高攀龍（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司， 天津 300450）

0 引言

中國(guó)海洋石油某FPSO主要依靠離心分離機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)水中原油及固體物的脫除，隨著油田的整體滾動(dòng)開發(fā)，這種處理方式已不能滿足實(shí)際需求，需要進(jìn)行擴(kuò)容改造。經(jīng)過(guò)多種方案的比較篩選，諸如將現(xiàn)有工藝替換為比較成熟的“老三套”工藝、增加處理節(jié)點(diǎn)、新工藝替換如緊湊式分離器等，最終決定對(duì)該FPSO的部分艙室進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)在離心式分離機(jī)上游增加二級(jí)沉降工藝，已達(dá)到優(yōu)化和擴(kuò)容的目的。

本工程方案的重點(diǎn)為兩個(gè)污油水艙、兩個(gè)燃料油艙和兩個(gè)雨水艙的改造，難點(diǎn)是改造過(guò)程不影響該FPSO的正常生產(chǎn)，主要實(shí)施以下改造：(1)改造艙室原有功能的轉(zhuǎn)移（不停產(chǎn)施工的前提）；(2)艙室內(nèi)部結(jié)構(gòu)改造（主體工程）；(3)與原有處理工藝的對(duì)接（接入生產(chǎn)）；(4)控制系統(tǒng)的改造（安全保障）。

1 安全預(yù)評(píng)價(jià)程序

本次改造為在線改造，改造過(guò)程中設(shè)施不停產(chǎn)，改造涉及污油水艙、燃料油艙、液壓油控制系統(tǒng)，需要在艙壁開孔，艙室內(nèi)部搭設(shè)腳手架、動(dòng)火、涂裝等作業(yè)，需要考慮施工過(guò)程船體結(jié)構(gòu)的應(yīng)力變化、艙室內(nèi)部限制空間進(jìn)行熱工、高處作業(yè)等多種高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)的重疊及交叉，受鄰艙熱輻射而造成的惡劣施工環(huán)境，更重要的是施工組織與生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的界面等一系列風(fēng)險(xiǎn)，施工難度大。

本次安全根據(jù)本項(xiàng)目的特點(diǎn)，根據(jù)《安全評(píng)價(jià)通則》，在《中華人民共和國(guó)安全生產(chǎn)法》《中華人民共和國(guó)消防法》《中華人民共和國(guó)海洋環(huán)境保護(hù)法》等相關(guān)法律的指導(dǎo)下，設(shè)置主要評(píng)價(jià)程序如下：

辨識(shí)與分析危險(xiǎn)有害因素—?jiǎng)澐衷u(píng)價(jià)單元—選擇評(píng)價(jià)方法—定性定量評(píng)價(jià)—提出安全對(duì)策措施建議—做出評(píng)價(jià)結(jié)論。

2 評(píng)價(jià)方法

本次評(píng)價(jià)過(guò)程中，我們根據(jù)工程方案并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)實(shí)踐，在全面安全評(píng)估的基礎(chǔ)上，針對(duì)船體結(jié)構(gòu)改造風(fēng)險(xiǎn)、高風(fēng)險(xiǎn)施工作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)和生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)安全隱患等，運(yùn)用了專家評(píng)議法、預(yù)先風(fēng)險(xiǎn)分析（PHA）、事故樹等評(píng)價(jià)方法進(jìn)行定性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，為本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工和生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)程序提供了指導(dǎo)[1]。

根據(jù)該項(xiàng)目特點(diǎn)和危險(xiǎn)有害因素識(shí)別結(jié)果，結(jié)合《安全預(yù)評(píng)價(jià)導(dǎo)則》要求等系列評(píng)價(jià)導(dǎo)則和編制規(guī)則，將其劃分為以下4個(gè)單元：設(shè)計(jì)單元、施工單元、安全管理單元、應(yīng)急管理單元。

