EXPLORERZH-2综合录井仪正压防爆仪器房(鸿胜)

1、EXPLORER ZH-2综合录井仪正压防爆仪器房说明书中国石化录井装备制造中心2013年6月目 录1 正压防爆仪器房11.1 前言11.2 仪器房主要技术参数11.3 仪器房结构11.4 仪器房搬运32 正压防爆系统42.1 系统结构42.2 正压防爆系统操作52.2.1 正压运行状态52.2.2 正压短延时状态132.2.3 旁通状态142.2.3 防爆功能测试153 仪器房供电及电源控制系统213.1 防爆控制箱内部电路流程213.2 主变压器接线213.3 配电部分电路流程223.4 配电部分电路常见故障25附录26附录1 防爆电源控制箱内部线路图26附录2 PLC控制接线图27附录3

2、 主电路接线图28附录4 脱气器电路接线图29附录5 分配电路线路图301 正压防爆仪器房1.1 前言正压防爆综合录井仪仪器房（以下简称仪器房）是专门为录井仪器而设计制造的，该房整体采用连续正压通风结构，适用于陆地石油勘探及海上石油勘探，可工作在井场的二类一区（中断或间歇危险区）或二区（异常性危险区）等危险环境，其设计和制造满足IEC79-13标准，并通过挪威船级社DNV认证。1.2 仪器房主要技术参数输入电压：3P3W 220/380/440/480V；输出电压：3P4W 380V；最大功率：30KVA；正压通风时间设定T1：10Min(030Min可调)；低压延时切断电源设定T2：30S（

3、010Min可调）；出口风闸自动关闭温度值70±2；可燃气体二级报警值25%LEL；可燃气体一级报警（切断电源值）值50%LEL；有毒气体二级报警值10ppm；有毒气体一级报警（切断电源值）值20ppm；感温切断电源值60；正压状态室内压力：60120Pa。1.3 仪器房结构（1）区域分布仪器房外形为非标准集装箱结构，侧面采用瓦棱钢板，顶底及底部采用平板钢，底部加爬犁，上部设有四个吊角，侧面设有一个主门，靠近主门的一侧设有爬梯。主门下方设有一踏脚梯，以方便工作人员进出。仪器房整体长8500mm，宽2500mm，高2790mm，标准为12吨，底面积21.25m2。仪器房分为两个相对独立

4、区域，一是电缆仓区域，仓内可以放置电缆、电缆滚筒及各传感器，还设有空调室外机和通风管道。二是工作区域，内侧板壁使用船用金属扣板，内部设有密封良好的防泄漏二道门、设有一个直推式外开门逃生口、防爆观察窗、工作台及家具等，该区域可进行连续正压通风，并设有防爆监测和控制系统。（2）结构设计仪器房有效容积8000mm×2500mm×2630mm，侧板采用4mm厚瓦棱钢板，顶板为4mm平面钢板，内焊25mm×100mm×15mm的槽钢加强横梁，每根横梁间距为600mm。上部四角设置标准集装箱吊运角件，供装卸车使用。底部横向焊有5#槽钢横梁，间距为314mm。槽钢下面

5、为4mm厚钢板，钢板四边与箱底四周满焊，槽钢两边为100mm间断焊。仪器房底部为长8500mm的16#工字钢拖架。仪器房左侧面设有水密防火门主通道一个（A-60标准）。仪器房右侧设有应急逃生出口（A-60标准）一个。一旦发生险情，仪器房正门封堵时，工作人员可以从此出口撤离。仪器房前端处设通风出口（A-60标准）风闸，进行整个室内通风，该风闸可调节房内的压力差，当室外温度超过70，风闸自动关闭，也可人工应急关闭。仪器房正面设有A-60级防爆观察窗。仪器房水密防火门内设有缓冲对开玻璃门，采用良好的密封结构，最大限度保证危险区域和安全区域空气隔离。为了能够使仪器房在燃烧的条件下维持仪器房不变形，达到

