劉傳彬

摘? 要：某海上平臺(tái)主電站由2臺(tái)原油主機(jī)和1臺(tái)天然氣機(jī)組成，在使用過(guò)程中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)原油主機(jī)的冷卻、潤(rùn)滑和啟動(dòng)等輔助系統(tǒng)存在不同程度的缺陷，導(dǎo)致原油主機(jī)出現(xiàn)過(guò)多次故障及意外關(guān)停，致使平臺(tái)失電。通過(guò)對(duì)原油主機(jī)輔助系統(tǒng)的優(yōu)化研究，對(duì)原油主機(jī)的冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)及啟動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了適應(yīng)性改造升級(jí)，改造升級(jí)后原油主機(jī)的穩(wěn)定性和安全性都得到了極大的提高。

關(guān)鍵詞：原油主機(jī);輔助系統(tǒng);優(yōu)化研究

中圖分類號(hào)：TE34? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

某海上平臺(tái)主電站是由2臺(tái)原油主機(jī)和1臺(tái)天然氣機(jī)組成的。在正常工況下，1臺(tái)原油主機(jī)及1臺(tái)天然氣機(jī)供給平臺(tái)所有負(fù)荷，另1臺(tái)原油主機(jī)備用。原油主機(jī)是平臺(tái)電站的主要供電設(shè)備，其穩(wěn)定性和安全性直接關(guān)系到平臺(tái)的正常生產(chǎn)和安全穩(wěn)定。原油主機(jī)的輔助系統(tǒng)主要是由冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)、啟動(dòng)系統(tǒng)等組成的。

1 現(xiàn)有問(wèn)題分析

在運(yùn)行過(guò)程中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)2臺(tái)原油主機(jī)的冷卻、潤(rùn)滑、啟動(dòng)輔助系統(tǒng)存在不同程度的缺陷，嚴(yán)重影響了原油主機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，甚至導(dǎo)致原油主機(jī)出現(xiàn)故障及意外停機(jī)，嚴(yán)重影響油田正常生產(chǎn)。提高原油主機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性成為維護(hù)人員的重點(diǎn)研究方向，通過(guò)對(duì)原油主機(jī)現(xiàn)有各輔助系統(tǒng)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)原油主機(jī)的冷卻、潤(rùn)滑及啟動(dòng)輔助系統(tǒng)主要存在3個(gè)問(wèn)題。1）冷卻系統(tǒng)采用海水換熱，管線耐海水腐蝕差，經(jīng)常發(fā)生海水管線腐蝕泄露，嚴(yán)重影響原油主機(jī)正常運(yùn)行;海水冷卻系統(tǒng)為板式換熱器，由于海水中雜質(zhì)的聚集和海生物的繁殖，容易造成板式換熱器堵塞，導(dǎo)致原油主機(jī)滑油高溫關(guān)停。2）平臺(tái)失電后，原油主機(jī)的軸承潤(rùn)滑油泵主電源斷電，軸承的負(fù)荷端和非負(fù)荷端缺少滑油潤(rùn)滑易發(fā)生軸承抱死，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組故障損壞。3）原油主機(jī)的啟動(dòng)方式為空氣起動(dòng)，在使用過(guò)程中多次出現(xiàn)氣動(dòng)馬達(dá)被銹渣堵塞，甚至故障損壞，導(dǎo)致原油主機(jī)無(wú)法正常起動(dòng)。

2 優(yōu)化研究及改造

該文針對(duì)原油主機(jī)輔助系統(tǒng)存在的問(wèn)題和缺陷，進(jìn)行了優(yōu)化研究及改造，內(nèi)容包括：海水管線防腐性能提升研究，海水冷卻系統(tǒng)優(yōu)化改造，發(fā)電機(jī)組增加軸承應(yīng)急后潤(rùn)滑系統(tǒng)，主機(jī)起動(dòng)空氣管線改造等。