為了能夠更全面、系統(tǒng)地分析該項(xiàng)目，我們又在以上單元的基礎(chǔ)上劃分了子單元：設(shè)計(jì)單元分為結(jié)構(gòu)改造、工藝改造、公用工程三個(gè)設(shè)計(jì)子單元，采用專家評(píng)議法進(jìn)行評(píng)價(jià)；施工單元分為接入、艙內(nèi)內(nèi)部施工、調(diào)試投產(chǎn)三個(gè)子單元，采用預(yù)先危險(xiǎn)性分析評(píng)價(jià)，另外安全管理單元及應(yīng)急管理單元均采用專家評(píng)議法評(píng)價(jià)。

3 設(shè)計(jì)單元安全分析

3.1 結(jié)構(gòu)改造設(shè)計(jì)子單元

本改造項(xiàng)目需要拆除兩臺(tái)小的潛液泵，增加了四臺(tái)大型潛液泵，需要對(duì)船艙甲板和艙壁進(jìn)行開孔，并在艙壁進(jìn)行焊接作業(yè)，因此在改造過(guò)程中可能會(huì)造成船體結(jié)構(gòu)應(yīng)力聚集和釋放，對(duì)船體造成暫時(shí)或永久的損傷，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)高，危害性大[2]。

(1) 主甲板開孔/擴(kuò)孔

為了安裝新增的生產(chǎn)水提升泵，需要在NO.2未處理燃料油艙、NO.1已處理燃料油艙上方的主甲板上進(jìn)行開孔和擴(kuò)孔。甲板開孔/擴(kuò)孔考慮到盡量減少對(duì)原本船體橫截面的剖面模數(shù)的影響，同時(shí)盡量通過(guò)改造已存的結(jié)構(gòu)開孔而避免新增開孔。改造過(guò)程中需要制定出合理的分期、分批拆換工藝及結(jié)構(gòu)臨時(shí)加強(qiáng)方案，以防止拆換過(guò)程中結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不滿足而造成的不良后果。通過(guò)使用有限元分析軟件DNV SESAM對(duì)開孔周圍主甲板進(jìn)行了應(yīng)力分析，應(yīng)力分析包括了污油水艙(左舷/右舷)、NO.2未處理燃料油艙（左舷）、NO.1已處理原油艙（右舷）、雨水艙（左舷/右舷）等主要的改造區(qū)域。設(shè)計(jì)單位認(rèn)為主甲板上新增開/擴(kuò)孔附近應(yīng)力滿足要求，結(jié)果可以接受[3]。

(2) 艙壁孔

本次改造過(guò)程中，生產(chǎn)水閃蒸罐出口生產(chǎn)水利用液位差從一級(jí)沉降艙經(jīng)穿艙管線溢流到二級(jí)沉降艙；為了使一、二級(jí)沉降艙上部浮油溢流到雨水艙，需要在一、二級(jí)沉降艙及雨水艙艙壁開孔，并增加相應(yīng)的收油管線至雨水艙，根據(jù)工程方案，一級(jí)沉降艙到二級(jí)沉降艙的穿艙管徑為86.67 cm，由于管徑較大，方案中采用FB350X13的梁補(bǔ)強(qiáng)[4]。

根據(jù)模擬計(jì)算結(jié)果對(duì)FPSO改造項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行評(píng)價(jià)，可以看到改造后的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足要求，建議根據(jù)每個(gè)溢流管線中流體的性質(zhì)及流速，設(shè)計(jì)管線尺寸及考慮對(duì)艙壁進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

3.2 工藝設(shè)計(jì)改造子單元

(1) 生產(chǎn)污水處理系統(tǒng)

本次改造涉及將原有的兩個(gè)污油水艙、燃料油艙改造為生產(chǎn)水二級(jí)沉降艙，接入生產(chǎn)水處理流程，利用較大的艙容進(jìn)行生產(chǎn)水的沉降除油，并進(jìn)一步改善生產(chǎn)水水質(zhì)。對(duì)工藝流程進(jìn)行了校核如下：

