常規(guī)接收站與浮式氣化船控制系統(tǒng)的信息共享

呂鳴

(中海石油氣電集團(tuán)有限責(zé)任公司，北京 100028)

某浮式液化天然氣(LNG)接收項(xiàng)目，采用帶氣化設(shè)施的浮式氣化船F(xiàn)SRU(floating storage and regasification unit)，建設(shè)完工后用于給華北地區(qū)供氣，F(xiàn)SRU集成了海洋船舶、儲(chǔ)罐、氣化、裝卸船等技術(shù)，具有快速、靈活的特點(diǎn)。

1 常規(guī)接收站與浮式氣化船數(shù)據(jù)傳輸存在的問題

常規(guī)LNG接收站，數(shù)據(jù)傳輸只需由岸向船單向發(fā)送，由于浮式LNG接收站的特殊性，需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向通信。有關(guān)雙向ESD聯(lián)鎖功能、船到岸控制系統(tǒng)信號(hào)傳輸及貿(mào)易計(jì)量數(shù)據(jù)等附加功能的實(shí)現(xiàn)，除在岸方需要進(jìn)行設(shè)備改造外，船方也需要進(jìn)行同樣的工作。

2 控制系統(tǒng)信息共享解決方案

2.1 信息共享的內(nèi)容

實(shí)現(xiàn)常規(guī)接收站與FSRU控制系統(tǒng)的信息共享，包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容： 常規(guī)的岸到船及船到岸的ESD聯(lián)鎖功能和熱線電話功能；船到岸的計(jì)量數(shù)據(jù)、LNG貨倉數(shù)據(jù)、裝卸船速率；岸到船的天然氣壓力、溫度、岸方歧管緊急切斷閥狀態(tài)信號(hào)、岸方歧管壓力信號(hào)、纜繩張力信號(hào)等。

2.2 信息共享措施

1)前期研究。工藝專業(yè)及儀表專業(yè)人員相互配合，研究FSRU在整個(gè)工藝流程中的作用，確定常規(guī)接收站控制系統(tǒng)與FSRU控制系統(tǒng)間的通信目的，明確需要達(dá)到的控制及聯(lián)鎖要求。

2)方案設(shè)計(jì)。深入研究常規(guī)接收站控制系統(tǒng)、船岸連接系統(tǒng)、FSRU控制系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)，熟悉各系統(tǒng)支持的通信協(xié)議、通信模式。通過與各系統(tǒng)生產(chǎn)廠商的技術(shù)交流，在該基礎(chǔ)上根據(jù)生產(chǎn)需要，設(shè)計(jì)常規(guī)接收站控制系統(tǒng)與FSRU控制系統(tǒng)間的通信方案及其他具體要求，并對(duì)方案的可行性進(jìn)行論證。

3)實(shí)施過程。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案控制各系統(tǒng)的采購工作，并對(duì)相關(guān)技術(shù)要求予以澄清、確認(rèn)，進(jìn)一步修改、完善設(shè)計(jì)方案。

4)調(diào)試階段。業(yè)主負(fù)責(zé)組織LNG全接收站信息共享工程的建造、安裝、調(diào)試、保修服務(wù)等工作，并配合竣工驗(yàn)收、聯(lián)合調(diào)試和設(shè)施性能測(cè)試等工作。

2.3 方案實(shí)施

某浮式LNG項(xiàng)目建設(shè)過程中，業(yè)主技術(shù)人員與船方經(jīng)過深入的研究，根據(jù)工藝系統(tǒng)的實(shí)際需求，決定使用船岸連接系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)常規(guī)接收站與FSRU控制系統(tǒng)的信息共享。通過船岸連接系統(tǒng)建立FSRU到岸方的通信連接如圖1所示。

圖1 FSRU到岸方的通信連接示意

2.3.1 原有硬件設(shè)備的檢查

通過檢查船岸連接系統(tǒng)硬件設(shè)備，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)電纜連接采用“一對(duì)一”的硬接線模式，雖然有備用的電纜，但是備用電纜數(shù)量無法滿足雙方實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)信息共享的需求。檢查、測(cè)試過程中，得出以下結(jié)論：

