FPSO能源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜述

羅曉明 張旭輝 劉連進(jìn) 楊貴強(qiáng) 張紹謙

（中海油能源發(fā)展采油服務(wù)公司 天津 300452）

FPSO能源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜述

羅曉明 張旭輝 劉連進(jìn) 楊貴強(qiáng) 張紹謙

（中海油能源發(fā)展采油服務(wù)公司 天津 300452）

FPSO作為海洋石油開采的核心設(shè)施，為自身和周圍鉆采平臺提供能源，消耗的一次能源為原油或天然氣，二次能源為電能和熱能。FPSO二次能源設(shè)計(jì)以最大程度滿足安全生產(chǎn)需求為主，對一次能源的消耗量考慮較少，這帶來了主機(jī)和鍋爐負(fù)載偏低、電能質(zhì)量不高、能源浪費(fèi)比較嚴(yán)重等不利因素。本文以FPSO能源利用現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，對FPSO能源管理系統(tǒng)構(gòu)成及其主要功能進(jìn)行介紹。

FPSO；能源管理系統(tǒng)；監(jiān)測系統(tǒng)

引言

作為國家加快培育和發(fā)展的7個(gè)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),節(jié)能減排已經(jīng)成為我國調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的內(nèi)在要求。同時(shí)，發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)，建設(shè)資源節(jié)約型環(huán)境友好型社會，積極應(yīng)對氣候變化，是各領(lǐng)域搶占未來競爭制高點(diǎn)的戰(zhàn)略選擇。

目前FPSO未對各個(gè)環(huán)節(jié)的能源消耗進(jìn)行過統(tǒng)計(jì)和分析，缺乏能源管理理念，無法實(shí)現(xiàn)精細(xì)化比較管理和單位產(chǎn)量能耗考核。FPSO能源管理系統(tǒng)對加強(qiáng)FPSO能源管理、提高FPSO能源利用效率、響應(yīng)國家節(jié)能減排號召、提高FPSO精細(xì)化能源管理水平、摸清FPSO的節(jié)能降耗潛力、打造節(jié)能環(huán)保型FPSO具有重要意義。本文從FPSO能源管理系統(tǒng)的構(gòu)成及其功能兩個(gè)方面對FPSO能源管理系統(tǒng)進(jìn)行介紹。

1 FPSO能源管理系統(tǒng)構(gòu)成

1.1 FPSO能源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)

通過對FPSO能源消耗狀況進(jìn)行分析，弄清楚FPSO及其周邊鉆采平臺的能源消耗方式及分布情況，找出存在的能源浪費(fèi)問題及根源，評估FPSO總體節(jié)能降耗潛力和各個(gè)主要用能設(shè)備的節(jié)能降耗潛力，為FPSO能源網(wǎng)的設(shè)計(jì)、優(yōu)化、改造提供全面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)。

建立FPSO能耗監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)能源數(shù)據(jù)自動采集、傳輸、存儲和數(shù)據(jù)處理分析，掌握FPSO的真實(shí)能源現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)分生產(chǎn)流程、分子系統(tǒng)等的能源管理，提高FPSO能源利用水平，實(shí)現(xiàn)FPSO的節(jié)能目標(biāo)。

通過對FPSO各個(gè)系統(tǒng)設(shè)備的能源消耗數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析、處理，并建立集中監(jiān)測的能源管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)從能源消耗數(shù)據(jù)的采集——過程監(jiān)視——能源介質(zhì)消耗分析——能耗管理等全過程自動化、高效化、科學(xué)化管理，使能源管理與能源生產(chǎn)使用全過程有機(jī)結(jié)合起來，提升FPSO能源管理的整體水平，實(shí)現(xiàn)FPSO能源精細(xì)化管理。

1.2 FPSO能源管理系統(tǒng)的構(gòu)成

FPSO能源管理系統(tǒng)設(shè)備主要由四部分構(gòu)成：主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)采集與負(fù)荷管理終端、計(jì)量儀表（電能、流量、溫度、壓力等）以及數(shù)據(jù)傳輸通道。電表以并聯(lián)方式連接，并通過485總線分別接入數(shù)據(jù)采集與負(fù)荷管理終端，數(shù)據(jù)采集與管理終端通過FPSO上的內(nèi)部局域網(wǎng)與中控室內(nèi)的服務(wù)器通訊。FPSO能源管理系統(tǒng)構(gòu)成如下表。

表1 FPSO能源管理系統(tǒng)構(gòu)成表

FPSO能源管理系統(tǒng)構(gòu)成如圖1、圖2所示。

圖1 FPSO能源管理系統(tǒng)整體布局示意圖

圖2 FPSO能源管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2 FPSO能源管理系統(tǒng)的功能

FPSO能源管理系統(tǒng)通過建立一套完整的能源數(shù)據(jù)自動采集、傳輸、存儲和數(shù)據(jù)處理分析及監(jiān)測方案，優(yōu)化FPSO能源使用和分布，實(shí)現(xiàn)FPSO的節(jié)能目標(biāo)。建立基于網(wǎng)絡(luò)的可連續(xù)的計(jì)量、監(jiān)測和審計(jì)分析平臺，為公司精細(xì)化能源管理及用能比較管理提供可靠的數(shù)據(jù)。其主要功能如下。

2.1 建立系統(tǒng)的能源管理體系

建立一套完整的能源數(shù)據(jù)自動采集、傳輸、存儲和數(shù)據(jù)處理分析及監(jiān)測系統(tǒng)，以通過持續(xù)不斷的能源數(shù)據(jù)采集、分析、優(yōu)化的循環(huán)過程，持續(xù)的優(yōu)化能源使用和分布，實(shí)現(xiàn)FPSO的能源資源投入產(chǎn)出全過程進(jìn)行全面的審計(jì)，建立科學(xué)的能源審計(jì)體系，實(shí)現(xiàn)FPSO的節(jié)能目標(biāo)。