根據(jù)生產(chǎn)水處理能力及配產(chǎn)，改造流程中二級(jí)水沉降艙中各新增2臺(tái)生產(chǎn)水提升泵。正常工況下，左右舷平均進(jìn)水，兩艙各啟動(dòng)1臺(tái)生產(chǎn)水提升泵；當(dāng)其中一艙進(jìn)行洗艙時(shí)，另外一艙需啟動(dòng)2臺(tái)生產(chǎn)水提升泵。提升泵最大排量大于最大產(chǎn)水量，因此新增提升泵能夠滿足最大水處理量要求；改造后的兩個(gè)一級(jí)沉降艙可以滿足生產(chǎn)水3.5 h以上的停留需求，能夠滿足工藝需求；水處理流程中現(xiàn)有生產(chǎn)水自動(dòng)反沖洗過(guò)濾器、離心機(jī)、除砂等設(shè)備均能滿足改造后水處理的要求。

因此，新增生產(chǎn)水提升泵、二級(jí)沉降艙以及原有水處理流程中的過(guò)濾器、離心機(jī)能夠滿足最大水處理量的要求。

(2) 污油水處理部分

改造前，污油水艙用于收集來(lái)自船艏、船艉機(jī)艙、雨水艙、上部組塊開閉排系統(tǒng)、鍋爐的排放水和所有貨油艙及未處理燃油艙的掃艙水，污油水艙中的污油水經(jīng)污油水泵送到上部組塊游離水分離器處理；不合格原油艙用于儲(chǔ)存上部組塊處理不合格的原油，不合格原油經(jīng)不合格原油輸送泵輸送到上部組塊游離水分離器處理。

改造后，原流程進(jìn)入污油水艙的流體改接入不合格原油艙，與其他進(jìn)入不合格原油艙的流體一起送至上部組塊原油處理系統(tǒng)處理。不合格原油艙同時(shí)用于儲(chǔ)存上部組塊處理不合格原油。由于不合格原油艙艙容大于污油水艙艙容，且不合格原油艙中泵的排量大于污油水艙中泵的排量，因此原流程進(jìn)入污油水艙中的污油水改接入不合格原油艙在工藝上是可行的。

(3) 新增/拆除設(shè)備部分

由于原燃料油艙的提升泵排量不能滿足改造后最大水處理量的要求，因此本次改造拆除兩個(gè)燃料油艙中的離心泵，在原燃料油艙中新增4臺(tái)生產(chǎn)水提升泵；原貨油泵液壓系統(tǒng)共有三臺(tái)液壓動(dòng)力單元，每個(gè)液壓動(dòng)力單元內(nèi)配置有4臺(tái)主馬達(dá)，1臺(tái)輔馬達(dá)，可以為新增的2臺(tái)生產(chǎn)水提升泵提供液壓動(dòng)力，因此，液壓動(dòng)力單元能夠滿足新增設(shè)備的需求。

3.3 公用工程及輔助生產(chǎn)設(shè)施子單元

(1) 儀控系統(tǒng)

本次艙室改造中儀控系統(tǒng)是依托原系統(tǒng)，對(duì)艙室內(nèi)原有的液位傳感器的液位報(bào)警設(shè)定點(diǎn)進(jìn)行修改，當(dāng)液位達(dá)到高高/低低設(shè)定點(diǎn)時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的泵的邏輯關(guān)斷以及聲光報(bào)警；新增溫度傳感器，來(lái)液溫度過(guò)高時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警并聯(lián)鎖關(guān)斷生產(chǎn)水閃蒸罐進(jìn)出口SDV閥。對(duì)于其他新增加的工藝過(guò)程監(jiān)控的信號(hào)，進(jìn)行相應(yīng)的中控系統(tǒng)組態(tài)。根據(jù)《浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油裝置（FPSO）安全規(guī)則》10.5.1的規(guī)定“如果可能浮式裝置應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)應(yīng)按照一個(gè)統(tǒng)一的整體來(lái)考慮”，本次改造符合《浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油裝置（FPSO）安全規(guī)則》的要求。

(2) 防腐

防腐分兩部分——FPSO上部組塊防腐和FPSO艙室防腐：FPSO上部組塊改造涉及的設(shè)備管線處于大氣區(qū)，采用大氣區(qū)重防腐涂層保護(hù)，F(xiàn)PSO艙室內(nèi)部采用“涂層+犧牲陽(yáng)極”聯(lián)合保護(hù)，防腐方案與原艙室的方案保持一致。

