海上平臺(tái)原油發(fā)電機(jī)組原油模式首次在陸地調(diào)試的實(shí)施要點(diǎn)和應(yīng)用

王鵬程，王凱坡，艾 榮

(海洋石油工程股份有限公司，天津 300452)

海上平臺(tái)原油發(fā)電機(jī)組在陸地調(diào)試期間因受技術(shù)、環(huán)境和資源準(zhǔn)備等因素限制，通常僅能完成柴油模式的調(diào)試工作。原油模式需要到平臺(tái)投產(chǎn)、引入處理合格的原油后才能進(jìn)行調(diào)試，海上調(diào)試的高風(fēng)險(xiǎn)和不確定性，使工作成本和工期大幅增加。所以，在陸地完成原油發(fā)電機(jī)原油模式的調(diào)試，對(duì)項(xiàng)目成本節(jié)約、工期控制和安全管理都有非常重要的意義。

國內(nèi)某平臺(tái)原油發(fā)電機(jī)陸地調(diào)試期間，對(duì)原油模式調(diào)試涉及的技術(shù)方案和風(fēng)險(xiǎn)防控進(jìn)行了深入研究，解決了原油選型、流程控制、資源儲(chǔ)備、風(fēng)險(xiǎn)管控等難題，第1次在陸地實(shí)現(xiàn)了海洋平臺(tái)原油發(fā)電機(jī)組的原油模式調(diào)試。

1 主機(jī)原油模式調(diào)試流程分析

通過總結(jié)和歸納已有的調(diào)試流程和經(jīng)驗(yàn)[1]，進(jìn)行原油主機(jī)調(diào)試流程的分析。經(jīng)過分析整理，將原油主機(jī)柴油模式調(diào)試流程進(jìn)行統(tǒng)籌整理，如圖1，涉及到多個(gè)輔助系統(tǒng)，且輔機(jī)數(shù)量眾多。通過分析流程，清晰體現(xiàn)各個(gè)環(huán)節(jié)的邏輯關(guān)系，有計(jì)劃有目的的去打通前置條件，實(shí)現(xiàn)多條路徑同步并行開展。

2 調(diào)試準(zhǔn)備工作

2.1 燃料油選型

在陸地進(jìn)行發(fā)電機(jī)組原油模式調(diào)試，目的是對(duì)原油分油機(jī)、原油增壓橇、燃油循環(huán)橇等主機(jī)輔助設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，檢查主機(jī)燃料模式切換的控制邏輯，模擬實(shí)現(xiàn)原油模式的工況運(yùn)行，測試設(shè)備和系統(tǒng)的功能和性能是否達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和要求。因此選擇一種能夠充分模擬該平臺(tái)所產(chǎn)原油且又便于采買、運(yùn)輸、儲(chǔ)存的燃料油，是進(jìn)行原油模式調(diào)試的前提條件，表1為燃油選型對(duì)比。

圖1 主機(jī)原油模式調(diào)試流程

通過對(duì)市場上能尋到的各種重油組分與設(shè)計(jì)資料和廠家技術(shù)規(guī)格書中對(duì)原油的組分要求進(jìn)行研究和比選，發(fā)現(xiàn)50 ℃下1.8×10-4m2/s的標(biāo)準(zhǔn)重油滿足技術(shù)要求。因此，采用重油代替原油進(jìn)行主機(jī)的原油模式調(diào)試，該重油技術(shù)參數(shù)見表2。

2.2 安全措施

工藝隔離：要使投入的設(shè)備和管線處于受控狀態(tài)。將不投入的管口加盲板進(jìn)行隔離，所有排放口要接管線排到臨時(shí)儲(chǔ)存罐。其中，分油機(jī)的分油過程排渣量很大，除了定時(shí)排渣和渣油數(shù)量積攢到需要排渣的量時(shí)進(jìn)行排渣動(dòng)作外，分油機(jī)每次啟機(jī)和停機(jī)均有一次沖洗排污過程，而分油機(jī)調(diào)試過程難免會(huì)多次啟機(jī)，因此，要充分考慮臨時(shí)渣油罐的容積。原油沉降柜和日用罐的放空口直接連到火炬臂，因此平臺(tái)的放空管網(wǎng)都會(huì)進(jìn)可燃?xì)猓枰獙⑵渌O(shè)備的放空管線全部加盲板隔離，確?？扇?xì)獠粫?huì)擴(kuò)散到其他設(shè)備、系統(tǒng)。

表1 燃油選型對(duì)比

表2 重油技術(shù)參數(shù)

區(qū)域隔離：主機(jī)房、應(yīng)急機(jī)房、開關(guān)間、原油沉降柜、日用罐、分油機(jī)、增壓橇、燃油循環(huán)橇、濾器橇、頂層甲板放空口等涉及區(qū)域進(jìn)行隔離。

安全宣貫：組織各施工單位的安全員，對(duì)主機(jī)原油模式調(diào)試的危險(xiǎn)性進(jìn)行宣貫，提高所有現(xiàn)場人員的安全意識(shí)。分設(shè)備、分區(qū)域安排專人負(fù)責(zé)巡檢，同時(shí)要求施工單位也安排專人監(jiān)督。

