除鹽霧空氣凈化裝置在海洋鉆井平臺(tái)上的應(yīng)用

李佰貴，宋建伏，杜寶利，劉 亮，叢滋?hào)|，李彥鈞，張 麗

(1.中海油田服務(wù)股份有限公司，天津 300452;2.天津修船技術(shù)研究所，天津 300456)

0 前言

海洋鉆井平臺(tái)動(dòng)力撬塊和大功率強(qiáng)制風(fēng)冷電機(jī)，其所需氣源如果沒有進(jìn)行有效凈化，海洋大氣中所含的水霧、鹽霧、固體顆粒等雜質(zhì)會(huì)進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部形成污垢層，對(duì)設(shè)備絕緣層造成腐蝕、銹蝕破壞，使設(shè)備絕緣性能不斷下降，發(fā)生電機(jī)掃膛、燒毀事故，不僅影響其正常運(yùn)行，甚至造成平臺(tái)停產(chǎn)，損失巨大。

天津修船技術(shù)研究所研制開發(fā)的除鹽霧空氣凈化裝置，其最高過濾精度可達(dá)0.5 μm，能夠有效地凈化風(fēng)冷氣源，將設(shè)備所需氣源中的雜質(zhì)及含鹽水霧顆粒進(jìn)行隔離，減少其對(duì)電機(jī)絕緣層的腐蝕，提高設(shè)備的絕緣度，延長設(shè)備的使用壽命和大修周期，并消除潛在的人身安全隱患。

下面以鉆井平臺(tái)大功率強(qiáng)制風(fēng)冷電機(jī) (以下簡稱風(fēng)冷電機(jī))為例介紹除鹽霧空氣凈化裝置在海洋鉆井平臺(tái)上的應(yīng)用情況。

1 風(fēng)冷電機(jī)的運(yùn)行環(huán)境與運(yùn)行工況

1)風(fēng)冷電機(jī)的運(yùn)行環(huán)境。通過對(duì)海洋環(huán)境空氣進(jìn)行評(píng)估，空氣中除了含有灰塵、纖維等有害固體物外，還富含落霧 (霜)、霧、鹽粒、暴雨、雨、雪和冰雹等幾種微粒。該電機(jī)規(guī)定的大修周期為2年，由于電機(jī)工作環(huán)境也比較惡劣，鉆井作業(yè)過程中，存在大量灰塵、水泥灰、泥漿等，使用大修周期僅為1年，并且在雨季運(yùn)行時(shí)，絕緣無法得到保障，存在人身安全隱患。

2)風(fēng)冷電機(jī)的運(yùn)行工況。電機(jī)的內(nèi)外表面存有灰塵、污垢、泥漿等，不僅影響電機(jī)的散熱，也容易吸潮，導(dǎo)致金屬件腐蝕，多次發(fā)生電機(jī)掃膛燒毀事故。尤其在雨季，大量潮濕氣體進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部，使得電機(jī)經(jīng)常發(fā)生絕緣降低報(bào)警，中斷鉆井作業(yè)，作業(yè)連續(xù)性和高效性大大降低。

2 除鹽霧空氣凈化裝置介紹

1)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)組成。除鹽霧空氣凈化裝置主要由主體，初效、中效、高效濾芯，隔離框架，密封門和壓差計(jì)等組成，如圖1所示。

2)產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)。處理風(fēng)量，4 000～10 000 m3/h;壓差量程，0～1 000 Pa;風(fēng)阻，≤320 Pa;過濾精度，0.5 μm;過濾效率，≥98%;過濾效果，F(xiàn)9－H10(歐標(biāo))。