6、A-0级标准，仪器房钢结构内侧面在上下梁之间都焊有支撑扁钢管，管距1120mm。（3）防爆空调安装空调室外散热器安装在电缆仓内，为了保证良好的通风，电缆仓门设有通风百叶窗，散热器用防爆风扇通风散热。室外与室内的电缆、制冷液管采用不锈钢防爆接头进行密封连接。空调压缩机装在仪器房内。（4）防火材料及舾装仪器房室内四周有30mm厚的保温陶瓷棉，顶部为50mm厚的保温陶瓷棉，该材料保温性能好，阻燃性能为A-60级，陶瓷棉外层是B0级耐火型船用金属舾装扣板，该舾装扣板厚为30mm，外层是0.7mm厚钢板。中间是保温隔热的岩棉材料。地板采用A-60级保温隔热的岩棉材料，敷设于底部5#槽钢之间，厚度为70m

7、m，表面再焊有5mm厚钢板。以上材料在高温下不会产生有害气体。（5）正压防爆电源控制系统 正压防爆电源控制系统是仪器房的防爆控制中心，由防爆电源控制箱、安全隔离栅、风速流量器、压力开关、烟雾和热探头、报警器、应急切断开关及等组成。当以上各种传感器所测得的参数超过设定值，防爆系统发出一级报警、二级报警、切断电源灯功能，有效保证仪器房的安全。1.4 仪器房搬运（1）仪器房起吊仪器房上部四角为起重吊角，钢丝绳穿过起吊孔，再在钢丝绳套插上粗金属棒即可起吊。仪器房吊起时严禁用单绳对角起吊，必须用双绳四角起吊。起吊下放时应慢速下放，避免快速下放撞击地面，摔坏仪器房。（2）仪器房安放仪器房安装放置在井场靠近

8、振动筛且地势平坦地点。 （3）仪器房接地仪器房外壳应接地良好（一般配有专门的接地棒用于接地，仪器房接地点在爬犁的一角，在海洋钻井平台上将录井仪器房外壳与甲板接触良好即可），对地电阻不大于4。铜棒地线埋深不小于60cm， 铜棒直径不少于10mm。（4）电源线布设进、出仪器房的电源线、信号线、电话线应根据其线型选择合适的电缆穿隔密封胶块密封。进入仪器房电源线，应通过电缆密封夹紧装置接入隔爆箱，并用压紧螺母将信号线压紧，确保密封良好，保证系统的防爆性能。将风机电源线和电源线接入防爆箱内，接入时确保螺帽夹紧线。2 正压防爆系统2.1 系统结构仪器房整体采用连续正压通风结构，系统包括通风系统和防爆监控系

9、统。通风系统包括风机、通风管道、管道入口、出口风闸等组成。防爆监控系统由防爆电源控制箱和外围探测器组成。正压防爆风机放在安全区，用法兰接头把阻燃性能良好的通风管同电缆仓内固定管道相连，管道长度60m，内径185mm。防爆电源控制箱对外围探测器的信号进行采集、分析、处理和参数设置及电源变换、风机和通用电源的输出；外围探测器包括可燃气体探测器、压差开关、流速开关、火警探测和报警输出等。如图2.1所示。总电源开关模式选择作用1：快速按下，报警消音作用2：按下6S，屏幕中英文切换图2.1 防爆电源控制箱外观防爆电源控制箱内部配置：400500V开关电源、三菱小型PLC、三菱LCD显示器、继电器、接触器

10、和热保护接触器、断路器、安全栅、保险丝、接线端子、接地端子、电源开关、选择开关、按钮等。如图2.2所示。图2.2 防爆电源控制箱内部图2.2 正压防爆系统操作2.2.1 正压运行状态 （1）正压运行启动前的准备关闭仪器房内所有负载电源，将防爆控制箱“电源总开关”置于“0”。将仪器房侧面的风道口盖板打开，如图2.3所示。接上风道管线，将风道管线另一端拉至安全区域。风机管道 接入口图2.3 连接风机管道请仔细检查风道管线有无破损，如有破损必须更换，否则鼓风机会将危险区的空气吸入仪器房。检查出口风闸是否处于开启位置，否则打开风闸。如图2.4所示。此状态为开启状态下拉把手可以关闭图2.4 出口风闸出口

