杜國強(qiáng)， 胡曉明， 劉吉飛

(海洋石油工程股份有限公司 設(shè)計(jì)公司， 天津 300451)

一種新型海洋平臺(tái)主機(jī)房設(shè)計(jì)技術(shù)

杜國強(qiáng)， 胡曉明， 劉吉飛

(海洋石油工程股份有限公司 設(shè)計(jì)公司， 天津 300451)

通過對(duì)海洋平臺(tái)主機(jī)房設(shè)計(jì)的分析，介紹一種新型的主機(jī)房階梯布置設(shè)計(jì)技術(shù)。該技術(shù)優(yōu)化了主機(jī)房結(jié)構(gòu)，在節(jié)能減排、避免主機(jī)房頂漏水以及主機(jī)房風(fēng)機(jī)和排煙設(shè)施操作維修空間整合等方面具有重要意義。實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用結(jié)果表明，該技術(shù)可以為后續(xù)類似主電站房間的布置設(shè)計(jì)提供借鑒。

海洋平臺(tái)；電站；主機(jī)房；階梯布置

0 引言

海洋平臺(tái)生產(chǎn)和生活的電力系統(tǒng)不同于陸上油田，其生產(chǎn)運(yùn)行大多采用設(shè)置主電站進(jìn)行自主發(fā)電并集中供電的方式。海洋平臺(tái)上的主電站作為整個(gè)海上油氣田工程的心臟，對(duì)整個(gè)工程的生產(chǎn)和生活設(shè)施提供電力能源，以維持海上油氣田工程正常、連續(xù)、安全的生產(chǎn)[1]。為了保證生產(chǎn)的連續(xù)性和安全性，一般還應(yīng)設(shè)置備用電站及應(yīng)急電站。

海洋平臺(tái)主電站按原動(dòng)機(jī)類型不同可分為燃?xì)廨啓C(jī)電站、柴油往復(fù)機(jī)電站、原油往復(fù)機(jī)電站、天然氣往復(fù)機(jī)電站、低壓雙燃料往復(fù)機(jī)電站、高壓雙燃料往復(fù)機(jī)電站及蒸汽輪機(jī)電站等；按照機(jī)組防護(hù)不同，主機(jī)又可分為罩殼類機(jī)組和非罩殼類機(jī)組，區(qū)別為非罩殼類主機(jī)需要單獨(dú)設(shè)置主機(jī)房間用于防護(hù)機(jī)組。由于罩殼類機(jī)組價(jià)格昂貴，目前國內(nèi)海洋平臺(tái)項(xiàng)目多采用設(shè)計(jì)主機(jī)房間的形式設(shè)置主電站。

1 海洋平臺(tái)常規(guī)主機(jī)房設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

以原油主電站為例，主機(jī)系統(tǒng)主要由原油發(fā)電機(jī)組、原油處理及輸送設(shè)施、冷卻水設(shè)施、滑油處理設(shè)施和主機(jī)啟動(dòng)氣設(shè)施等組成。通常主機(jī)房間內(nèi)布置發(fā)電機(jī)組、冷卻水設(shè)備、滑油處理設(shè)施和啟動(dòng)氣設(shè)施，其余設(shè)施布置在房間外。

主機(jī)房間常規(guī)設(shè)計(jì)為一個(gè)方形房間，房間內(nèi)布置主機(jī)及輔機(jī)設(shè)備等，房間頂布置風(fēng)機(jī)房間、FM200房間、排煙管道及一些輔機(jī)設(shè)備等。主機(jī)房間通常布置在上層甲板上，這樣通風(fēng)良好，如出現(xiàn)可燃?xì)怏w泄漏能夠快速擴(kuò)散，維修時(shí)能充分利用平臺(tái)吊機(jī)；若上層甲板有限，發(fā)電機(jī)組也可布置在上層甲板以下的甲板，但需用防火墻與其他區(qū)域隔離。主機(jī)排煙管道應(yīng)布置在平臺(tái)甲板外邊緣的下風(fēng)向，同時(shí)房間應(yīng)至少設(shè)兩個(gè)向外開的門或應(yīng)急門。

2 新型主機(jī)房設(shè)計(jì)技術(shù)成果概述及推廣應(yīng)用情況

本文以中國南海某大型海洋平臺(tái)項(xiàng)目為例，介紹一種新型主機(jī)房設(shè)計(jì)技術(shù)。

2.1 設(shè)計(jì)技術(shù)成果概述

本項(xiàng)目主機(jī)房設(shè)計(jì)前期階段采用了常規(guī)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思路，主機(jī)房為方形結(jié)構(gòu)，房間內(nèi)布置發(fā)電機(jī)組及輔機(jī)設(shè)備，房間頂布置了FM200房間、輔機(jī)設(shè)備、送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)施、排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)施和主機(jī)排煙管等。圖1和2為常規(guī)主機(jī)房布置方案圖。該方案最明顯的缺陷為房間內(nèi)高度較低的輔機(jī)設(shè)備區(qū)域上方空間利用率不足。

圖1 主機(jī)房常規(guī)方案平面布置圖 圖2 主機(jī)房常規(guī)方案立面三維示意圖

海油工程設(shè)計(jì)公司總體專業(yè)通過對(duì)原主機(jī)房設(shè)計(jì)方案的評(píng)估，認(rèn)為主機(jī)房南側(cè)的空間冗余度狀態(tài)存在優(yōu)化可能，因此開展了降低南側(cè)主機(jī)房頂標(biāo)高的方案設(shè)計(jì)。優(yōu)化前主機(jī)房間高度為8.5 m，主機(jī)房南側(cè)布置的輔機(jī)設(shè)備有4臺(tái)滑油分離器、4臺(tái)滑油冷卻器、1臺(tái)滑油泵和4臺(tái)中央冷卻器共13臺(tái)設(shè)備。設(shè)備高度較低，均在2.5 m以內(nèi)。最終設(shè)計(jì)方案確定為：采用階梯化主機(jī)房設(shè)計(jì)方案，主機(jī)房南側(cè)房頂高度降低3 m。圖3為階梯化主機(jī)房結(jié)構(gòu)圖。