3 產(chǎn)品應(yīng)用實(shí)例

3.1 風(fēng)冷電機(jī)管道系統(tǒng)空氣凈化流程

風(fēng)冷電機(jī)管道系統(tǒng)安裝除鹽霧空氣凈化裝置后的空氣凈化流程如圖2所示。空氣首先經(jīng)初效濾芯去除空氣中的可見雜質(zhì)，然后經(jīng)中效濾芯除掉空氣中的細(xì)小顆粒及雨霧等，接著進(jìn)入高效濾芯，將混合在氣體中的鹽霧顆粒和水霧隔離98%以上，最后凈化過的空氣通過風(fēng)機(jī)對(duì)電機(jī)進(jìn)行冷卻。

圖2 空氣凈化流程圖

3.2 風(fēng)機(jī)風(fēng)量損失

除鹽霧空氣凈化裝置安裝前:

流量Q1=6 600 m3/h;風(fēng)機(jī)排風(fēng)口截面積A=0.05 m2;風(fēng)速 V1=Q1/A=36.7 m/s。

除鹽霧空氣凈化裝置安裝后:

用風(fēng)速計(jì)實(shí)測(cè)風(fēng)速V2=34 m/s;風(fēng)機(jī)流量Q2=V2×A=34 ×0.05=1.7 m3/s=6 120 m3/h;風(fēng)量損失Q3=Q1－Q2=6 600－6 120=480 m3/h。

由設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)可知，風(fēng)機(jī)額定流量 (6 600 m3/h)為實(shí)際所需風(fēng)量的 1.5倍，即風(fēng)機(jī)風(fēng)量達(dá)到4 400 m3/h時(shí)，即可滿足電機(jī)正常散熱需求。通過上述計(jì)算可以看出，安裝除鹽霧空氣凈化裝置后，通風(fēng)量為6 120 m3/h，風(fēng)量損失僅為480 m3/h，不會(huì)影響電機(jī)正常散熱。

4 產(chǎn)品應(yīng)用

除鹽霧空氣凈化裝置已經(jīng)應(yīng)用于蓬萊19－3A～F 6個(gè)平臺(tái)、錦州25－1S、渤中28－2、旅大5－2和南堡35－2等平臺(tái)。應(yīng)用設(shè)備主要有泥漿泵/絞車電機(jī)、制動(dòng)電阻和發(fā)電機(jī)組等。目前該產(chǎn)品已經(jīng)獲得實(shí)用新型和外觀設(shè)計(jì)2項(xiàng)專利授權(quán)。產(chǎn)品安裝前后應(yīng)用情況對(duì)比如表1所示。

表1 產(chǎn)品安裝前后應(yīng)用情況對(duì)比表

從表2中可以看出，除鹽霧空氣凈化裝置應(yīng)用于風(fēng)冷電機(jī)管道系統(tǒng)后，電機(jī)內(nèi)部基本無灰塵及污垢物形成，不僅有效保護(hù)了電機(jī)，使其能夠在正常工況下運(yùn)行，消除了潛在的人身安全隱患，并且極大地減輕了維護(hù)人員的工作量，提高了鉆修井作業(yè)的效率，同時(shí)也產(chǎn)生了較大的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)束語

石油能源開采的迫切性對(duì)海洋平臺(tái)關(guān)鍵設(shè)備高效運(yùn)行提出的要求愈來愈高，對(duì)關(guān)鍵設(shè)備的維護(hù)，除正常的維護(hù)保養(yǎng)工作外，還應(yīng)采取一些其它的外界保護(hù)方式，以確保關(guān)鍵設(shè)備運(yùn)行的連續(xù)性和高效性。除鹽霧空氣凈化裝置是海洋石油平臺(tái)強(qiáng)制風(fēng)冷電氣設(shè)備必需的裝備，對(duì)電氣設(shè)備正常運(yùn)行和提高電氣設(shè)備使用壽命起著關(guān)鍵的作用。

［1］GB/T14093.1－1993機(jī)械產(chǎn)品環(huán)境技術(shù)要求 ［S］.

［2］GB/T 14295－2008空氣過濾器 ［S］.

［3］GB/T 13554－2008高效空氣過濾器 ［S］.