惰化控制：原油沉降柜、日用罐在進(jìn)重油前先用氮?dú)膺M(jìn)行長時(shí)間惰化，使含氧量降到4%以下。對(duì)罐進(jìn)行氮?dú)庵脫Q，時(shí)實(shí)監(jiān)測可燃?xì)鉂舛?。降低罐?nèi)氧氣、可燃?xì)夂?，防止爆燃的情況發(fā)生。

3 燃料模式切換邏輯

3.1 柴油-原油模式切換

柴油到原油模式的切換只能通過手動(dòng)操作控制閥門實(shí)現(xiàn)。切換步驟：

1)柴油模式下啟機(jī)，加載。

2)原油增壓橇進(jìn)口三通閥手動(dòng)選擇原油模式，啟動(dòng)原油增壓橇，確認(rèn)增壓橇工作正常。

3)燃油循環(huán)橇進(jìn)口三通閥手動(dòng)選擇到原油模式，回油三通閥選擇回流至原油日用罐。

4)確認(rèn)燃油濾器撬進(jìn)口三通閥選擇來自燃油循環(huán)撬。

5)檢查主機(jī)運(yùn)行情況，觀察燃油黏度和溫度是否逐漸升高，當(dāng)黏度值升高至10×10-6～13×10-6m2/s，溫度100～127 ℃時(shí)，確認(rèn)柴油-原油模式切換成功。

3.2 原油-柴油模式切換

1)從原油增壓橇切換，如圖2所示。

圖2 從原油增壓橇切換流程

手動(dòng)切換：將原油增壓橇燃油進(jìn)口三通閥選擇到柴油模式。

自動(dòng)切換：①主機(jī)房可燃?xì)鉂舛却笥?0%；②原油日用罐液位低。

2)從燃油循環(huán)橇切換，如圖3所示。

手動(dòng)切換：將燃油循環(huán)橇進(jìn)油三通閥選擇來自柴油增壓橇。

自動(dòng)切換：①燃油泄露；②真空度大于100 kPa；③機(jī)體通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)；④機(jī)體內(nèi)燃?xì)鉂舛却笥?0%；⑤燃油壓力小于100 kPa；⑥燃油溫度低于500 ℃；⑦燃油黏度大于30×10-6m2/s。

圖3 從燃油循環(huán)橇切換流程

3.3 燃料模式切換注意事項(xiàng)

切換過程中要注意檢查各階段燃油系統(tǒng)各附屬設(shè)備和主要控制閥門的工作狀態(tài)，設(shè)備狀態(tài)見表3，確認(rèn)切換過程按程序進(jìn)行。

3.4 試驗(yàn)負(fù)荷的要求

主機(jī)從原油模式切換成柴油模式時(shí)，模式切換的過程就是通過主機(jī)的對(duì)外做功把系統(tǒng)中原有的燃油消耗掉的過程，因此負(fù)荷越大，主機(jī)燃油消耗油率越高，切換效率就越高。同時(shí)，由于重油黏度較大，應(yīng)盡量降低主機(jī)在原油模式的工況下空載運(yùn)行時(shí)間，避免損壞噴油嘴。因此，應(yīng)保持合理的試驗(yàn)負(fù)荷。

4 陸地進(jìn)行主機(jī)原油模式調(diào)試的優(yōu)點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)效益

4.1 優(yōu)點(diǎn)和作用

1)在陸地調(diào)試完成原油分油機(jī)、增壓橇、循環(huán)橇等主機(jī)輔助設(shè)備的調(diào)試，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備在安裝、接線、控制邏輯、性能等方面的問題，有利于問題的解決和處理。

2)積累了原油主機(jī)的調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，以往項(xiàng)目在陸地調(diào)試時(shí)僅做柴油模式調(diào)試，通過該項(xiàng)目的實(shí)踐證明在陸地進(jìn)行主機(jī)的原油模式調(diào)試也是可行的。

表3 設(shè)備狀態(tài)表

3)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了陸地調(diào)試最大化，主機(jī)的原油模式調(diào)試時(shí)間從投產(chǎn)后提前到陸地完工前，大大縮短了海上聯(lián)調(diào)周期。

4.2 經(jīng)濟(jì)效益

1)具有較大的潛在經(jīng)濟(jì)效益：海上聯(lián)調(diào)期間，如果用主機(jī)燒重油給平臺(tái)供電，首先能省去租用臨時(shí)發(fā)電機(jī)的費(fèi)用，其次重油價(jià)格約為柴油的一半，能節(jié)約大量燃油成本。

2)以該項(xiàng)目為例，聯(lián)調(diào)期間電力需求1 500 kW，此工況下主機(jī)耗油率約為0.5 t/h，每天就能節(jié)約柴油費(fèi)用4.8萬元。

3)以往項(xiàng)目在平臺(tái)投產(chǎn)后才進(jìn)行主機(jī)原油模式調(diào)試，而這期間主機(jī)只能使用柴油作為燃料，單臺(tái)主機(jī)負(fù)荷約為5 000 kW，此工況下主機(jī)耗油率為1.6 t/h，如果使用重油替代柴油，單臺(tái)主機(jī)每天可節(jié)約燃油費(fèi)用15萬元。