圖3 階梯化主機(jī)房結(jié)構(gòu)圖

該設(shè)計(jì)成果成功解決了主機(jī)房間布置于海洋平臺(tái)頂層甲板的一系列技術(shù)難題。采用階梯化主機(jī)房布置設(shè)計(jì)方法，優(yōu)化了主機(jī)房結(jié)構(gòu)，在節(jié)能減排、避免主機(jī)房頂漏水以及主機(jī)房風(fēng)機(jī)和排煙設(shè)施操作維修空間整合等方面具有重要的意義。

2.2 成果實(shí)現(xiàn)的功能與用途

該主機(jī)房設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的功能和解決的問題如下：

(1) 首次采用階梯化主機(jī)房設(shè)計(jì)方案。房間設(shè)計(jì)緊湊，較優(yōu)化前設(shè)計(jì)的方形主機(jī)房，在滿足主機(jī)布置空間要求的前提下，房間容積減少787 m3，占總?cè)莘e約14%；節(jié)約房間墻皮及框架鋼材、排煙管支撐鋼材、風(fēng)機(jī)操維平臺(tái)鋼材等共計(jì)約107 t，減少FM200瓶組約16組(120 L)；同時(shí)減少了一些燈具、探頭、管線等散料?？偣?jié)約費(fèi)用共計(jì)約150萬元，從而實(shí)現(xiàn)了節(jié)能設(shè)計(jì)的理念。

(2) 通過階梯布置，實(shí)現(xiàn)了主機(jī)排煙管側(cè)沿水平方向穿出主機(jī)房墻壁的布置，與以往常規(guī)設(shè)計(jì)中排煙管從房頂垂直穿出主機(jī)房相比，極大降低了主機(jī)房頂漏水的風(fēng)險(xiǎn)(尤其是在雨季)，從而保證了主機(jī)的安全運(yùn)行。階梯化主機(jī)房頂布置及通道示意圖如圖4所示。

圖4 階梯化主機(jī)房頂布置及通道示意圖

(3) 采用階梯化主機(jī)房設(shè)計(jì)方案，可以實(shí)現(xiàn)操作人員在房頂進(jìn)行所有排煙設(shè)施和風(fēng)機(jī)的日常維護(hù)工作，較以往常規(guī)設(shè)計(jì)中在房間頂單獨(dú)設(shè)置維修平臺(tái)相比，操作維修更為便利，節(jié)約費(fèi)用和人員操作工時(shí)。同時(shí)由于房間容積減小，在風(fēng)機(jī)功率不變的情況下，增大了主機(jī)房的換氣次數(shù)，使房間內(nèi)的氣流組織更加合理[2]。

目前，新型階梯化主機(jī)房設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于實(shí)際的海洋石油平臺(tái)項(xiàng)目中，深受業(yè)主及作業(yè)區(qū)人員的好評(píng)。該技術(shù)為國內(nèi)海洋石油平臺(tái)首次應(yīng)用，填補(bǔ)了國內(nèi)海洋工程領(lǐng)域在該方面的空白。

3 結(jié)論

本文根據(jù)海洋平臺(tái)的特點(diǎn)及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的一些要求，從節(jié)能設(shè)計(jì)、安全可靠、便于操作維修等角度考慮，對(duì)海洋平臺(tái)主機(jī)房的設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析說明及優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而研究了一種新型的主機(jī)房設(shè)計(jì)技術(shù)。研究結(jié)果表明：(1) 對(duì)于海洋平臺(tái)主機(jī)房間設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合房間結(jié)構(gòu)及設(shè)備尺寸，充分考慮操作維修及安全經(jīng)濟(jì)可靠等多種因素；(2) 階梯化主機(jī)房設(shè)計(jì)技術(shù)為主機(jī)房設(shè)計(jì)提供了新的布置思維方式，為后續(xù)類似主電站房間的布置設(shè)計(jì)提供了設(shè)計(jì)借鑒；(3) 在后續(xù)的海洋工程主機(jī)房設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，相信該主機(jī)房設(shè)計(jì)技術(shù)會(huì)得到一定的推廣和應(yīng)用。

[1] 《海洋石油工程設(shè)計(jì)指南》編委會(huì)．海洋石油工程設(shè)計(jì)概論與工藝設(shè)計(jì)[M]．北京：石油工業(yè)出版社，2007．

[2] 王會(huì)峰，沈志恒，辛順，等. 風(fēng)機(jī)布置對(duì)海洋平臺(tái)噪聲的影響研究[J]. 中國海洋平臺(tái), 2014, 29(1):7-12.

A New Type Design Technology for Main Generator Room

DU Guoqiang, HU Xiaoming, LIU Jifei

(Offshore Oil Engineering Co., Ltd., Tianjin 300451, China)

Based on the analysis of the design of a main generator room on offshore platform, a new type terraced arrangement design technology for main generator room is introduced. The technology can optimize the arrangement of the generator room, and be of importance in the energy-saving and emission reduction, room roof leakage avoidance, and operation and maintenance for fan and exhaust facilities. Actual project application results show that the technology can provide design reference for the layout design of the similar main generator rooms.

offshore platform; power station; main generator room; terraced arrangement

2016-05-31

杜國強(qiáng)(1982-)，男，工程師

1001-4500(2017)02-0026-03

F416.22

A