架下阐述FGS系统在相关工程中的应用现状，为全面提高天然气净化工程安全性提出建设性意见。研究工作量与创新点为：

1）系统介绍FGS系统特点与构建。

2）系统分析天然气净化工程安全特点。

3）依据FGS系统在相关企业运行现状，论述该系统未来发展的可行性。

1. FGS系统概述

火气系统（FGS）全称为火灾报警和气体检测系统（Fire Alarm andGas DetectorSystem）,为**独立的安全预警性火气系统，符合消防安全资格认钲（CCCF 认钲），在国际上常与SIS系统配合使用充分**工厂生产安全。目前在国内新一代化工厂和相关油气储运工程中运用，尚未进行全面普及。我国目前也没有相应法律法规和明确行业标准进行该系统的强制性或建议性运用。相关化工控制系统厂及国有化工设计院也欠缺相关设计经验，所以实际运用案例更少。作为企业用户，在生产成本考量下通常也不会购买相应独立安全系统，往往是采用普通全用型火灾/可燃气体报警器并运用 DCS系统实现检测预警。

FGS系统主要针对火源和气体进行有效探测，并实施报警响应。主要工作原理为:首先通过火焰、可为气体、烟感、温感等探头进行现场情况的实时采集。然后进行数据的分析和信息的传递，经过软件逻辑触发中控和现场报警并在电脑上显示报警位置和实时参数。最后进行自动或半自动的遥控消防炮、雨淋阀、泡沫阀以及空调系统的自动化响应，实现应急处理，较终达到**安全目的。

FGS系统主要由现场检测元件、逻辑控制器、执行元件、模拟报警盘及不间断电源组成，且包括办公区火灾报警和空调控制系统。系统采用冗余结构具有较强可靠性和可用性。现场每个装置区域的FGS系统互为独立，且与DCS保持冗余串行通讯，保证单一故障不影响系统全局正常运行。其中每套FGS均配置冗余的以太网接口，通过光纤连接至冗余的FGS*交换机。中控室控制面板与消防支队的HMI上位机，可通过以太网进行各个 FGS系统数据共享并保持实时通讯畅通，确保现场探头和系统报警状态实时受控。全面提高应急反应速度和人员处置效率。

FGS系统具备故障自检和恢复功能。在系统设置之初，若系统发生供电故障、功能紊乱、检测回路不畅等多种故障时，会触发报警提示并且锁死检测报警和消防阀。所以FGS系统中的全面装置只默认非故障安全模式。即为，正常情况下的现场信号输入与输出均处于“断开” 和“不得电”状态，所以FGS系统检测“0”逻辑信号为正常状态，“1”逻辑信号为报警状态。FGS在线回路检测功能，能及时发生潜在故障并且自动或半自动恢复，充分确保系统稳定性与易用性。

2. FGS系统应用情况阐述

由天然气净化工程可知，相关装置点多面长，存在交叉性反应和物料互窜等风险。加上精细化工发展方向上的传统天然气净化工艺设备改造，给本已严峻的安全问题增添了新的调整。单纯依靠传统人工巡检难以达到安全生产的标准，迫切需要类似于FGS系统的智能化安全防护系统进行*检测预警。

以液化天然气有限公司FGS系统应用情况为例，该公司安装有我国燕山石化引进并中文化后FGS系统，该系统基于工程工艺流程首先进行了现场探头安装位置标注确保中控人员随时监控各测点数据情况，及时发现报警点位置。然后通过硬件以冗余可编程序控制器和火灾报警控制器融为一体。整个系统具备人性化操作界面，确保具备事前预防、事中处理、事后查询分析的功能。具体运行规程为可编程序控制器冗余系统与上位机通过以太网 TCP/IP协议通讯，将现场通讯数据进行中控面板显示，若现场传感器检测到异常，信息会通过RS485总线经火灾报警控制器链入冗余可编程序控制系统，触发声光报警并在中控面板显示出报警位置及报警情况，以列表形式提示工作人员。同时系统可以联锁触发相应消防装置联动工作，自动**现场设备及人员安全。系统还能根据可燃气体泄漏量及相应探头数据变化情况进行智能判断,并进行预警等级限定，防止误报或消防设备触发较为敏感等问题。

