海洋石油平臺電伴熱系統設計

張彥朋

(海洋石油工程股份有限公司， 上海200335)

海洋石油平臺電伴熱系統設計

張彥朋

(海洋石油工程股份有限公司， 上海200335)

海洋平臺上為了給設備和管線進行溫度的加熱和維持溫度，尤其是在較冷甚至寒冷的環境下，合理地設計電伴熱系統很有必要。通過對儀表管線參數的分析，利用考慮管線或罐體的外徑尺寸、材料、維持溫度和長度等信息，計算出伴熱帶回路數和伴熱長度，完成電伴熱的設計。

海洋平臺；電伴熱；計算；設計

0 引言

電伴熱系統在海洋平臺上的應用比較多，其技術成熟，可靠性高。海上油氣田開發工程的電伴熱系統主要作用是：防止工藝生產設施和生活設施的各種油管線、排污管線、水管線和部分放空管線、閥門和容器等凍結而提供溫度的加熱和維持溫度的系統。

1 設計思路

海洋石油平臺在保障生產和保障平臺上員工的日常生活方面，需要設置電伴熱系統。有許多管線和設備需要電伴熱。比如燃油管線，在低溫狀態下燃油容易凝結，缺乏活性，不利于輸送，燃油流速放緩時，可導致管線的壓力增大，嚴重的可能導致設備損壞。再比如淡水系統，在寒冷的季節會發生結冰現象，尤其是靠近管壁的位置，結冰后導致管內壁流水直徑變小，進而影響流速，會直接影響正常的生產和生活用水供應。

針對不同的地理區域，對電伴熱的需求也不一樣，甚至差別很大。比如我國的渤海區域與南海區域，因為氣候條件不一樣，南海區域沒有寒冷季節，而渤海區域在冬季會結較厚的冰。我國東海區域則處于南海和渤海之間，在寒冷季節既不會像渤海那樣很冷，也不會像南海那樣常年保持在較高的溫度水平，這就決定了東海區域海洋平臺電伴熱系統的容量比渤海區域的同等規模的平臺的小，又比南海區域的大一些。

對于管線，首先要根據管線儀表圖圖紙對各個系統進行梳理，例如燃油系統、淡水系統、海水系統等，將每個系統的管線進行統計，同時標出管線的外徑尺寸、材料、維持溫度，在三維模型中查看管線的位置坐標，并抽取數據計算管線的長度。

對于設備橇塊，需要根據管線儀表圖得知其保溫伴熱的溫度，這部分的伴熱常見做法是由設備廠家直接負責完成，但廠家需要提供電伴熱三維布置圖、電伴熱計算書、電伴熱回路數和每一路的耗電功率等信息。

計算時，主要計算管線的電伴熱。常用的軟件有賽盟公司的Computrace VT和濱特爾公司的Tracecalc，它們的計算原理基本一致，主要區別是各自根據自己的產品樣本數據為基礎，設計者在選型計算時只能選擇各自廠家的產品。在設計電伴熱時，只需根據廠家確定的電伴熱就可以用該廠家的軟件進行電伴熱計算設計。電伴熱系統的電源采用AC 220 V電源，由電源連接組件、電伴熱帶、二通或三通組件、溫控器、伴熱帶尾端、綁扎帶、電伴熱帶標簽和保溫層以及防潮外皮組成。

2 設計方法

根據所選擇的濱特爾公司子品牌瑞侃的電伴熱產品，使用濱特爾的計算軟件。針對每一個新項目，需先在軟件中新建一個工程項目，并設置項目名，默認狀態下是project 1。

View by選項中選擇line groups；Basic選項卡默認狀態下有個管線new line(001)，可修改目標管線名，即在Basic選項卡中line ID內輸入管線名稱，如2”-DO-35193-A2BZ-HT05。管線線徑、系統、材料、維持溫度等信息都可從名稱知曉，但這不利于設計電伴熱單線圖，因為單線圖需標出電纜號，而這個名稱較長。建議給管線一個位號，假定管線就是設備，由于每一段伴熱管線都有電源接線盒，供電的電纜鋪設到該接線盒，因此命名管線時可按EDIS規范命名為WHPA-DO-001，Section NO是為了區分管線，可再進行修改。

Setup菜單可對系統進行修改，采用米制單位。選擇管線材質的類型可輸入管線外經、長度；在絕緣材料類型里選擇管線的絕緣材料，輸入絕緣材料厚度；再輸入維持溫度、環境溫度、最大操作溫度等；電源選項里選擇電伴熱回路供電電壓、單相或三相供電系統、斷路器最大電流等。

Reference選項卡下可標出該管線所在的區域、流體介質類型、參考圖紙、室內室外、風速、有無易爆化學品、初始溫度、熱損耗系數等，此外還可記錄一些注釋信息。Area Class 選項卡可選擇該管線所在位置的危險區域等。

重復以上步驟輸入所有管線的參數數據。

3 設計結果

通過菜單欄的Reports菜單不僅可以得到管線的電伴熱報告，還可以得到管線電伴熱的材料表。電伴熱報告類型可以選擇單根管線詳細報告和全部管線列表總結報告2種，報告中的功率在做單線圖時會用到。

電伴熱計算完成后，可以著手做電伴熱單線圖。對于生產平臺，分正常電伴熱和應急電伴熱2種，劃分方法按正常生產工況和應急工況劃分。對于設備也可根據主電源來源劃分，主電源為正常配電盤的劃分至正常電伴熱系統中，主電源為應急配電板的劃分至應急電伴熱系統中。所有伴熱回路均需要安裝接地故障保護裝置，在所有防凍和保溫的伴熱回路中建議使用溫控器，所有被伴熱管線必須做保溫層，所有電伴熱設備和管線需要標注電伴熱消耗功率以及電伴熱布置位置。公共報警信號輸出至中控系統。串接的伴熱回路內不需要供電電纜，伴熱帶允許通過兩通或三通接頭串接分段的伴熱帶。電伴熱的供電電纜號根據位號設計，以示區別。

4 總結

電伴熱系統能夠保證平臺上各種設備和管線在良好的狀態下運行，而不受低溫或者冷凍影響，這對于保障平臺正常的生產和生活具有重要作用。現階段渤海地區和東海地區的海洋平臺都配有電伴熱系統，整體運行情況良好，在寒冷季節發揮了積極保障作用。電伴熱系統設計是否合理全面，會影響到整個平臺的生產以及平臺人員的生活，在這方面的設計研究將持續下去。

[1] CCS.鋼質海船入級規范(2009)：第4分冊[S].北京:人民交通出版社,2009.

[2] 中國船舶工業集團公司，中國船舶重工集團公司，中國造船工程學會.船舶設計實用手冊：電氣分冊[M].3版.北京:國防工業出版社,2013.

Heat Tracing System Design of Offshore Oil Platform

ZHANG Yanpeng

(Offshore Oil Engineering CO., Ltd., Shanghai 200335, China)

In order to maintain the temperature of the equipment and pipelines on the offshore platform, it is necessary to design the electric heat tracing system, especially in the cold environment. Based on the analysis of the parameters of the pipeline, considering the size of the outer diameter, the material, the maintaining temperature and the length of the pipeline, the number of loops and the length of the heat tracing are calculated out and the heat tracing system design is finished.

offshore platform; heat tracing; calculation; design

張彥朋(1980-)，男，工程師， 主要從事海洋工程電氣設計工作。

1000-3878(2017)01-0065-02

P752

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