1)控制系統(tǒng)組態(tài)軟件與船岸連接系統(tǒng)組態(tài)軟件的通信協(xié)議一致，可以實(shí)現(xiàn)通信。

2)控制系統(tǒng)硬件設(shè)備具有通信擴(kuò)展能力。

3)控制系統(tǒng)內(nèi)部組態(tài)具有富裕的通信地址。

4)控制系統(tǒng)所建的通信地址格式可以統(tǒng)一。

5)控制系統(tǒng)通信地址及變量可以一一對(duì)應(yīng)。

6)控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備備件可以滿足現(xiàn)場(chǎng)改造的需求。

7)雙方控制系統(tǒng)能夠在不中斷整體調(diào)試的情況下完成該項(xiàng)目的改造。

2.3.2 船岸連接盒內(nèi)光纖接線

船岸連接盒內(nèi)光纖接線包括以下線路： 船至岸和岸至船的ESD通道、電話通道、系統(tǒng)通信等。

2.3.3 連接及測(cè)試

1)連接。改造完成后，首先做好船岸通信的連接工作，連接步驟如下：

a)當(dāng)FSRU船靠岸后，岸方將細(xì)纜繩引至FSRU船。

b)將FSRU船的引纜繩拉至岸方。

c)用FSRU船的引纜繩將岸上的光纖及電纜引至船上，并做好連接工作。

d)岸方適時(shí)給FSRU船提供便攜式高頻對(duì)講機(jī)和充電器，將對(duì)講機(jī)調(diào)整到工作頻率，并向船方發(fā)出指令。

e)岸方與FSRU船方商定監(jiān)控特定海上高頻對(duì)講機(jī)頻道。

f)岸方與FSRU船方檢查熱線電話和超高頻對(duì)講機(jī)，指派聯(lián)系電話號(hào)碼和頻道。

FSRU船有光纖和電纜2種接口，分別連接岸方引來的光纖及電纜，當(dāng)接口不符時(shí)，應(yīng)采用轉(zhuǎn)換接口。在連接過程中，由于FSRU船靠岸并隨波浪浮動(dòng)，因此需在船岸連接中間留有一定光纖及電纜長(zhǎng)度的裕量。

2)ESD測(cè)試主要包括以下幾方面的內(nèi)容：

a)測(cè)試岸方接受ESD信號(hào)的功能，在通信面板上按下禁止按鈕，指示燈變亮，然后將觸發(fā)ESD的信號(hào)進(jìn)行旁路操作；利用專門的測(cè)試接頭(光纖接頭和電纜接頭均有)模擬FSRU船的信號(hào)。

b)測(cè)試無誤后，將通信面板上的禁止按鈕復(fù)位，指示燈還原，保持觸發(fā)ESD的旁路操作，進(jìn)行岸方ESD觸發(fā)信號(hào)功能測(cè)試，通過岸方ESD關(guān)聯(lián)系統(tǒng)，強(qiáng)制模擬岸方觸發(fā)信號(hào)，觀察測(cè)試接頭內(nèi)狀態(tài)指示燈是否發(fā)生了相應(yīng)變化。

c)連接測(cè)試完成后，將旁路復(fù)位。

3)通信測(cè)試主要包括以下幾方面的內(nèi)容：

a)測(cè)試岸方接收船方數(shù)據(jù)的功能。FSRU船方技術(shù)人員在船方控制系統(tǒng)內(nèi)模擬共享的參數(shù)信息，岸方控制系統(tǒng)準(zhǔn)確無誤地收到了FSRU船方的信號(hào)，即取消模擬。

b)測(cè)試FSRU船方接收岸方數(shù)據(jù)的功能。岸方技術(shù)人員在岸方控制系統(tǒng)內(nèi)模擬共享的參數(shù)信息，F(xiàn)SRU船方控制系統(tǒng)準(zhǔn)確無誤地收到了岸方的信號(hào)，即取消模擬。

c)當(dāng)雙方模擬結(jié)束后，取消光纖連接，雙方均出現(xiàn)通信中斷報(bào)警為止。

3 結(jié)束語

某浮式LNG接收終端項(xiàng)目通過該次改造，用最短時(shí)間調(diào)換數(shù)據(jù)通信設(shè)備硬件，確保了設(shè)備連線正確緊固，同時(shí)修改相關(guān)設(shè)備軟件組態(tài)信息，按時(shí)完成了調(diào)試工作，經(jīng)FSRU船與常規(guī)接收站聯(lián)合調(diào)試后，實(shí)現(xiàn)了常規(guī)接收站與FSRU船控制系統(tǒng)的信息共享，保障了安全供氣。