本公开一般涉及浮式生产储油卸油装置，具体涉及冷放空系统，尤其涉及冷放空系统中油气排放管用熄火方法及其熄火系统。
背景技术：
FPSO(即浮式生产储油卸油装置)是对开采的石油进行油气分离、处理含油污水、动力发电、供热、原油产品的储存和运输，集人员居住与生产指挥系统于一体的综合性的大型海上石油生产基地，由于其优越的原油处理能力以及功能多样性，受到了海洋油气市场的青睐。其中，FPSO上设有冷放空(cold vent)系统，冷放空系统是指FPSO上不被点燃的油气的排放系统，比如油舱透气系统等。按照《国际海上人命安全公约》要求，此类系统排放点的位置距离火源或者可能制造出火源的设备及舱室的空气吸入口至少10m。在实际设计过程中，还要结合项目本身的结构特点，及考虑工作海域的地理环境(比如风速、风向、温度等)对大流量的排放系统做扩散分析，以确保释放出的油气不会被点然。即便如此，在海洋中作业时还要考虑一些导致冷放空系统点燃的不可控因素，比如雷电、静电、火炬油滴产生的“火雨”等。
目前，对于灭火处理方式主要有两种，一种是降低温度，一种是降低氧气含量。而对于FPSO而言，由于冷放空系统采用的是倾斜向上的油气排放管来排放需要冷放空的油气，且油气排放管的长度较长，一般可到达十几米以上，且管内一直有向外流通的油气，极大地增加了灭火的难度。目前，在FPSO上主要采用油气检测系统报警与平台运行紧急切断系统两者配合方式来熄灭被点燃的冷放空系统，但这样会影响冷放空系统的使用以及增加对冷放空系统的损害。
技术实现要素：
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种冷放空系统中油气排放管用熄火方法及其熄火系统。
本发明提供一种冷放空系统中油气排放管用熄火方法，包括如下步骤：当油气排放管的安全状态信息为着火时，启动阻燃气体供应装置向油气排放管排入第一阻燃气体进行熄火处理，其中第一阻燃气体通过输气管输送至油气排放管中。
本发明还提供一种熄火系统，包括用于排出第一阻燃气体的阻燃气体供给装置和输气管，输气管上分别包括与阻燃气体供给装置连通的进气口，以及用于与油气排放管连通的出气口。
本发明提供的冷放空系统中油气排放管用熄火方法及其熄火系统，在油气排放管出现着火时，通过阻燃气体供给装置输出第一阻燃气体，第一阻燃气体通过输气管输送至冷放空系统中的油气排放管中，使得第一阻燃气体与油气排放管中的油气(主要为碳氢化合物)有效地混合，从而稀释了油气中氧气的含量，从而使得油气排放管中被点燃的油气气体逐渐熄灭，实现了熄火的目的，也提高了冷放空系统的使用安全性能。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例提供的熄火系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
本申请提供一种熄火系统控制方法，包括如下步骤：当油气排放管的安全状态信息为着火时，启动阻燃气体供应装置向油气排放管排入第一阻燃气体进行熄火处理，其中第一阻燃气体通过输气管输送至油气排放管中。
在本实施例中，当油气排放管中出现着火现象时，通过启动阻燃气体供应装置向油气排放管排入第一阻燃气体进行熄火处理。在本实施例中采用第一阻燃气体与油气混合以形成混合气体，进而实现稀释原油气中的氧气含量，以达到逐渐熄灭被点燃的油气的目的，同时也提高了灭火操作的安全性，且灭火效果明显以及成本低。
优选地，在启动阻燃气体供应装置向油气排放管排入第一阻燃气体进行熄火处理之前，还包括：获取油气排放管是否着火的安全状态信息。
在FPSO中，由于油气排放管中会持续排放油气，在油气排放期间，阻燃气体供应装置向油气排放管排入阻燃气体进行熄火处理。在油气排放管处于无着火状态时，排放的第一阻燃气体会降低油气中氧气的含量，具有防燃效果，进一步提高冷放空系统的使用安全性能。但基于成本考虑以及FPSO上储备的第一阻燃气体有限，所以选择先监测油气排放管路的安全状态，当油气排放管处于无着火状态时，不启动阻燃气体供应装置；当为着火状态时，由于油气排放管内部持续地向外排放油气，使得着火的油气会在油气排放管的末端向外喷出，此时不会轻易向始端蔓延，此时对冷放空系统的损害较小。通过启动阻燃气体供应装置，利用第一阻燃气体将着火的油气逐渐熄灭，实现熄火的目的，同时也降低了第一阻燃气体的损耗，延长了熄火系统的使用寿命。