通過對能源數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、加工、分析、處理及能源管理系統(tǒng)中實(shí)行集中監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)從能源數(shù)據(jù)采集→過程監(jiān)視→能源介質(zhì)消耗分析→能耗管理等全過程自動化、高效化、科學(xué)化管理，使能源管理與能源生產(chǎn)、使用的全過程有機(jī)結(jié)合起來，提升能源管理的整體水平，同時(shí)可向FPSO內(nèi)部提供能源的系統(tǒng)級優(yōu)化管理。

2.2 實(shí)現(xiàn)分生產(chǎn)流程、分子系統(tǒng)等的能源管理

系統(tǒng)建立系統(tǒng)能耗拓?fù)鋱D，包括內(nèi)容如下：

（1）顯示FPSO整體及各系統(tǒng)中各能源類型總量、各能源類型在子系統(tǒng)的細(xì)分量及所占百分比、各能源類型在子系統(tǒng)的損耗量及所占百分比、各子系統(tǒng)中各能源類型的排序及各能源類型中各子系統(tǒng)中的排序。

（2）顯示FPSO整體及主要生產(chǎn)流程中的各能源類型總量、各能源類型在幾種主要流程中各能源類型的排序、各能源類型中幾種主要生產(chǎn)流程的細(xì)分量及所占百分比、各能源類型在幾種主要生產(chǎn)流程的損耗量及所占百分比及幾種主要生產(chǎn)的排序。

2.3 節(jié)能評估和能效評價(jià)功能

對FPSO進(jìn)行節(jié)能評估和能效評價(jià)，包含主要內(nèi)容如下：

2.3.1 FPSO節(jié)能評估

（1）FPSO用能總量及能源結(jié)構(gòu)是否合理；

（2）FPSO是否符合國家、地方和行業(yè)節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)；

（3）有沒有采用明令禁止或淘汰的落后工藝、設(shè)備；（4）國家規(guī)定的其他條件和標(biāo)準(zhǔn)。

2.3.2 FPSO能效評價(jià)

（1）建立FPSO日常用能管理制度、考核指標(biāo)；建立FPSO能源利用率管理工作計(jì)劃、目標(biāo)。

（2）根據(jù)考核指標(biāo)擬定生產(chǎn)工藝及設(shè)備節(jié)能改造計(jì)劃、方案及技術(shù)保障措施。節(jié)能改造項(xiàng)目應(yīng)該做到投入產(chǎn)出合理，投資省、見效快。

（3）合理安排生產(chǎn)用能班次，制定錯(cuò)峰、避峰方案。

（4）在能源供應(yīng)緊急情況下，制定合理可行的優(yōu)先脫扣方案，及時(shí)卸載次要用能設(shè)備，優(yōu)先保證安全作業(yè)和生產(chǎn)。

（5）定期進(jìn)行FPSO能源消耗分析，使單位產(chǎn)量能耗達(dá)到限額要求。

（6）不斷改善FPSO生產(chǎn)環(huán)境，有效控制環(huán)境污染，達(dá)到人為用能責(zé)任事故為零的目標(biāo)。

（7）在生產(chǎn)規(guī)模、能源價(jià)格不變的情況下，總體能源支出下降，使FPSO作業(yè)公司綜合盈利能力增強(qiáng)。

3 FPSO能源管理系統(tǒng)的意義

FPSO能源管理系統(tǒng)的實(shí)施在產(chǎn)生較大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，具有良好的社會效益，主要體現(xiàn)在以下方面。

（1）及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象，規(guī)范企業(yè)的用能行為，提高企業(yè)能源管理水平。

（2）FPSO精細(xì)化能源管理是企業(yè)建立完善的能耗監(jiān)測、統(tǒng)計(jì)和考核體系的基礎(chǔ)，并準(zhǔn)確的對工藝流程單耗進(jìn)行分析，優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)工藝流程，將各個(gè)工序的能耗降到合理經(jīng)濟(jì)的水平。

（3）指導(dǎo)重點(diǎn)耗能設(shè)備的維護(hù)、保養(yǎng)或節(jié)能改造，提高重點(diǎn)耗能設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，并在經(jīng)濟(jì)合理的能耗區(qū)間工作。

（4）FPSO能源管理系統(tǒng)積累的數(shù)據(jù)可以為新建FPSO能源設(shè)計(jì)和能源管理規(guī)劃提供依據(jù)，提高FPSO整體能效。

（5）在降低能耗進(jìn)而提高產(chǎn)量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的社會效益，降低了能源消耗，減少了CO2排放，為社會奉獻(xiàn)更多的碧水藍(lán)天。

結(jié)語

FPSO作為能源生產(chǎn)和消耗大戶，作為一個(gè)先進(jìn)技術(shù)高度集成的設(shè)施，其節(jié)能降耗潛力應(yīng)該非常可觀，因此對其能源消耗狀況進(jìn)行全面分析，對FPSO節(jié)能降耗潛力進(jìn)行評估，根據(jù)評估結(jié)果為FPSO節(jié)能降耗技術(shù)的引入提供依據(jù)，是一項(xiàng)有意義工作。本文對于FPSO的節(jié)能管理具有一定的借鑒意義。

[1]趙旭東，《工業(yè)企業(yè)能源管理體系》，中國標(biāo)準(zhǔn)出版社

[2]楊申仲，《能源管理工作手冊》，湖南科學(xué)技術(shù)出版社