根據(jù)原平臺(tái)關(guān)斷邏輯以及安全分析表，此次關(guān)斷邏輯遵循原平臺(tái)邏輯原則，當(dāng)液位達(dá)到高高/低低設(shè)定點(diǎn)時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的聲光報(bào)警以及泵的邏輯關(guān)斷。對(duì)于其他新增加的工藝過(guò)程監(jiān)控的信號(hào)，進(jìn)行相應(yīng)的中控系統(tǒng)組態(tài)，符合相關(guān)規(guī)范要求。

4 施工單元

對(duì)于施工單元我們主要運(yùn)用了PHA分析表法，按照作業(yè)步驟，對(duì)于潛在危險(xiǎn)事件的后果及后果程度進(jìn)行分析，并提出了安全措施和建議。本次艙室內(nèi)改造作業(yè)主要步驟包括：洗艙、驅(qū)氣、活化、施工作業(yè)（包括吊裝作業(yè)、腳手架作業(yè)、焊接/切割作業(yè)、防腐作業(yè)）、封艙惰化，根據(jù)主要作業(yè)步驟編制了PHA分析表，分析出了供給80項(xiàng)危險(xiǎn)事件，其中包括組塊改造21項(xiàng)，艙室內(nèi)部改造53項(xiàng)，調(diào)試投產(chǎn)6項(xiàng)，并針對(duì)這些誘因制定了相應(yīng)的控制措施，并得出了如下結(jié)論：(1) 本次改造涉及主甲板、上部組塊、艙室內(nèi)的動(dòng)火作業(yè)，作業(yè)位置距離原油艙較近，且改造作業(yè)在不停產(chǎn)情況下進(jìn)行，因此在作業(yè)前應(yīng)做好測(cè)爆工作，并針對(duì)動(dòng)火作業(yè)期間可能發(fā)生的意外事故制定明確的對(duì)策措施，并配備必要的防護(hù)用品。(2) 在有限空間進(jìn)行作業(yè)時(shí)必須對(duì)空氣中的含氧量進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，在常壓條件下，有限空間的氧氣濃度應(yīng)為19.5%～22%，若氧氣濃度低于19.5%，應(yīng)有報(bào)警信號(hào)。受限空間內(nèi)的大氣必須從甲板開始盡可能多的進(jìn)行各個(gè)部位和標(biāo)高的測(cè)試。受限空間的入口處及空間內(nèi)應(yīng)當(dāng)有充分的照明，罐內(nèi)用燈和便攜燈等應(yīng)當(dāng)狀況良好并且防爆。(3) 洗艙作業(yè)前應(yīng)制定詳細(xì)的洗艙作業(yè)方案及應(yīng)急預(yù)案。

5 安全管理單元

本項(xiàng)目為改建工程，工程在設(shè)計(jì)階段應(yīng)依據(jù)《建設(shè)項(xiàng)目安全設(shè)施“三同時(shí)”監(jiān)督管理辦法》和《海洋石油建設(shè)項(xiàng)目生產(chǎn)設(shè)施設(shè)計(jì)審查與安全竣工驗(yàn)收實(shí)施細(xì)則》的要求。

5.1 前期安全管理

建設(shè)項(xiàng)目在進(jìn)行可行性研究時(shí)，建設(shè)單位應(yīng)對(duì)其安全生產(chǎn)條件進(jìn)行安全預(yù)評(píng)價(jià)。

建設(shè)項(xiàng)目開工建設(shè)前，其生產(chǎn)設(shè)施設(shè)計(jì)必須經(jīng)國(guó)家安全監(jiān)管總局認(rèn)可的發(fā)證檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)審查同意，發(fā)證檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)應(yīng)將審查結(jié)果書面報(bào)國(guó)家安全監(jiān)管部門備案。

本項(xiàng)目在設(shè)計(jì)階段應(yīng)按以上要求以及作業(yè)公司健康安全環(huán)境管理體系的要求，各部門各司其職做好規(guī)章制度和體系要求的工作。

