渤中26-2油田 WHPA平臺渦輪發(fā)電機組和廢熱回收裝置共用煙道的延長設(shè)計

王 亮，劉冬雪

(上海利策科技股份有限公司，上海 200030)

渤中26-2油田 WHPA平臺渦輪發(fā)電機組和廢熱回收裝置共用煙道的延長設(shè)計

王 亮，劉冬雪

(上海利策科技股份有限公司，上海 200030)

渤中26-2油氣田WHPA平臺，將2臺渦輪發(fā)電機的煙道延長15 m，計算延長煙道后煙道的背壓，設(shè)計結(jié)構(gòu)框架，使得煙道越過3個房間，延伸到甲板的外緣，以避免渦輪發(fā)電機組煙道的高溫?zé)煔庵苯哟迪蚍块g而導(dǎo)致房間溫度過高。

延長；背壓；結(jié)構(gòu)框架

BZ26-2油氣田WHPA平臺的2臺發(fā)電機組及其廢熱回收裝置安裝于EL(+)21 000中層甲板上，發(fā)電機組的渦輪燃燒后的煙氣經(jīng)過廢熱回收裝置后，再通過煙道排放到平臺外緣，排放的方向為平臺正北方向。2012年，該平臺做了外擴甲板改造，將中層甲板沿平臺北方向外擴，在外擴的中層甲板上新安裝了開關(guān)間、變壓器間及二氧化碳間，計劃后期再安裝其他房間。于是發(fā)電機組的排煙口排出的300 ℃的高溫?zé)煔庵苯哟迪蜻@3個房間，而且距離新增的開關(guān)間、變壓器間及二氧化碳間很近，不但導(dǎo)致這3個房間溫度升高，其中的設(shè)備無法保證正常工作，而且室內(nèi)工作人員因煙氣的侵入，危害健康，因而平臺方迫切需要對發(fā)電機組煙道進(jìn)行延長改造設(shè)計。

1 方案設(shè)計

1.1 總體布局設(shè)計

將發(fā)電機煙道延長，越過新增的開關(guān)間、變壓器間和新增的CO2間，發(fā)電機煙道出口延到平臺北甲板外2 m處。

原發(fā)電機煙道中心高為4 500 mm，為了能越過新增的開關(guān)間、變壓器間和新增的CO2間，新增煙道上設(shè)置45°向上的彎道，將煙道的中心高提高到6 700 mm。

煙道出口原來的消音器拆除，將新增煙道與原膨脹節(jié)通過法蘭相連，且與膨脹節(jié)連接的新增煙道部分繼續(xù)利用原消音器的2個吊架，其它部分新增煙道通過新增結(jié)構(gòu)框架支撐，然后再將拆除的消音器連接到新增煙道的出口端，如圖1所示(立面圖)。

1.2 結(jié)構(gòu)框架計算

新增2個相同的煙道結(jié)構(gòu)框架(如圖2)，每個框架高5.8 m，長13 m，寬2 m。每個支架由4根立柱支撐，立柱下端生根在中層甲板結(jié)構(gòu)梁上。每個結(jié)構(gòu)框架質(zhì)量5.6 t，每個框架上煙道質(zhì)量15.5 t，所以，此次改造新增加總質(zhì)量為41.3 t。

圖1 總體布局示意圖

結(jié)構(gòu)框架模型圖2所示。

圖2 結(jié)構(gòu)框架模型

2 關(guān)鍵問題的解決

煙道布置方案確定后，需根據(jù)煙道的走向和實際長度計算煙道背壓，以此來判定增加了煙道長度后，對渦輪發(fā)電機組發(fā)出的電功率是否有影響，影響程度多大，是否能夠滿足平臺供電需求。

2.1 煙道背壓計算

背壓分2部分，一部分是原設(shè)備的背壓，包括渦輪本身、廢熱回收裝置及其煙道和消音器的背壓，此部分查發(fā)電機組和廢熱回收裝置的廠家資料，查得背壓為1 960 Pa；第二部分就是新增延長部分煙道的背壓。表1為輸入條件，表2 為計算結(jié)果，計算結(jié)果為176.272 Pa。

表1 新增煙道背壓計算輸入條件

表2 新增煙道背壓計算結(jié)果 Pa

煙道改造后總的背壓為1 960 Pa +176.27Pa =2 136.27 Pa，取1.05的安全系數(shù)，總背壓為2 243 Pa。

2.2 發(fā)電機功率核算

發(fā)電機組為美國SOLAR公司Centaur40型號發(fā)電機組，將以上計算結(jié)果提供給發(fā)電機組廠家SOLAR公司，廠家經(jīng)過核算，在煙道背壓2 243 Pa和滿載功率輸出的工況下，反饋了在5個不同環(huán)境溫度下的計算結(jié)果如表3所示。

表3 功率計算結(jié)果

由表3的計算數(shù)據(jù)可見,當(dāng)在環(huán)境溫度為35 ℃、渦輪排氣背壓為2 243 Pa、發(fā)電機組滿載的情況下，凈輸出功率為2 784 kW。

根據(jù)實際調(diào)研情況和業(yè)主提供的數(shù)據(jù)，目前平臺上電力最大消耗功率為1 500～2 750 kW之間，煙道延長之后，發(fā)電機的發(fā)電功率是能滿足平臺目前的使用要求，對平臺電力供應(yīng)無影響。

3 結(jié)束語

目前，此改造項目的施工和調(diào)試工作已完成，測試數(shù)據(jù)有力地證明已達(dá)到了預(yù)期的效果，且發(fā)電機組運行狀況良好。

此改造構(gòu)想可擴展到平臺其他設(shè)備，如熱介質(zhì)鍋爐、應(yīng)急發(fā)電機等的煙道改造上。

On BZ26-2 oil and gas field WHPA platform, the duct of turbine generator has been extended to 15 m. Backpressure of the duct has been calculated and structure framework has been designed to ensure the duct cross over 3 rooms and reach the edge of the deck so that the temperature of the rooms will not be too high because of the high-temperature gas.

extend； backpressure；structure framework

王 亮(1982-)，男，河北張家口人，工程師，碩士，主要從事海洋石油平臺機械設(shè)計工作。

P75

10.13352/j.issn.1001-8328.2016.02.016

2015-12-31