某海上油氣田L(fēng)PG外輸可行性研究

董海(中海石油(中國)有限公司深圳分公司流花油田作業(yè)區(qū)，廣東 深圳 518067)

0 引言

液化石油氣(LPG)是一種易燃、易爆、易揮發(fā)的液態(tài)混合物，主要組分是丙烷和丁烷，含量達(dá)到95%以上，伴有少量的丙烯和丁烯。合格LPG產(chǎn)品滿足37.8 ℃條件下，飽和蒸氣壓小于1 380 kPa，氣態(tài)LPG密度約為空氣的1.5～2.0倍，無色無味，液態(tài)LPG的密度約為水的一半，高溫或低壓條件下易揮發(fā)成氣體，易在大氣中自然擴(kuò)散，并向低洼處流動[1-2]。

某海上油氣生產(chǎn)設(shè)施(FPSO)具備LPG回收處理、儲存、外輸?shù)恼坠に嚵鞒蹋渲?，LPG外輸作業(yè)過程中，存在諸多風(fēng)險，例如：船舶碰撞、LPG泄漏、壓力傷人等[3-4]。文章針對該設(shè)施LPG外輸過程展開研究，對其中的風(fēng)險進(jìn)行分析，制定相應(yīng)的控制措施，并在此基礎(chǔ)上對現(xiàn)有外輸方案進(jìn)行優(yōu)化，提出優(yōu)化建議。

1 LPG回收處理系統(tǒng)介紹

該FPSO的LPG回收處理系統(tǒng)位于生產(chǎn)甲板BS模塊。該套系統(tǒng)設(shè)計壽命25年，設(shè)計處理能力640 m3/d，主要由1座脫乙烷塔、1座脫丁烷塔、4個LPG儲罐、1套LPG外輸系統(tǒng)以及其他附屬設(shè)備組成[5-6]。

該系統(tǒng)對油田所產(chǎn)生的伴生氣進(jìn)行加工處理，把丙烷和丁烷從伴生氣中分離提純，輕組分經(jīng)脫乙烷塔塔頂進(jìn)入燃料氣儲罐，重組分從脫丁烷塔塔底儲存在貨油艙，分離出來的丙烷和丁烷經(jīng)冷卻處理后，以液態(tài)的形式儲存在LPG儲罐中，最后將LPG合格產(chǎn)品周期性地卸載到LPG專用運輸船上[7-8]。

2 LPG外輸作業(yè)風(fēng)險分析及應(yīng)對措施研究

2.1 LPG外輸作業(yè)簡介

該FPSO的LPG正常生產(chǎn)過程，每天產(chǎn)量約200 m3，上模A區(qū)域共有4個儲罐，正常能參與LPG儲存的儲罐只能有3個，剩余1個罐作為備用罐。每個罐體的安全裝存容量為552 m3，需要根據(jù)每日的產(chǎn)量以及天氣和海況等情況做好合理的外輸計劃，每次外輸時間約為6 h(不包括靠泊、離泊時間)。LPG外輸整個過程主要作業(yè)步驟如下：

(1)外輸前準(zhǔn)備工作：設(shè)備檢查、測漏、風(fēng)險分析、儀控信號確認(rèn)；

(2)提氣船靠泊、帶纜：對軟管進(jìn)行補(bǔ)壓、拖輪接管；

(3)外輸管線充壓平衡：管線充壓、流程確認(rèn)；

(4)LPG外輸：外輸流量控制，船艉值守；

(5)吹掃外輸管線：使用LPG儲罐罐頂氣對流量計下游管線進(jìn)行吹掃；

(6)回收、惰化、離泊：流量計上下游回收、保壓回收軟管。

2.2 風(fēng)險分析及應(yīng)對措施

2.2.1 人員風(fēng)險

人員墜海：作業(yè)人員穿戴好工作救生衣，舷邊臨海作業(yè)時掛好安全帶；

高空墜物傷人：油管滾筒在運轉(zhuǎn)時，下方不允許站人；人員摔倒、絆倒：穿戴好勞保用品，作業(yè)時注意人員站位；手部傷害：佩戴合適的勞保手套，注意人員站位，熟悉作業(yè)過程的傷手點；

撇纜槍氣瓶充氣壓力傷人：持證人員進(jìn)行氣瓶充裝作業(yè)，將充氣瓶置于防爆筒內(nèi)操作，充氣時注意站位，氣瓶吊運需做好安全防護(hù)；

纜繩斷裂受力彈起傷人：將大纜通過引繩傳送給守護(hù)船，提醒守護(hù)船在回收引纜時控制船位，避免大纜處于受力狀態(tài)，告知系泊船長謹(jǐn)慎操作，中控配合系泊船長及時報告大纜拉力，調(diào)整大纜受力狀態(tài)。

2.2.2 設(shè)備風(fēng)險

管線凍堵、管線震動大：上半段外輸管線分段充液，減緩充壓速度，避免管線震動大，下半段外輸管線通過罐頂氣充壓；

大纜斷裂：持續(xù)監(jiān)控大纜拉力，異常時停止外輸，通知提氣船離泊；

外輸管線泄漏：外輸前對外輸管線進(jìn)行試壓，投用光纖監(jiān)測系統(tǒng)；

LPG蒸汽發(fā)生器超溫爆炸：確保蒸發(fā)器流程已導(dǎo)通，重點監(jiān)控蒸發(fā)器LPG出口溫度；

殘液壓縮機(jī)燃?xì)鈿獯? 導(dǎo)通氮氣至殘液壓縮機(jī)密封流程，確認(rèn)氮氣減壓閥處于正常工作狀態(tài);

