R550D自升式鉆井平臺空調冷藏系統設計

陳觀富

摘 要：海工平臺作業人員長期生活工作于平臺上，同時作業人員和居住區艙室較多，周圍又可能存在油氣環境，因此對空調冷藏系統有著特殊的要求。本文對R550D自升式鉆井平臺空調冷藏系統的布置、設備、服務區域等進行了分析和總結。

關鍵詞：R550D；自升式鉆井平臺； 空調冷藏系統

中圖分類號：TE22 文獻標識碼：A

AC and Provision Cooling System for R550D Jack-up Drilling Platform

CHEN Guanfu

（CSSC Huangpu Wenchong Shipbuilding Co.， Ltd . Guangzhou 510715）

Abstract： The layout of the AC and provision cooling system of jack-up drilling platform is difficult because of the large quantity of crew and cabins and the probable oil and gas nearby the cabins. This paper analyzes and summarizes the layout， special equipment and service space of the AC and provision cooling system of R550D jack-up drilling platform.

Key words： R550D；Jack-up drilling platform；AC and provision cooling system

1 引言

R550D自升式鉆井平臺（圖1）由中船黃埔文沖船舶有限公司承建，是中船集團首次在華南地區建造的鉆井平臺，工作水深400 ft，是適合于惡劣海況的高端自升式鉆井平臺。該平臺上的諸多設備和系統在國內甚至全球都是首例，在此僅對空調及冷藏設備及系統予以闡述。

2 空調系統分析

2.1 技術規格

該平臺由美國著名海工設計公司ZENTECH設計，入級ABS船級社。計劃工作海域位于墨西哥、中南美洲及亞太地區，因此夏季設計環境溫度高達40.5 °C，室內溫度要求低至21.1 °C，共有5層三角形生活樓，可供150人居住、生活和娛樂，這些都對空調系統提出了較高的要求。

2.2 主空調布置

該平臺居住、生活和娛樂區的空調供風由8臺一體式海水冷卻的中央空調提供，除了室內外環境溫差大及三角形的生活樓這些特殊狀況外，空調機室的面積極小，而且形狀不規則（圖2），這么小的空調機室面積在我司船舶建造史上幾乎是沒有遇到過的，在和設計公司及船東溝通加大空調機室面積無果的情況下，我司技術人員和設備供應商多次溝通后，決定采取不同于以往整體考慮空調機和空調箱尺寸的方法，分別從壓縮機組、空調箱混合段、制冷段、加熱段、加濕段、供風段等諸多分段一個一個來考慮，優化組合，并且從空調機室層高3.35 m的特點著手，縮減一體式空調機的寬度和長度，增加一體式空調機的高度，最終在滿足制冷加熱加濕等要求的前提下確定了上述8臺空調機組的外形尺寸，同時也基本保證了維修空間的需求。

2.3 機械區域空調

除了生活區域的空調之外，機械區域的空調對于船廠設計及施工來說同樣是一個很大的挑戰，尤其對于配電板間的空調，相比較于普通商船及其它海工船舶，該平臺配電板間的電氣設備數量多、種類雜，配電板間設備發熱量大，導致最終計算的配電板間空調制冷量遠大于預估值，甚至ZENTECH設計公司最初給出的柜式空調也無法滿足實際需求，最終不得不改為中央空調。同時船東又要求必須有1套配電板間的中央空調作為備用。這樣，一個重大的難題又擺在了船廠技術人員面前：如何布置這2套遠超預期的中央空調？經過不斷優化機械處所其它設備的布置，最后終于找到一個最優化的方案，將這2臺中央空調布置于機械處所。

2.4 鉆井設備區域空調

該項目空調系統的另外一個難點在于司鉆房和儀表房的獨立空調系統。作為鉆井設備最重要的控制室，儀表房全年室內溫度控制在+20 ℃～+27 ℃，司鉆房全年室內溫度控制在+20 ℃～+25 ℃，司鉆房和儀表房全年室內相對濕度控制在50%。司鉆房在所有開口關閉時能保證50 Pa正壓，并且在開口開時有0.305 m/s的最小出口風速，房間里安裝一個低壓報警，而且司鉆房的空調系統應具有兩種運行模式：第一種回風和120 m?/h風量的新風混合后供風（溫度需要保證）；第二種100%全新風，帶電動關閉風閥（溫度不需要保證）。上述兩種模式可以自動切換。

2.5 高要求的技術文檔資料

眾所周知，海工項目尤其是入級ABS船級社的石油平臺項目，規范化的文檔資料是必不可少的，再加上該項目的船東都是在其它國家有著多年建造經驗的海工專家，按照船東及規范要求的技術文檔不僅標準化程度極高，而且種類繁多，技術參數的要求也極高，甚至有些是之前所未聞的。為此船廠各部門相關人員協同供應商，通過查規范、找依據、勤溝通等各項措施，最終提供了滿足要求的整套文檔資料。

3 伙食冷藏系統

3.1 冷卻方式

該項目的伙食冷藏系統（圖3）具有不同于其它項目的顯著特點，在環境溫度高達40.5 ℃的情況下，冷凝器的冷卻方式為風冷，并且壓縮機組放置于室外。

3.2 布置方式

伙食冷藏壓縮機組放置于室外，是十分罕見的一種布置方式，除了要求設備及部件的防護等級滿足室外的要求外，為了更好的保證常年處于惡劣環境下設備的使用壽命，還需要在設備外面另外加一個不銹鋼罩子，同時將該不銹鋼罩子作防腐噴涂。在設備到廠后，其外型完全與我們常見的普通伙食冷藏設備外形不同（圖4），當看到此設備的外形后，我們對它能在油氣區長時間的運行有了充分的信心。

3.3 室外布置存在問題及解決方法

由于外界空氣溫度隨時都在變化，不同于船上的中央冷卻水系統提供的水溫是恒定的，而為了滿足相對固定的冷凝量，那么冷卻風量就要根據環境溫度的變化隨時變化，這就要求風機為變頻風機，雖然伙食冷藏系統的控制柜內有變頻器，但由于變頻器需要散熱，故要有和外界空氣聯通的格柵，這樣IP等級就沒辦法達到室外的要求。為了既滿足技術需求，又滿足控制柜的布置，最終將控制柜布置在廚房旁邊，同時在機組位置加裝了壓縮機及風機的急停按鈕，這樣既方便了船上人員的操作又保證了機組的正常運行和維修需求。

4 結論

空調及伙食冷藏系統在普通商船及小型海工項目上是一個傳統的設備，但是在R550D及其它一些比較大型的海工項目上就會成為一個比較復雜的系統和設備。經過R550D項目，使我們對于空調伙食冷藏系統有了一個更全面的認識和了解，對今后大型海工產品上大型設備的布置具有重要的借鑒意義，既然我們能把服務于整個平臺各個區域的空調系統布置得很完美，那么對于其它設備我們同樣能夠做的很完美。endprint