11、风闸主要由防火调节阀、余压阀、铝合金风口和防水百叶窗组成。防火调节阀具有风量调节、手动关闭和70±2自动关闭功能。余压阀具有阀门两端压差自动止回功能，当箱内压力超过余压阀设定压力时，余压阀自动打开一定量，当外界压力超过箱内压力时，阀门自动关闭与外界隔断。当井场出现险情时拉动应急关闭开关，将防火调节阀关闭，险情排除后再将防火调节阀恢复。关闭仪器房所有舱门。检查应急关闭按钮处于打开状态。应急关闭按钮图2.5 应急关闭按钮（2）启动正压运行将防爆控制箱“模式选择”置于“正压运行（NORMAL）”。将防爆控制箱“电源总开关”置于“1”。按动“风机启动”按钮，启动风机。风机得电运转向仪器房内送

12、进新鲜空气，室内气压逐渐增大，当室内的气压达到设定值（60120Pa），仪器房进行换气，如图2.6所示。换气周期为10分钟，换气完成时，如果可燃性气体、烟雾、硫化氢、微差压传感器的输出信号均在正常的范围内时，将提示换气结束，如图2.7所示。方可启动通用电源。换气过程提示图2.6 换气过程提示换气结束提示图2.7 换气结束提示注意观察机柜上方的室内压差表，如图2.8所示。如果舱门气密性良好、鼓风机运转方向正确，则仪器房在几秒钟之内应能建立起60Pa以上的气压。图2.8 室内压差表如果长时间无法建立60Pa以上的气压，则一般情况下是由于以下原因造成：舱门密封胶条脱落或破损，需立刻更换。风机三相交流

13、电机运转方向错误，需要更改三相电源相位。更改三相电源相位方法有两种方式：在总电源输入端任意倒换两根火线，如图2.9所示。在风机接线盒处倒换两根火线，如图2.10所示。注意：无论哪种方式，必须切断电源操作！仪器房总电源接入端 图2.9 总电源接入风机电源接入端图2.10 风机电源接线端子如果室内压差表压力持续大于120Pa，或者在几秒种时间达到并且持续满偏，应该调整风机出风口挡板，如图2.11所示；或者检查防火风闸是否打开，如图2.4所示。风机出风口挡板图2.11 风机出风口挡板启动风机前，如果有毒气体浓度大于低位设定值（10ppm）、可燃气体浓度大于低位设定值（25%LEL）及有火警，风机不可

14、启动。风机启动后，如有毒气体浓度大于低位设定值（10ppm）、可燃气体浓度大于低位设定值（25%LEL），风机保持运转；一旦如有毒气体浓度大于高位设定值（20ppm）、可燃气体浓度大于高位设定值（50%LEL）及有火警，风机立即停止运转。风机启动后，当流速小于设定值时，将无法进入换气过程；只有在流速大于设定值时才开始进入换气过程。达到规定的换气时间后换气结束，此时方可启动通用电源。流速检测如图2.12所示。图2.12 流速检测通用电源启动后，如果室压低于低位设定值（50Pa），将延时设定的时间（30S）关闭通用电源；如果有毒气体浓度大于低位设定值（10ppm）、可燃气体浓度大于低位设定值（25

