【摘 要】文章以FPSO動力模塊為依托，通過論述FPSO模塊設(shè)計建造現(xiàn)狀分析、FPSO動力模塊工作原理、FPSO動力模塊建造精度控制研究，詮釋了FPSO動力模塊建造精度控制的重點及難點，掌握FPSO動力模塊建造的關(guān)鍵技術(shù)，將為我國海工模塊建造的發(fā)展產(chǎn)生積極的作用。

【關(guān)鍵詞】FPSO；模塊建造；精度控制

0．前言

由于當(dāng)前國際原油價格的不斷攀升引發(fā)了新一輪的海洋油氣開采熱潮，海洋工程各界加速擴建海洋工程鉆采和生產(chǎn)裝備，使海工產(chǎn)品建造市場走向空前的繁榮。在海工產(chǎn)品制造過程中，大型模塊的建造對增加整個工程進度將產(chǎn)生重要影響。FPSO動力模塊中的燃氣透平發(fā)電機組是為FPSO提供電力的重要模塊，通過對此模塊建造過程中精度控制的研究，掌握FPSO動力模塊建造的關(guān)鍵技術(shù)，將為我國海工模塊建造的發(fā)展產(chǎn)生積極的作用。

1.國內(nèi)外FPSO模塊設(shè)計建造現(xiàn)狀分析

1.1 國外FPSO模塊設(shè)計建造現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

國外FPSO模塊設(shè)計建造已處于較為成熟的階段，目前百分之九十以上的模塊設(shè)計與建造均在國外，歐美和印度等國家對FPSO模塊工藝部分的設(shè)計處于領(lǐng)先地位，新加坡在FPSO的改裝領(lǐng)域占有大量訂單，同時也包攬了大部分模塊的建造工程。國外船廠由于受到場地資源的限制以及人工成本相對較高，所以他們的發(fā)展趨勢則向技術(shù)含量較高的高附加值項目發(fā)展。

本世紀(jì)初，韓國以高技術(shù)、高質(zhì)量、高附加值的“三高”方針奠定了本國造船業(yè)的發(fā)展方向，而海洋工程裝備作為其中的代表得到了迅速的發(fā)展。目前，韓國三星重工、大宇造船海洋和現(xiàn)代重工都有各自側(cè)重的海洋工程產(chǎn)品，其中三星重工在鉆井船建造的領(lǐng)先優(yōu)勢日益擴大，而大宇造船海洋和現(xiàn)代重工則在新建FPS0和半潛式鉆井平臺上略勝一籌。此外，三大企業(yè)都著重發(fā)展新式海洋工程裝備。

1.2 國內(nèi)FPSO模塊設(shè)計建造現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

FPSO模塊建造項目在國內(nèi)目前主要集中在中海油公司、大連中遠船務(wù)工程有限公司、天津勃邁克公司等，目前FPSO是當(dāng)前海洋工程熱點之一，上部功能模塊更是各公司爭搶焦點。雖然我國近年來建造FPSO模塊逐漸增多，但我國現(xiàn)在FPSO模塊設(shè)計水平還處于初級階段，國內(nèi)只有少數(shù)中海油等幾家公司能夠設(shè)計些簡單功能模塊。所以說在模塊設(shè)計方面我們還有較長路要走。

2.FPSO動力模塊工作原理

海上采油氣平臺和大型浮動生產(chǎn)、儲存、卸貨油輪FPSO等，由于其遠離陸地，所采用的電力系統(tǒng)，具有獨立性和特殊性。一般要求海上平臺電力系統(tǒng)所選用發(fā)電機，調(diào)壓動作時間短、調(diào)節(jié)速度快，發(fā)電機要有較強勵磁能力和過載能力。而燃氣輪機發(fā)電機組完全符合這些特征，同時具有效率高、啟動快、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、氣體污染小等特點。燃料可以“就地取材”，利用海上采油氣平臺在正常生產(chǎn)中采集到的天然氣來供給燃氣輪機消耗，避免了采油平臺遠離陸地，燃料運輸過程中帶來的不便和危險以及高昂的運輸費用；同時避開了采油平臺地方狹小，難以儲存大量燃料的困難；體積小、功率大、機組安裝簡便、系統(tǒng)自動化程度高、管理方便，所以燃氣透平發(fā)電機組已廣泛地被應(yīng)用在海洋采油設(shè)施中。

FPSO動力模塊的發(fā)電機組是整個FPSO的心臟，它發(fā)出的電能供全船用電設(shè)備使用，是保證模塊安全和正常工作的前提和基礎(chǔ)。FPSO動力模塊包括了啟動系統(tǒng)（START SYSTEM）、燃料系統(tǒng)（FUEL SYSTEM）、滑油系統(tǒng)（LUBE SYSTEM）、電力系統(tǒng)（ELECTRICAL SYSTEM）、密封系統(tǒng)（SEAL SYSTEM）、主機清洗系統(tǒng)（ENGINE CLEANING）、進氣系統(tǒng)（TURBINE AIR INLET SYSTEM）、排氣系統(tǒng)（TURBINE EXHAST SYSTEM）等多個系統(tǒng)，工作介質(zhì)（燃油、燃氣、滑油、液壓油、壓縮空氣、淡水等）由MARINE部分和其他模塊共同提供。同時也為各模塊的相關(guān)設(shè)備提供熱介質(zhì)。