此外，获取油气排放管是否着火的安全状态信息的方式有多种，例如：利用温度传感器对油气排放管的末端处的温度进行检测，当发现温度突然快速升高且超过预设温度阈值时，处理单元便会发出启动阻燃气体供应装置的控制信号，实现启动阻燃气体供应装置进行熄火处理等。当然，还可以通过人为观察的方式发现油气排放管着火时，人为启动阻燃气体供应装置进行熄火处理。
优选地，在启动阻燃气体供应装置向油气排放管排入第一阻燃气体进行熄火处理之后，还包括：阻燃气体供应装置停止向油气排放管排入第一阻燃气体。
在本实施中，在通过启动阻燃气体供应装置向油气排放管排入第一阻燃气体进行熄火处理之后，即油气排放管中的被点燃的油气被熄灭后，阻燃气体供应装置便停止向油气排放管排入第一阻燃气体，以实现节约使用第一阻燃气体的目的。
优选地，在启动阻燃气体供应装置向油气排放管排入第一阻燃气体进行熄火处理之前，还包括：当阻燃气体供应装置的使用状态为失效时，启动阻燃气体备用供应装置向油气排放管排入第二阻燃气体进行熄火处理，其中第二阻燃气体通过输气管输送至油气排放管中；当阻燃气体供应装置的使用状态为有效时，执行启动阻燃气体供应装置向油气排放管排入第一阻燃气体进行熄火处理。
在实际使用过程中，可能由于第一阻燃气体泄漏、用完或者其他故障，使得阻燃气体供应装置处于失效状态，即无法排出第一阻燃气体，这样会失去安装阻燃气体供应装置的意义。在本实施例中，为了防止上述问题的出现，增设了阻燃气体备用供应装置以替换阻燃气体供应装置，排出第二阻燃气体，实现熄灭被点燃的油气的功能。
优选地，在启动阻燃气体备用供应装置向油气排放管排入第二阻燃气体进行熄火处理之前，还包括：获取阻燃气体供应装置失效与否的使用状态。
为了避免由于阻燃气体供应装置的失效进而导致的熄火工作延迟情况的出现，在本实施中，在启动阻燃气体备用供应装置时，先获取阻燃气体供应装置的失效与否的使用状态。当阻燃气体供应装置处于失效状态，立即启动阻燃气体备用供应装置进行熄火处理，当阻燃气体供应装置有效时，便启动阻燃气体供应装置进行熄火处理。
优选地，在启动阻燃气体备用供应装置向油气排放管排入第二阻燃气体进行熄火处理之后，还包括：阻燃气体备用供应装置停止向油气排放管排入第二阻燃气体。
在本实施例中，在通过启动阻燃气体备用供应装置向油气排放管排入第二阻燃气体进行熄火处理之后，即油气排放管中被点燃的油气被熄灭后，阻燃气体备用供应装置便停止向油气排放管排入第二阻燃气体，以实现节约使用第二阻燃气体的目的。
优选地，在启动阻燃气体供应装置向油气排放管排入第一阻燃气体进行熄火处理的期间，还包括：当阻燃气体供应装置的使用状态由有效状态变为失效状态时，启动阻燃气体备用供应装置向油气排放管排入第二阻燃气体。
在本实施例中，在启动阻燃气体供应装置向油气排放管排入第一阻燃气体进行熄火处理的期间，且当阻燃气体供应装置的使用状态由有效状态变为失效状态时，即阻燃气体供应装置在进行熄火处理的期间，阻燃气体供应装置的使用状态由有效状态变为失效状态时，此时阻燃气体供应装置已经无法完成熄火的作用，此时启动阻燃气体备用供应装置向油气排放管排入第二阻燃气体，进行熄火处理。此外，当启动阻燃气体备用供应装置时，阻燃气体供应装置也会停止启动。
优选地，在启动阻燃气体供应装置向油气排放管排入第一阻燃气体进行熄火处理的期间，还包括：获取阻燃气体供应装置失效与否的使用状态。
在本实施例中，启动阻燃气体供应装置向油气排放管排入第一阻燃气体进行熄火处理的期间，即阻燃气体供应装置在排出第一阻燃气体的期间，获取阻燃气体供应装置失效与否的使用状态。更优选地，对阻燃气体供应装置的使用状态进行持续监测。如当阻燃气体供应装置的使用状态由有效状态变为失效状态时，即表明阻燃气体供应装置出现故障，处于失效状态。
