海上平台柴油应急发电机组系统设计关键点论文_马金喜,王万旭,金秋,高阳,陈建玲

马金喜 王万旭 金秋 高阳 陈建玲

中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海石油研究院 天津 300452

摘要:本文考虑不同海域、不同作业者的需求,在满足标准规范的前提下,结合生产实际和项目研究设计经验,对海洋平台柴油应急发电机组的选型、供电范围与原则、机组容量以及系统设计等关键技术进行探讨研究,为以后同类工程的应急发电机组研究设计提供实践参考。

关键词:海上平台,柴油应急发电机组,系统设计,应急负荷,容量确定

1. 前言

为确保海上平台生产和生活的安全,组块上应设有独立的应急电源,一般通过设置应急发电机组供电。应急电源的作用是为平台黑启动、台风或应急状态下一些重要设备提供必须的电力,当主发电机出现故障或发生应急关断时,满足消防、应急照明等设备的需求。应急发电机组应在主电源失效的情况下,确保4秒之内自动启动和供电,供电时间为18小时以上。因此要求应急发电机组能够快速启动并自动为一些重要设备供电,通常平台设计都选用柴油发电机组。

2. 标准规范对海上平台应急发电机组系统设计的要求

根据《海上固定平台安全规则》以及《海上固定平台入级与建造规范》的相关条款要求,应急发电机组系统设计应满足如下要求:

(1)应急发电机组应能在使用的最低环境温度下易于冷机启动。如不具备这种能力,应装设一个经检验机构认可的辅助预热装置,以保证机组的冷机启动性能。

(2)自动启动的应急发电机组应设有经检验机构认可的启动装置,并配备至少能供六次连续启动的能源。此外,宜配备在30分钟内能启动三次的第二能源,但人工启动能被证明是有效者除外。

(3)应急发电机组的柴油机应有独立的冷却装置和燃油供给系统。

3. 应急发电机组的系统设计

3.1应急供电范围和机组容量的确定

考虑不同海域、不同作业者的需求,在确定应急发电机组规模时,应按照规范要求,遵循海上平台工艺/公用系统用电设备、管线电伴热挂应急电的原则,以实现更好的优化配置方案。

应急供电的范围和工况主要考虑见表1:

表1:应急供电的范围和工况

注:

1)消防主环路若采用淡水保压,消防保压泵应考虑挂应急电源。

2)管线应急伴热负荷应按冬夏季工况分别核算,并与应急供电各工况进行组合计算。

3)机组容量除要满足平台的应急负荷及考虑一定的余量外,还要考虑在应急工况下吊机、消防泵的启动负荷问题,若平台上的吊机和消防泵都设置两台、驱动方式为一电一柴,则在应急工况下可不考虑由应急机供电,也不必考虑加大应急机的容量。

3.2机组辅助系统设计

(1)柴油日用罐容积的确定

根据应急总负荷需求,考虑柴油发电机组选靠档型,结合厂家机组的耗油率,确定柴油日用罐的输送量,一般按0.2kg/Kw.h计算,柴油密度取830kg/m3。按照《海上固定平台安全规则》的要求,应急发电机组要满足应急设备供电18h,因此柴油日用罐的容量至少要保证18h的消耗,同时还应考虑储罐高低液位报警值和电加热器设置高度,通常考虑高液位距顶板200mm,低液位距底板200mm。

以渤海油田某井口平台柴油日用罐的容积确定为例:

•应急柴油发电机组现场功率:500kW

•机组柴油耗量:(500×0.2×18)/830=2.2m3

•考虑罐设置高低液位报警和电加热器,高液位报警值1600mm,低液位报警值400mm,最终确定罐体尺寸为:1.8m (L)×1.4m(W)×1.8m(H)。

(2)柴油日用罐工艺管线直径的确定

按照平台柴油系统打入日用罐的流量能满足在0.5~1h内灌满罐,同时日用罐溢流管线的截面积应不得少于该罐进口管线截面积 的1.25倍,确定进出口以及溢流口的管线流速和直径。

4. 结束语

通过系统论述,明确了如何根据标准规范要求,结合海上平台的系统设计和生产作业特点,高质量完成柴油应急发电机组的系统设计。本文所采用的设计方法以及提出的关键点,为以后同类工程的研究设计提供了一定的借鉴参考。

参考文献:

[1] 中华人民共和国国家经济贸易委员会.海上固定平台安全规则[S].

[2] 中国船级社.海上固定平台入级与建造规范[S].北京:人民交通出版社,1992

[3] 《海洋石油工程设计指南》编委会.海洋石油工程机械与设备设计[M].北京:石油工业出版社,2007:126-130.

第一作者简介:马金喜(1977-),男,高级工程师,现主要从事海上油气田开发工程机械研究设计。

论文作者:马金喜,王万旭,金秋,高阳,陈建玲

论文发表刊物:《防护工程》2018年第8期

论文发表时间:2018/8/28

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