3.FPSO動力模塊建造精度控制研究

精度控制：

為了保證分段制作和合攏的精度要求，減少分段制作和縮短合攏周期，應(yīng)對本模塊建造實施精度管理。

3.1劃線的范圍

每個分段在胎上進行組裝，上胎板的基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)線、余量線及其200mm檢查線、所有內(nèi)部構(gòu)件的安裝線、重要結(jié)構(gòu)的理論線同側(cè)100mm（100+t）檢查線。

3.2劃線的技術(shù)要求

i.劃線使用的方法應(yīng)當(dāng)可靠，工具應(yīng)經(jīng)計量且統(tǒng)一，并應(yīng)符合現(xiàn)行的精度標(biāo)準(zhǔn)。劃線使用的符號必須統(tǒng)一，中心線、輪廓線、結(jié)構(gòu)線、余量線、對合線，等都要用色漆表示清楚，并打上洋沖標(biāo)注。

ii.平直分段或子分段：

在劃線完成后，施工單位在做內(nèi)部構(gòu)件安裝線或根據(jù)余量處理方案處理余量之前，對上胎板的對角線尺寸、邊框尺寸（長和寬）進行檢測，如果尺寸偏差大于2.5mm，應(yīng)反饋。對劃線尺寸進行檢查后修改，直至最后滿足要求為止。

3.3控制余量劃線精度

i.大合攏采用無余量合攏。橫縫劃線工作是分段建造過程中所有裝配工作的基礎(chǔ)。因此，控制無余量劃線精度是保證分段制作精度和分段合攏順利進行的前提。

ii.劃線前，劃線人員應(yīng)仔細研究圖紙和有關(guān)資料，掌握分段的各種關(guān)鍵尺寸，并根據(jù)余量處理方案中的有關(guān)規(guī)定，考慮各個方向上補償?shù)募臃?，在劃線時嚴(yán)格控制主要尺寸的精度，保證各主要尺寸的誤差在標(biāo)準(zhǔn)公差要求的范圍之內(nèi)。

iii.所有分段的劃線工作均需向檢驗員交檢，通過后方可裝配構(gòu)件。檢驗員在驗收時除了結(jié)構(gòu)線外，還應(yīng)控制加放值和余量處理方案的網(wǎng)絡(luò)線和檢查線，以便及時發(fā)現(xiàn)紕漏錯誤。

3.4控制分段制作精度

所有分段和總段施工者在分段制作的中間過程中應(yīng)多少次測量分段的主要尺寸，發(fā)現(xiàn)問題及時反饋并同車間主管一起采取合理的處理方法，在裝配后的焊接過程中應(yīng)嚴(yán)格遵守規(guī)程。

3.5控制分段余量切割精度和邊緣坡口質(zhì)量

在切割前必須看清圖并掌握坡口角度方可切割。切割過程中應(yīng)該經(jīng)常檢測切割誤差并隨時進行調(diào)整。切割精度及質(zhì)量必須符合要求。

3.6生產(chǎn)設(shè)計圖紙余量表

(a)分段工作圖根據(jù)精度控制要求，按照余量符號系統(tǒng)全面標(biāo)注余量，作為指導(dǎo)各施工階段余量處理的技術(shù)據(jù)。最終建造公差要符合API RP 2A和業(yè)主規(guī)格書的要求，凡未提到的誤差要求均按上述技術(shù)規(guī)格書或規(guī)范執(zhí)行。

(b)注意事項:各道工序的開始，必須在上道工序測量檢查合格并驗收后進行。焊接時要有一定的固定措施及焊接順序。臨時吊點使用后應(yīng)即切掉并打磨、防腐。

(c)施工機具和輔助用料:

(1)施工機具：海吊、岸吊、履帶吊、汽車吊、千斤頂、倒鏈及拖拉繩等。

(2)工裝：分段合攏工裝、腳手架。

4.結(jié)束語

總之， 由于模塊建造僅僅是整個海工產(chǎn)品建造構(gòu)成的一個重要環(huán)節(jié)，鑒于它的技術(shù)含量、建造成本和功能上的特殊地位，模塊的總體建造水平的高低總體上完全能夠反映出一個企業(yè)海洋工程裝備的建造能力和項目管理水平，因此有必要從行業(yè)和國家的角度出發(fā)進行分析，認清形勢，及時調(diào)整自身方向，力爭在最短的時間內(nèi)縮短與先進海工制造企業(yè)的差距，早日為我國海工事業(yè)的騰飛做出應(yīng)有的貢獻。 [科]