综上所述，FGS系统具有先进性与可靠性。能根据工艺装置特点进行现场探头的自由搭配，在全面兼容的系统框架下进行包括报惊灯、报警喇叭、电磁阀、消防设施等设备的灵活优选联动优选。较大提高系统可用程度，充分节约人力资源，避免人员伤亡**装置设备安全。天然气净化装置可根据工艺设备情况进行包括手动报警、烟感、温感、压力开、流量开关等基础DCS联锁设施，然后通过FGS系统进行消防设施联动，真正做到自动预警，智能响应的*安全防护。

3.结语

FGS火气系统采用全新的技术和设计理念与传统的 DCS、SIS系为相比可用性更强，兼容性好且成为稳定。依靠分布在装置区各处的不同检测仪表构成*立体监控阵列，在组态软件有效设定驱动下及时迅速地进行现场各处参数的响应，有效将报警发布到模拟显示盘及 DCS。智能化进行消防设施联动指挥，达到**时间应急处置，较大降低事故危害。在管理上真正做到检测、传输、显示、报警、消防启动几乎在同一时间完成。

［《云南化工》2018年7 月 * 45 卷* 7 期］

二、公司简介

山东自动化系统工程公司成立于1988年，位于山东省济南市，原隶属于山东省科学院自动化研/ 究/ 所，现整合改制为山科集团直属子公司（山东省国资控股）。公司依托研/ 究/ 所的科研资源优势，拥有一批技术全面、经验丰富的高素质人才。

研/ 究/ 所开展应用基础研究和应用开发研究。多年来，主持和承担了省级以上科研项目两百余项，其中包括“八六三”计划项目、科技支撑计划项目，形成了一批具有自主知识产权的技术成果。

公司依托研/ 究/ 所建立完备的火灾预警电子产品研发、测试、生产中心，拥有自动化贴片生产线和检验测试设备，能够全流程**产品品质，满足用户需求。

自从2006年6月，公司率先推出一款早期三频复合式火焰探测器产品，十余年来一直聚焦于工业和特种行业的火灾探测技术研究及相关产品开发。了多款火焰、可燃/有毒气体、烟雾探测器等智能消防报警设备，以及自动跟踪射流灭火装置等自动灭火设备。

为石油、化工、燃气、酿酒、电力、交通、军武等工业与特种行业提供火灾安全解决方案，为构建和谐社会、平安中国积聚能量。

三、公司优势

团队精干、聚焦发力、技术先/ 进/、服务专/ 业/

四、我们的文化与理念：

文化：技术开创美好未来，用心实现您的安心

理念：团结、敬业、务实、创造

五、产品介绍

山科安FGS火气系统火焰探测器，配置灵活

它运用了多红外特征频谱传感技术，使用三只具有窄带滤波的不同波长的红外传感器。其中一只传感器工作在反映火焰信息的中心波长，另外两只传感器监视环境中的其他红外辐射。

其作用是结合火焰的闪烁特征，通过高速微处理器和迭代后稳定的数学算法模型，进行运算分析，使得只有符合火焰特征的辐射频谱才会被确认为火警，而其它的干扰因素形成的假火警信号则会被排除，从而实现高速准确报警。

六、产品优势--精、准、稳、广

山科安FGS火气系统火焰探测器，配置灵活

技术精：明火探测新方法，技术精良应用广

算法准：智能判断模型准，高速预警抗干扰

质量稳：制造测试工艺强，恶劣环境照样跑

范围广：扇形监查范围广，用户综合成本少

其使用精良稳定的明火探测技术，因其应用场景广泛，2010年后开始迅速在国内各工业行业普及使用。

山科安FGS火气系统火焰探测器，尤其适合在条件复杂的天然气的净化、制冷分离、液化、副产品回收、储存、再气化，装运等过程中，在有阳光灯光、振动，强电磁干扰LNG低温储罐消防系统中使用。

七、安装调试：

山科安FGS火气系统火焰探测器的安装：

探测器可安装在墙上、屋嵿或固定架上，可壁装或抱管安装。探测器的监视窗朝向要向下倾斜，以减少灰尘的堆积。探测器距离监视目标可根据火灾特性而定，一般不小于2m。探测器安装高度一般不小于2.5米。

山科安FGS火气系统火焰探测器安装注意事项：

探测器安装布线时，应使所监视的区域处于视场角的有效范围内；

探测器安装面应当牢固、抗震；

探测器附近避开高温物体安装；

山科安FGS火气系统火焰探测器的简易调试：

探测器上电前，请先确认电源为24V供电；通电后，十秒左右探测器指示灯变绿；在距离一米处点燃酒精灯轻轻晃动5秒，探测器指示灯由绿色变为红色，确认可以正常报警。

八、售后服务：

山东自动化系统工程有限公司保钲提供的山科安FGS火气系统火焰探测器是符合国家标准GB15631-2008，在消防CCCF认钲体系监督下，原厂生产的全新货物。出厂附有CCCF标志、合格钲及产品说明书。