2.1 冷卻系統(tǒng)優(yōu)化研究及改造

2.1.1 海水管線防腐性能提升研究

平臺(tái)主海水管線采用外加電流陰極防護(hù)技術(shù)，在近幾年的腐蝕檢測(cè)中管線壁厚均未發(fā)生明顯變化，主海水管線達(dá)到了良好的防護(hù)效果。原油主機(jī)海水冷卻系統(tǒng)管線為平臺(tái)海水系統(tǒng)的分支，管線管徑小，管線走向復(fù)雜，且管線上儀表和閥門(mén)等較多，不具備采用外加電流陰極防護(hù)技術(shù)的條件。原油主機(jī)海水管線原設(shè)計(jì)采用碳鋼加鍍層的方式防腐，在實(shí)際使用過(guò)程中耐腐蝕效果十分不理想，內(nèi)腐蝕嚴(yán)重，多次出現(xiàn)腐蝕泄露，嚴(yán)重影響了原油主機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。為了提高海水冷卻系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，嘗試將部分管線更換為不銹鋼管線，使用一段時(shí)間后效果也不是很理想，多處出現(xiàn)點(diǎn)蝕穿孔現(xiàn)象。

經(jīng)查閱資料、咨詢廠家及可行性研究，創(chuàng)新采用了管路式犧牲陽(yáng)極防護(hù)短節(jié)對(duì)原油主機(jī)海水管線進(jìn)行防護(hù)，該管路式犧牲陽(yáng)極防護(hù)短節(jié)按照使用2年的壽命進(jìn)行設(shè)計(jì)，防護(hù)短節(jié)同時(shí)具有結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，安裝更換方便等優(yōu)點(diǎn)，在原油主機(jī)海水管線的進(jìn)、回水管線均加裝防護(hù)短節(jié)，應(yīng)用后對(duì)原油主機(jī)海水管線起到了很好的防護(hù)效果，得到有效防護(hù)的管線未再發(fā)生腐蝕泄露。

2.1.2 海水冷卻系統(tǒng)優(yōu)化改造

原油主機(jī)海水冷卻系統(tǒng)采用板式換熱器冷卻高低溫水和滑油。主機(jī)在運(yùn)行一段時(shí)間后，滑油溫度就會(huì)持續(xù)升高。檢查發(fā)現(xiàn)換熱器的海水通道被海生物和雜質(zhì)堵塞，造成海水流通性下降，進(jìn)而影響中冷器換熱效果，導(dǎo)致主機(jī)高低溫水溫度和滑油溫度偏高，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成主機(jī)滑油高溫報(bào)警停機(jī)后平臺(tái)失電。為了保證原油主機(jī)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，定期清洗板式換熱器成了日常工作中必不可少的一項(xiàng)。由于原油主機(jī)板式換熱器的安裝位置空間狹小，體積較大，導(dǎo)致拆卸、回裝極不方便，而且清洗時(shí)必須停運(yùn)主機(jī)。經(jīng)過(guò)分析研究并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，提出在海水管網(wǎng)出口處增加加藥裝置和在板式換熱器前增加籃式濾器的綜合解決方案。

2.1.2.1 海水管網(wǎng)出口增加加藥裝置

在海水管網(wǎng)出口增加加藥裝置，藥劑選取安全環(huán)保型藥劑，避免產(chǎn)生對(duì)海洋環(huán)境的污染。應(yīng)用加藥裝置可以有效殺死海水管線中的海生物，避免因海生物繁殖在海水管線中滋生出大型殼體生物，堵塞海水管道以及各類換熱器。而小型的海生物被殺死后，可以被新安裝的原油主機(jī)板式換熱器前的籃式濾器提前過(guò)濾掉，保證了原油主機(jī)中冷器的換熱效果。

2.1.2.2 原油主機(jī)板式換熱器前增加籃式濾器

在板式換熱器前增加籃式濾器，可以提前過(guò)濾掉海水中的雜質(zhì)及海生物，提高板式換熱器的換熱效率。

改造完成后，維護(hù)人員只需要清洗籃式濾器，清洗作業(yè)時(shí)間從以前的3 h減少到了30 min，大大降低了維護(hù)人員的工作量，而且可以在線清洗，不影響原油主機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，極大地改善了電站的穩(wěn)定運(yùn)行狀況，保證了平臺(tái)安全穩(wěn)定生產(chǎn)。