殘液壓縮機(jī)損壞：設(shè)定回流閥差壓值為300 kPa以上，控制壓縮機(jī)壓縮比；控制殘液回收罐液位低于800 mm，防止壓縮機(jī)進(jìn)液；回收完畢后，將壓縮機(jī)內(nèi)部氣體放空至高壓火炬；

外輸軟管損壞：保證軟管壓力大于300 kPa再進(jìn)行軟管回收作業(yè)；

管線產(chǎn)生冷應(yīng)力：觀察管線壓力下降速度，若下降過快，停止殘液壓縮機(jī)，避免管線溫度過低產(chǎn)生冷應(yīng)力；

提油輪與FPSO碰撞：當(dāng)波浪高度超過2.5 m，風(fēng)速超過35節(jié)，或能見度低于0.5海里(海況條件需與提氣船確認(rèn))，不進(jìn)行系泊作業(yè)；當(dāng)提油輪船長、系泊船長、FPSO總監(jiān)任何一方認(rèn)為作業(yè)有危險，有權(quán)要求終止作業(yè)；

拖輪與FPSO碰撞：作業(yè)前拖輪檢查機(jī)器設(shè)備情況，確保狀況良好；

大纜斷裂致使軟管破損致LPG泄漏：提氣前檢查大纜及附件保持良好狀態(tài)，確保在有效期內(nèi)；對大纜拉力持續(xù)監(jiān)控，拉力小于10 t或大于80 t時告知系泊船長；系泊大纜拉力在半小時內(nèi)2 次超過150 t時或系泊大纜拉力在半小時內(nèi)3 次超過100 t時外輸作業(yè)中止并離泊。

2.2.3 管理風(fēng)險

火災(zāi)、爆炸：外輸期間禁止熱工作業(yè)，使用防爆工具；

異常海況: 關(guān)注海況，判斷風(fēng)險高低，必要時通知提氣船離泊作業(yè)，定期記錄大纜拉力和3條船串聯(lián)情況;

提氣船排氣冷放空：拖輪拖帶提氣船，使FPSO位于上風(fēng)口；艉輸值班人員持續(xù)檢測可燃?xì)鉂舛?；若遇雷暴天氣，禁止冷放空，必要時停止外輸[9-10]；

吹掃流速過快，超過安全流速:啟動壓縮機(jī)機(jī)前先將回流閥手動全開，然后設(shè)為自動緩慢的調(diào)節(jié)回流閥的設(shè)點，至設(shè)定點為300 kPa。

3 LPG外輸作業(yè)方案優(yōu)化

針對以上風(fēng)險分析及控制措施結(jié)論，結(jié)合現(xiàn)行的外輸方案，提出如下優(yōu)化建議。

3.1 量化關(guān)鍵工藝參數(shù)

對外輸作業(yè)方案中涉及到的關(guān)鍵工藝參數(shù)進(jìn)行量化，例如：標(biāo)注閥門位號、外輸速度、壓力變化、大纜解脫條件等方，由此可以更準(zhǔn)確的指導(dǎo)開展安全作業(yè)[11-12]。

3.2 編制專項檢查表

建議根據(jù)《過程安全基本原理》編制專項檢查表，作業(yè)人員開展作業(yè)前按照檢查表項目進(jìn)行檢查，確保準(zhǔn)備工作到位。

3.3 TRA中增加人身傷害控制措施

根據(jù)辨識出的人員傷害類型，例如滑到、絆倒、手部傷害等，在TRA中明確控制措施，并在作業(yè)安全分析會及工前會上，向所有作業(yè)人員宣貫到位。

3.4 使用激光監(jiān)測儀進(jìn)行測漏作業(yè)

LPG泄漏是外輸作業(yè)中的重大風(fēng)險，鑒于外輸管線安裝靠近艉輸舷外，對狀態(tài)檢查和檢漏都存在較大風(fēng)險，建議使用先進(jìn)的便攜式監(jiān)測探測儀輔助該項工作，隨時關(guān)注管線動態(tài)。

3.5 細(xì)化外輸作業(yè)期間的應(yīng)急管理

在TRA中需要關(guān)注到，外輸作業(yè)過程中，還應(yīng)當(dāng)制定FPSO其他區(qū)域發(fā)生諸如氣體泄漏、火災(zāi)等應(yīng)急情況時的應(yīng)急處置措施，確保應(yīng)急響應(yīng)及時有效。

4 結(jié)語

文章對某海上油氣田FPSO關(guān)于LPG外輸作業(yè)的過程展開研究，從人員、設(shè)備、管理三方面進(jìn)行了風(fēng)險分析，提出風(fēng)險控制措施，并在此基礎(chǔ)上對現(xiàn)有外輸方案進(jìn)行優(yōu)化，提出優(yōu)化建議和措施，以期指導(dǎo)LPG外輸作業(yè)安全、順利地開展。