15、%LEL），将进行报警并有相应的报警指示；如果有毒气体浓度大于高位设定值（20ppm）、可燃气体浓度大于高位设定值（50%LEL），将进行报警并有相应的报警指示，同时通用电源及风机立即关闭。开启设备电源。在配电面板后面，打开各空气开关，如图2.13所示。图2.13 配电面板后面在配电面板前面，打开主电路电源、脱气器电路电源，如图2.14所示。图2.14 配电面板前面打开UPS主机电源、确保其电池开关打开，如图2.15所示。图2.15 UPS开关依次打开计算机、设备电源，如图2.16所示。图2.16 计算机及设备2.2.2 正压短延时状态将防爆控制箱“模式选择”置于“正压短延时（SHORTCUT

16、）”。将防爆控制箱“电源总开关”置于“1”。按动“风机启动”按钮，启动风机。在3秒时间内室内的气压达到设定值（60120Pa），即可启动通用电源。如图2.17所示。图2.17 正压短延时运行其它操作参见2.2.1部分。2.2.3 旁通状态在旁通（非正压运行）状态下，可实现不受风机开启及压力换气过程的影响直接启动通用电源。将防爆控制箱“模式选择”置于“非正压运行（OVERRIDE）”。将防爆控制箱“电源总开关”置于“1”。等待防爆控制箱启动完毕（报警声音完毕），按动“输出电源合”按钮。开启设备电源，同2.2.1-部分。2.2.3 防爆功能测试防爆功能测试，除了卸压断电测试外，均可以在正压与旁通状

17、态下进行。（1）卸压断电测试正压防爆系统开启正常运行后，仪器房室内保持60120Pa压力，此时如果打开舱门，压力将降至50Pa以下，仪器房延时30S断电，如图2.18所示。延时30S断电室压低于50Pa图2.18卸压断电测试压力检测探测器如图2.19所示。图2.19 压力探测器（2）急停功能测试急停按钮安装在靠近仪器房门且容易操作的位置，如图2.20所示。当遇到紧急情况时，直接将急停按钮按下即进入急停状态，通用电源及风机都将关闭，所有操作均无效。系统仅对报警指示及报警参数进行显示，同时应急灯启动。当紧急情况取消时，按照急停按钮的箭头方向旋转即可复位。图2.20 急停按钮（3）可燃气体测试该探测

18、器为点型可燃气体探测器，如图2.21所示。技术参数如下：检测气体：CH4 准确度等级：±3%FS量 程：0100%LEL 低限报警点：25%LEL环境温度：-4070 高限报警点：50%LEL防爆标示：Exd IIC T6 GbCH4 图2.21 可燃气体探测器用标准可燃气体（CH4）对可燃气体探测器进行测试，当可燃气体浓度达到25%LEL时，可燃气体报警，系统可以正常运行；当可燃气体浓度达到50%LEL时，系统报警并关闭仪器房电源，如图2.22所示。移开可燃气体，浓度下降至25%LEL以下，即可复位。可燃气体指示图2.22 可燃气体测试（4）有毒气体测试该探测器为点型有毒气体探测器

19、，如图2.23所示。技术参数如下：检测气体：H2S 准确度等级：±3%FS量 程：050ppm 低限报警点：12ppm环境温度：-2050 高限报警点：25ppm防爆标示：Exd ib IIC T6 GbH2S 图2.23 有毒气体探测器用标准有毒气体（H2S）对有毒气体探测器进行测试，当有毒气体浓度达到10ppm时，进行有毒气体报警，系统可以正常运行；当有毒气体浓度达到20ppm时，系统报警并关闭仪器房电源，如图2.24所示。移开有毒气体，浓度下降至10ppm以下，即可复位。有毒气体指示图2.24 有毒气体测试（5）感温测试该探测器为点型光电感温火灾探测器，如图2.25所示。技术参

20、数如下：环境温度：-1050 测试范围：0.421.8 VOLTS额定电压：24VDC 报警温度：57.2防爆标示：Exia IIC T5热风机 图2.25 点型光电感温火灾探测器用热风机对感温探头进行报警测试，在距离探头150mm的位置对探头吹热风，当温度上升到60时，火灾报警并切断仪器房电源，如图2.26所示。火灾报警图2.26 感温测试卸下感温探测器，待温度降低即可复位，如图2.27所示。图2.27 卸下感温探头复位（6）感烟测试该探测器为点型光电感烟火灾探测器，如图2.28所示。技术参数如下：环境温度：-1055 额定电压：24VDC 防爆标示：Exia IIC T5烟雾 图2.28