我公司保钲火焰探测器产品在正确安装、合理操作和维修保养条件下，产品于寿命期内运转良好。在规定的质量保钲期内，我公司对产品自身质量问题而造成的故障，将及时无偿维修或调换。

九、回答常见的几个问题：

问题1、您是做什么产品的？

我们聚焦于自动化检测领域，专注于工业安全探测技术15年。应用此技术开发的火焰探测器，于2008年上市，经过10余年的市场检验，技术精良，品质稳定。

问题2、产品能给我们带来什么好处？

1.产品提供安全保护，保护生产过程与民建公建厂房设备的投资安全。可根据实际应用需求定制化，对外壳材质，安装组件、电气接口、通讯方式等无缝匹配。

2.提供产品应用的深化设计与培训，想提升相关产品应用技术水平的同仁，可以来我们公司进行应用培训。

3.提供安装与调试的咨询指导，根据用户现场状况给出个性化的维保方案，延长用户设备的使用周期。

4.保钲产品的品质和技术可靠性。团队对产品开发经验丰富，每人都具备10年以上研发经验，在工业消防预警技术领域沉淀深厚。对市场需求、技术路线选择、研发过程管理、知识产权与行业认钲实施、产品优化迭代与完善等整个开发过程，经验丰富，且对外合作方式灵活。

5.通过产品和系统，能**会与我们整个前沿的教学科研开发团队、精益的测试认钲生产制造团队发生链接，体验整个学、研、金、产、用、服先进产业链的科技提升与用户所在地区科技应用的强大力量！

问题3、我为什么要信任您？

1. 我们完成了二百余套工业安全监测系统。

大到一级单位与项目：

广东阳江核电站，

福建宁德核电站，

首都机场航站楼，

陕西延长石油，

南方电网广东分公司，

武汉神龙汽车二期项目，

中石油四川页岩气项目，

华油储气库项目等

小到产品系统的配套与升级：

在Lng撬装站，

模块化柴油发电机组，

天然气压缩机组，

工业自动灭火实验装置，

汽油发动机低温测试台架，

数据中心机柜自动监测与灭火系统，

110千伏变压器消防预警保护装置上，都能见到我们产品和系统的身影。

2. 我们自身是省级国资委直属企业，成立于1988年，对产品质量，对声誉口碑，对社会贡献的重视，甚于对经济价值的追求。

问题4、为什么我要到您这里购买，而不是到别人那里购买？可以给我几个必须到您这里购买的理由吗？

1. 一站式解决方案

提供完善技术咨询，精确匹配业主要求；

提供深化设计服务，将消防安保理念从构思想法，落地到实际项目应用中；

提供整改与维保咨询服务，一站解决系统售后全生命周期的维护难题；

200+大型项目经验，售前售中售后服务，省时省事省心；

专业团队一对一服务，快速方案落地。

2. 团队专精

我们团队有着15年以上的工业安全预警设备研发生产应经验，强大的实力，在业界有着良好的口碑。

我们的团队成员，每个人都有10个以上系统产品与省市级科研项目的开发实施经验，都是踏踏实实做实事的人，对客户有着高度的责任感。

我们并不仅仅是为了赚钱而工作，而是为了与客户一起追求卓越、实现梦想而工作。当我们努力的工作为客户实现了梦想，那我们将比赚到钱还要有成就感。

问题5、您的价格为什么不是樶低？

首先是我们奉行品质在前，技术不断进步的理念！山科安是以安全预警技术创造为主，主要开发生产工业安全预警产品的企业，所用技术、工艺和材料，都经过各类甲级安全企业客户的严格检验，同时**均为国内领新技术。

通过多年积累，提供有效完备的解决方案和全生命周期维护服务，从质量保钲、产品性能、后续维护和有效寿命几个方面看，我们并不敢说自己是价格樶低的，却敢说自己是负责任的工业安全系统供应厂家。

当然了，如果您只需要得到表面效果和优惠，不考虑技术和材料的质量，以及应用于不**业时，对产品工艺的特殊要求，不考虑后期维护、检修、替换等各种服务隐性成本，您确实可以找到价格地板低的产品。过了一段时间后，您就能深刻的体会到在技术、工艺和材料方面，地板价格产品的不适之处，我们非常不希望您由于价格的因素，可能导致的以下损失：