此外，获取阻燃气体供应装置的使用状态的方式有多种，例如：利用传感器或者流量计等装置对输气管中的阻燃气体流量进行检测，当发现阻燃气体的流量显著降低或者没有时，处理单元便会发出启动阻燃气体备用供应装置的控制信号，实现启动阻燃气体备用供应装置进行熄火处理等。当然，还可以通过人为观察的方式观察油气排放管中灭火效果，当灭火效果明显减弱或者没有效果时，便可启动阻燃气体备用供应装置进行熄火处理等。
请参考图1，本申请还提供一种冷放空系统用熄火系统，包括用于输出第一阻燃气体的阻燃气体供给装置1和输气管，输气管上分别包括与阻燃气体供给装置1连通的进气口，以及用于与油气排放管3连通的出气口。
本申请提供的冷放空系统用熄火系统，通过阻燃气体供给装置1输出第一阻燃气体，第一阻燃气体通过输气管输送至冷放空系统中的油气排放管3中，使得第一阻燃气体与油气排放管3中的油气(主要为碳氢化合物)有效地混合，从而稀释了原油气中氧气的含量，从而使得油气排放管3中被点燃的油气气体逐渐熄灭，实现了熄火的目的，提高了冷放空系统的使用安全性能。
优选地，第一阻燃气体优选为CO2。
在本实施例中，由于CO2具有不助然、不可燃、易获取、易存储等优点，本实施例中阻燃气体优选为CO2。当然，第一阻燃气体并不局限于CO2，如氦气、氮气等等。同时，第二阻燃气体也优选为CO2。在实际使用时，由于冷放空气体的主要成分为碳氢化合物，为了达到较好的灭火效果，控制CO2释放的量应为CO2与冷放空油气混成的混合气体的82％，冷放空油气为混合气体的18％。
优选地，输气管中设有气体增压装置4。
在本实施例中，由于输气管内比较平坦且长度较长，管径大小几乎无变化，使得第一阻燃气体在输气管末端受到的压强很小，导致第一阻燃气体在流出输气管进入油气排放管3时动能不大，与油气排放管3中的油气混合程度较差，这样会减弱阻燃的效果。为了使得两者混合充分，在输气管中增加有气体增压装置4，使得第一阻燃气体在经过气体增压装置4时压强增加，进而使得第一阻燃气体在输气管末端受到的压强相对增加，排出时具有较大的动能，使得两者能够充分混合，稀释氧气的效果明显。
优选地，气体增压装置4包括节流孔板。
在本实施例中，气体增压装置4包括节流孔板，节流孔板设置于输气管中。节流孔板上设有节流孔，当第一阻燃气体经过节流孔时受到阻力，流速增加，压强变小，然后随着第一阻燃气体穿过节流孔板时，流通区域变大，流速下降，压强增加，进而使得进入油气排放管3中的第一阻燃气体流速增加，具有较大的动能，使得两者能够充分混合，稀释氧气的效果明显。当然这里气体增压装置4并不局限于节流孔板，如气体增压泵等皆可。
优选地，输气管包括主输气管21以及沿主输气管21向外延伸的输气支管22，输气支管22上设有出气口。
在本实施例中，为了增加熄火的效果，输气管包括主输气管21以及沿主输气管21向外延伸的输气支管22，输气支管22与主输气管21连通，输气支管22上设有出气口，出气口与油气排放管3连通。第一阻燃气体通过主输气管21并分流至每个输气支管22，并由每个输气支管22输入至油气排放管3路中。采用上述设计，可以而增加第一阻燃气体与油气之间的混合接触点，进而增加了接触面积，提高第一阻燃气体与油气之间的混合效果，显著稀释氧气，提高灭火效果。此外，当冷放空系统出现问题时，不能持续排放油气时，火势会出现反向蔓延，但在反向蔓延过程中，由于要经过每个输气支管22，使得在蔓延过程中，火势也会被熄灭，有效地避免了火势的反向蔓延。
优选地，每个输气支管22中设有气体增压装置4。
在本实施例中，每个输气支管22中设有气体增压装置4，使得每个输气支管22中输入油气排放管3中的第一阻燃气体都具有较好的动能，在第一阻燃气体与油气之间多点接触混合的基础上，进一步使得两者之间充分混合，进一步增加混合效果，提高熄火效果。
优选地，输气支管22沿主输气管21的长度方向并排设置。