2.2 潤(rùn)滑系統(tǒng)優(yōu)化研究及改造

潤(rùn)滑油泵的三相220 V電源接在應(yīng)急照明盤(pán)，一旦平臺(tái)失電，軸承潤(rùn)滑油泵的電機(jī)主電源斷電，發(fā)電機(jī)的負(fù)荷端和非負(fù)荷端軸承的潤(rùn)滑系統(tǒng)就會(huì)失效，起不到潤(rùn)滑、冷卻的效果。此時(shí)發(fā)電機(jī)組主軸和負(fù)荷端軸承處于高溫狀態(tài)，潤(rùn)滑油停止循環(huán)，易發(fā)生軸承抱死，不僅影響整個(gè)軸承的使用壽命，甚至?xí)?dǎo)致發(fā)電機(jī)組故障，甚至造成更大的損失。

由于平臺(tái)失電后，絕大部分的主電源都處于斷電狀態(tài)。采用UPS系統(tǒng)給軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)供電，又會(huì)加大UPS系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，造成中控、通信等關(guān)鍵設(shè)備的供電時(shí)間不足。經(jīng)研究論證提出采用平臺(tái)儀表氣/供用氣系統(tǒng)的壓縮空氣作為動(dòng)力源，為發(fā)電機(jī)兩端軸承分別增加了一套軸承應(yīng)急后潤(rùn)滑系統(tǒng)。

2.3 啟動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化研究及改造

原油主機(jī)的起動(dòng)方式為空氣起動(dòng)，正常起動(dòng)時(shí)，儲(chǔ)備在壓縮空氣氣瓶的空氣通過(guò)空氣管線到氣動(dòng)馬達(dá)，壓縮空氣驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng)原動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時(shí)原油主機(jī)起動(dòng)。在使用過(guò)程中，多次出現(xiàn)氣動(dòng)馬達(dá)故障導(dǎo)致原油主機(jī)無(wú)法起動(dòng)的問(wèn)題。拆檢氣動(dòng)馬達(dá)，發(fā)現(xiàn)氣動(dòng)馬達(dá)內(nèi)部存在大量銹渣，導(dǎo)致氣動(dòng)馬達(dá)被銹渣堵塞，無(wú)法正常起動(dòng)原油主機(jī)。

由于空氣氣瓶至氣動(dòng)馬達(dá)的管線為普通材質(zhì)管線，管線內(nèi)部容易發(fā)生銹蝕，產(chǎn)生的銹渣被壓縮空氣帶至氣動(dòng)馬達(dá)，導(dǎo)致氣動(dòng)馬達(dá)堵塞。為了解決這個(gè)問(wèn)題，將易銹蝕的空氣管線更換為更適合海洋環(huán)境的不銹鋼材質(zhì)管線。改造完成后，主機(jī)的氣動(dòng)馬達(dá)再未出現(xiàn)過(guò)卡死的故障，起動(dòng)效果良好。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)原油主機(jī)輔助系統(tǒng)的問(wèn)題分析，找出原油主機(jī)輔助系統(tǒng)存在的問(wèn)題，對(duì)存在問(wèn)題的輔助系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化研究，對(duì)冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)及啟動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了適應(yīng)性升級(jí)改造。改造實(shí)施后，原油主機(jī)的穩(wěn)定性和安全性得到了極大的提高。優(yōu)化研究過(guò)程中創(chuàng)新采用了管路式犧牲陽(yáng)極防護(hù)短節(jié)防腐技術(shù)，該項(xiàng)應(yīng)用對(duì)無(wú)法使用外加電流陰極保護(hù)法保護(hù)的管路、閥門(mén)、設(shè)備及小管徑海水管路等的防腐都有很好的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1]彭二良.主機(jī)冷卻水高溫故障案例分析和處理[J].設(shè)備管理與維修， 2019， 440（2）：61.

[2]毛開(kāi)亮.船舶主機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)改造[J].設(shè)備管理與維修，2019， 445（7）：112-113.

[3]李丙焱.海洋石油161主機(jī)潤(rùn)滑油泵控制回路改造[J].航海工程，2016， 45（5）：55-57.