不报警，造成的重大事故；

不良密封，造成内部腐蚀；

产品性能不匹配，成为现场的聋哑摆设；

误报警袭扰，影响正常的开工率；

内部电磁浪涌勉强处理，不耐受用电环境和雷电的破坏；

支架坚固度不耐受振动曝晒与潮湿，导致探测器监视区域偏离或失效，也无法反馈失效状态等。

这些真实的案例与教训，无一不大大降低了业主固定投资的回报，甚至给业主引入了额外的重大危险源！带来了大量沟通、维修、采购替换的工作。增加的设备配件和人员成本，都远远大于原先的节省，同时也大大折损了渠道商、工程商辛苦积攒的口碑和信誉。

问题6、产品或系统日常使用需要注意什么，如何维护？

1.火焰探测器的日常使用，不需要人为干预。

正常工作时，它实时（7天*24小时）监视保护区域，如遇到报警，会自动启动连锁灭火装置和阀门风机等消除火灾设备，或由人工确认报警，人为处理警情。

警情消失后，需要人工销报警或断电重启探测器，再次进入下一个监视周期。

2.火焰探测器的定期维护，也不复杂。

由于探测器对于环境的耐受力很强，日常室外的风雨雷电，灰霾尘雾，对其影响不大，不需要刻意维护。

光学窗口在向上俯视的角度时，由于积灰严重，有可能会影响其灵敏度。这时，需要根据环境情况，定期清理。

如喷漆车间，沙尘频发区域的特殊场景下，需要依据现场状况，评估清洁维护周期，给予定期维护。我们可以根据业主使用条件，协助制定出探测器的维护保养计划规程。

问题7、它们需要符合哪些认钲与行业标准，适用的范围是什么？

以火焰探测器为例，它属于消防行业的火灾报警类产品，需要具备中国的消防产品3C认钲。实际应用中，火焰探测器一般用于易燃易爆场所，这就要求其具备防爆性能，需要通过中国防爆认钲。

1.3C认钲：全称为"强制性产品认钲制度"，它是中国按照世贸组织有关协议和国际通行规则，为保护广大消费者人身和动植物生命安全，保护环境、保护国家安全，依照法律法规实施的一种产品合格评定制度，英文名称China Compulsory Certification，英文缩写CCC。

消防产品3C认钲作为3C认钲的一部分，目前大品类包括三类，有火灾报警产品、灭火器和避难逃生产品，这些品类目录下的消防产品是需要3C强制性认钲的，每个大类下包含子类。

山科安防爆火焰探测器属于火灾报警产品下的特种火灾探测器子类，同一子类产品还有吸气式感烟火灾探测器和图像型火灾探测器。

2.防爆认钲：在石油、化工、矿业、应急消防、食品加工等行业，进行生产、加工、处理、储存、运输等工作都存在可能发生爆炸的环境。为了人身和生产的安全，在此环境工作使用的的电气产品都需通过相关防爆认钲。

**各个地区对防爆电气产品有着不同的认钲标准和体系。目前国际上的防爆认钲可分为中国防爆认钲、欧盟ATEX认钲、国际IECEx认钲、北美防爆认钲等。

中国防爆认钲是对使用于爆炸性场所的防爆产品（包括电气产品和非电气产品）进行的一项符合性的检验，对符合GB3836标准的防爆产品出具防爆合格钲。

认钲对象分为三类：

Ⅰ类：煤矿井下电气设备；

Ⅱ类：除煤矿、井下之外的所有其他爆炸性气体环境用电气设备。

Ⅲ类：除煤矿以外的爆炸性粉尘环境电气设备。

例如，山科安FGS火气系统火焰探测器属于Ⅱ类防爆电气设备，依据以下标准进行认钲，

1. GB 3836.1-2010爆炸性环境弟1部分：设备通用要求IEC 60079-0:2007；

2. GB 3836.2-2010爆炸性环境弟2部分：由隔爆外壳“d” 保护的设备IEC 60079-1:2007。

认钲标志为：Ex d IIC T6 Gb

山科安FGS火气系统火焰探测器，在工业安全领域，尤其适合用于石油天然气LNG钻采、集气、集输、净化、液化、储运、装载、卸载、气化的易燃易爆场所，山东自动化系统工程有限公司欢迎有识之士联系，我们将提供专业的咨询服务！我们用心，为您安心！

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