在本实施例中，输气支管22沿主输气管21的长度方向并排设置，可使得在油气排放管3中的油气在排放时，依次经过每个输气支管22，实现多次与输出的第一阻燃气体接触混合，进一步提高混合效果。同时，当冷放空系统出现问题时，不能持续排放油气时，火势会出现反向蔓延，但在反向蔓延过程中，由于要经过依次每个输气支管22，使得在蔓延过程中，火势也会被熄灭，有效地避免了火势的反向蔓延。
优选地，相邻输气支管22上的出气口之间距离间隔为3米，节流孔板设有4个节流孔，每个节流孔在输气管的径向方向上的有效面积为0.2cm2。
在本实施例中，主输气管21上均匀设置有4个输气支管22，且输气支管22优选连接于油气排放管3的末端，相邻输气支管22上的出气口之间距离间隔为3米，节流孔板设有4个节流孔且优选为矩阵排布，每个节流孔的有效面积为0.2cm2，能够使得第一阻燃气体的阻燃作用达到较好的效果。这里节流孔的有效面积可理解为：节流孔垂直于输气支管22的轴线设置。
优选地，熄火系统还包括阻燃气体备用供给装置5，进气口与阻燃气体备用供给装置5连通。
在对被点燃的冷放空的油气进行灭火时，若阻燃气体供给装置1出现故障不能排出第一阻燃气体或者第一阻燃气体被用完的情况下，由于油气排放依旧继续，火势会越来越大，会对冷放空系统造成巨大的损害。在本实施例中，为了避免上述问题，冷放空系统用熄火系统通过设置阻燃气体备用供给装置5，在阻燃气体供给装置1失效的情况下，可代替阻燃气体供给装置1对冷放空油气持续提供第二阻燃气体，来实现熄火作用。
优选地，熄火系统还包括保温装置，保温装置包括箱体61，阻燃气体备用供给装置5以及阻燃气体供给装置1设置于箱体61中；以及用于加热箱体61的加热器62、与加热器62连接的温度控制器63。
在本实施例中，阻燃气体以CO2为例，CO2的储存环境如下：压强为5171kpa，液体形式储存于可重复填充的钢瓶中。阻燃气体供给装置1以及阻燃气体备用供给装置5中内包括多个上述含有液体CO2的钢瓶，其具体数量可根据冷放空的流量和CO2释放的时间计算获得。保温装置包括存放液体CO2的箱体61，以及用于对箱体61内部环境加热处理的加热器62，以及用于检测箱体61内温度以及控制加热器62工作的温度控制器63。温度控制器63包括感温单元以及处理单元，感温单元用于获取箱体61内温度值，处理单元中设有最低温度值与最高温度值，最低温度值如21℃，最高温度值如22℃。当箱体61内温度值低于21℃，处理单元控制加热器62开始加热，使其温度达到22℃后处理单元控制加热器62停止加热，以使得液体CO2的存储温度为21℃-22℃之间，便于液体CO2的钢瓶一开启后便会输出气体的CO2，以提高阻燃气体的输出效率。
优选地，冷放空系统用熄火系统还包括感温单元，用于获取油气排放管3末端的温度值，包括温度传感器、放大电路以及模数转换器等；以及处理单元，如PLC、单片机等。当获取的温度值大于预设的温度阈值时，表明油气排放管3末端出现着火现象，处理单元通过控制警示元件工作，以告知工作人员启动阻燃气体供应装置，或者处理单元直接控制阻燃气体供应装置的启动。冷放空系统用熄火系统还可包括流量计，用于获取输气管中的阻燃气体的流量值。当阻燃气体的流量值低于预设的流量阈值时，处理单元通过控制警示元件工作，以告知工作人员启动阻燃气体备用供应装置，或者处理单元直接控制阻燃气体备用供应装置的启动。
阻燃气体备用供给装置和阻燃气体供给装置结构相同，可包括钢瓶、存放在钢瓶中CO2、钢瓶上设有排气喷嘴以及开始排气喷嘴的开启装置。阻燃气体备用供给装置为本领域的现有技术，本文不在赘述。
本申请人认为本申请提供的冷放空系统中油气排放管用熄火方法及其熄火系统针对的对象是数十米长度且向上倾斜设置的管路，且管路中持续排出有易燃的油气，与现有的气体灭火装置不同，现有的灭火装置针对的是一个相对封闭的场所或者设备，两者显然存在明显的区别，本领域技术人员在不发挥创造性劳动的情况下，不能将传统的气体灭火装置运用到排气管中。
需要理解的是，上文如有涉及术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。