21、点型光电感烟火灾探测器用烟雾对探头进行报警测试，当烟雾浓度达到相应浓度时，火灾报警并且切断仪器房电源。卸下感烟探测器，待烟雾降低至相应浓度即可复位3 仪器房供电及电源控制系统输入电压供给为三相三线，整机能在供电电压480V/440V/380V/220V、频率为50/60 Hz的三相交流电源输入条件下正常工作。3.1 防爆控制箱内部电路流程外电源（三相三线制）先进入防爆控制箱，经过空气开关（PSW1）分为三路：第一路是经过开关电源转变为24VDC为PLC等器件供电；第二路是经过空气开关（PSW2）、交流接触器（KM1）、热继电器（FR1）到防爆风机；第三是路经过交流接触器（KM2）到变压器。3.

22、2 主变压器接线主变压器接线图如图3.1所示。图中下排接线柱为变压器一次侧，进线来自防爆控制箱，采用“”连接（所以ZH-2综合录井仪只接井场3根相线）；图中上排接线柱为变压器二次侧，为仪器供电，采用“yn”连接，并且引出中性线。出厂时变压器的初始接入为380VAC，在使用过程中，如改变输入电压需进行相应的接入更改，更改须由电气工程师操作或由相应工程师指导操作。图3.1接线方式为井场供电380VAC的情况，如果井场电压为480VAC，需要将来自防爆箱的进线以及其对应的变压器一次侧进线，一起移到标示为“480”的接线柱即可，必须A、B、C三相都做相同移动。其它“220”、“440”接线柱改动方式相

23、同。一次侧“”连接，线圈首尾相接二次侧“Yn”连接输出给设备供电进线来自防爆控制箱图3.1 变压器接线图3.3 配电部分电路流程电源线自变压器出来，经过主空气开关（Q1）到电源配电柜，如图3.2所示。配电柜面板按钮可以对主电路、脱气器电路进行操作，如图3.3、图3.4所示。总开关脱气器1脱气器2图3.2 配电柜后面板电压/频率表选择开关电流表选择开关图3.3 配电柜前面板脱气器交流接触器脱气器热继电器主电路交流接触器互感器保险丝图3.4 配电柜内部（1）主电路控制接通空气开关（Q1），配电柜面板上三相电源的三个指示灯亮和电压表、电流表及频率表同步有显示。按动电源启动按钮（SB1），主接触器（K

24、M1）得电，主接触器三个常开触点闭合，三相电源开始向仪器及用电设备供电；松开电源启动按钮（SB1），由于常开触点（KM1-1）的自锁作用，主接触器（KM1）仍处于得电状态，主电路保持通电状态。此过程常开触点（KM1-2）闭合，绿色启动指示灯亮，而常闭触点（KM1-3）断开，红色停止指示灯熄。当按动停止按钮SB2时才能切断主电路通路回路，使主接触器（KM1）失电，停止向仪器及其它用电设备供电，在主电路断电状态下，主接触器（KM1）常开触点（KM1-2）断开，绿色启动指示灯熄，常闭触点（KM1-3）由断开恢复到闭合状态，此时红色停止指示灯亮。（2）脱气器电路控制仪器一般有两套相同的脱气器电路，以脱气器1为例进行说明。合上脱气器空气开关，脱气报警器会发出报警声，这是因为脱气报警器与热继电器、脱气器交流接触器的常闭触点串联，按动脱气器启动按钮即可消除报警声。按动脱气器1的启动按钮（SB3）时，脱气器交流接触器（KM2）得电，接触器三个常开触点闭合，脱气器得电工作，松开脱气器的启动