5.2 施工階段的安全管理

作業(yè)公司在其健康安全環(huán)境管理體系中已制定有《工程建造HSE管理規(guī)定》《交叉作業(yè)安全管理規(guī)定》《進(jìn)入限制空間作業(yè)管理規(guī)定》《油氣艙罐清洗作業(yè)安全管理規(guī)定》等安全管理規(guī)定。本項(xiàng)目在施工過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格按照體系文件的要求進(jìn)行，施工過(guò)程嚴(yán)格遵守安全管理和應(yīng)急預(yù)案、明確各方職責(zé)，并定期進(jìn)行聯(lián)合演練。

5.3 生產(chǎn)階段的安全管理

本項(xiàng)目改變了原有生產(chǎn)水處理工藝，拆除了甲板換熱器及部分原有管線，新增部分管線、閥組，改變了原污油水艙、NO.2未處理燃料油艙、NO.1已處理燃料油艙的功能，相應(yīng)的工藝發(fā)生變化，因此，建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)根據(jù)新的生產(chǎn)水處理工藝完善生產(chǎn)階段的操作規(guī)程，并對(duì)相關(guān)作業(yè)人員進(jìn)行培訓(xùn)。

6 應(yīng)急管理

作業(yè)公司根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況，制定了綜合應(yīng)急預(yù)案、專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案和現(xiàn)場(chǎng)處置方案。根據(jù)平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)因素辨識(shí)的成果，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況將現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)因素劃分為4類，A：安全事故類，B：自然災(zāi)害類，C：公共衛(wèi)生事件類，D：社會(huì)安全突發(fā)事件類。應(yīng)急預(yù)案經(jīng)專家評(píng)審會(huì)評(píng)審，并正式發(fā)布。

(1) 本項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中應(yīng)該考慮的緊急事件類別至少包括：火災(zāi)、爆炸、物體打擊、高處墜落、機(jī)械傷害、人員中毒窒息、施工對(duì)現(xiàn)有設(shè)施的破壞等。

(2) 本項(xiàng)目施工過(guò)程中，存在多個(gè)承包商施工作業(yè)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況制定聯(lián)合作業(yè)專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案，在預(yù)案中明確各自職責(zé)，并定期進(jìn)行聯(lián)合演習(xí)。

7 結(jié)語(yǔ)

本次評(píng)價(jià)使用專家評(píng)議法、預(yù)先風(fēng)險(xiǎn)分析（PHA）、事故樹等評(píng)價(jià)方法對(duì)本項(xiàng)目進(jìn)行定性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，得出如下結(jié)論：本項(xiàng)目所采用的改造工藝流程合理、技術(shù)較成熟，具體的各作業(yè)環(huán)節(jié)均有相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范要求。作業(yè)公司的安全管理、應(yīng)急管理能夠滿足艙室改造項(xiàng)目的需要，現(xiàn)有安全設(shè)備設(shè)施能夠保證改造后各設(shè)備設(shè)施的安全運(yùn)行。

FPSO艙不停產(chǎn)進(jìn)行艙室內(nèi)施工涉及到“高處作業(yè)”“動(dòng)火作業(yè)”“限制空間作業(yè)”“交叉作業(yè)”等高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)，在工程方案研究階段需要充分考慮改造施工期間應(yīng)遵守的相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)，并分步、分項(xiàng)通過(guò)專家評(píng)議法、預(yù)先風(fēng)險(xiǎn)分析（PHA）、事故樹等評(píng)價(jià)方法，進(jìn)行作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)分析，并根據(jù)分析結(jié)果執(zhí)行安全管理工作，采取必要的安全防護(hù)措施，來(lái)保證設(shè)計(jì)安全、施工安全、生產(chǎn)安全。

本次安全評(píng)價(jià)以及改造項(xiàng)目的安全實(shí)施，為海洋石油涉及不停產(chǎn)施工的高風(fēng)險(xiǎn)改造項(xiàng)目，尤其是FPSO艙室改造項(xiàng)目具有良好的借鑒意義。