海上平臺(tái)開式排放系統(tǒng)技術(shù)研究

張學(xué)明

摘 要：海上平臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)，必須進(jìn)行開式排放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，開式排放系統(tǒng)用來收集平臺(tái)上的前期含油雨水、各個(gè)設(shè)備泄露的常壓油水及甲板沖洗水，系統(tǒng)屬常壓系統(tǒng)，利用重力收集廢水排放。開式排放系統(tǒng)設(shè)計(jì)的是否合理，直接影響整個(gè)平臺(tái)的正常運(yùn)營。該文對(duì)怎樣合理的進(jìn)行海上平臺(tái)開式排放系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：海上；開式排放系統(tǒng)；開排槽

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.266

1 概述

海上油氣田開發(fā)的主要方式是建造海上平臺(tái)來進(jìn)行石油開采，現(xiàn)海上環(huán)境保護(hù)要求十分嚴(yán)格，在油氣田開發(fā)過程中，不允許含油廢水直接排入到海中，必須收集起來經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后才可排海，因此所有的海上平臺(tái)上都需要設(shè)有開式排放系統(tǒng)。平臺(tái)上的前期含油雨水、各個(gè)設(shè)備泄露的常壓油水及甲板沖洗水通過重力作用匯集起來，在開式排放系統(tǒng)中進(jìn)行處理。本文介紹了海上平臺(tái)開式排放系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)注意要點(diǎn)。

2 開式排放系統(tǒng)組成

海上平臺(tái)的開式排放系統(tǒng)通常由地漏、管道、開排罐、開排泵、開排槽、開排槽泵組成。平臺(tái)上的地漏是用鋼板焊成，一般大小為500mm×300mm ，均勻的布置在各層甲板上，使用帶有坡度的收集管將各個(gè)地漏中的廢水收集到開排罐里。由于整個(gè)開排系統(tǒng)是靠重力來收集廢水，所以收集廢水的容器必須布置在最低處。而底層甲板下是海面，不宜在底層甲板下懸吊一個(gè)很大的容器。因此通常將開排罐放在最底層上，可以用來直接收集除底層外的其它層廢水。在底層甲板單獨(dú)設(shè)置一個(gè)開排槽，開排槽懸吊在底層甲板下，底層甲板上的廢水通過地漏收集到開排槽內(nèi)后，再由開排槽泵將開排槽里的廢水提升輸送到開排罐里，以此來實(shí)現(xiàn)將整個(gè)平臺(tái)的常壓廢水收集到開排罐中。

3 開式排放系統(tǒng)布置原則

（1）平臺(tái)上的泄露油水、沖洗水及雨水通過地漏來收集。因甲板建造沒有坡度，所以地漏應(yīng)每隔6～8m左右布置一個(gè)，布置在逃生通道、操作通道及邊角處。地漏必須結(jié)合安全專業(yè)的危險(xiǎn)區(qū)劃分和海工專業(yè)甲板攔水扁鐵來綜合考慮。

（2）開式排放系統(tǒng)的管道安裝時(shí)，應(yīng)減少彎頭的數(shù)量。排放橫管線應(yīng)沿水流方向傾斜，且管線坡度不宜小于1%。在特殊情況下，允許少量部分橫管水平布置，但絕不允許管線倒坡。管線上應(yīng)設(shè)置沖洗接頭，以便于清掃管道。

（3）進(jìn)入開式排放罐之前，管道應(yīng)設(shè)水封，以防止開式排放罐中的可燃?xì)怏w進(jìn)入收集管。水封應(yīng)注意檢修的便利，應(yīng)設(shè)置在容易操作的位置。

（4） 開排槽應(yīng)設(shè)在底層甲板的危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)，開排槽內(nèi)是收集整個(gè)底層甲板的含油廢水，屬于危險(xiǎn)容器。

4 開式排放設(shè)計(jì)條件

（1）危險(xiǎn)區(qū)域劃分。海上平臺(tái)設(shè)計(jì)過程中，安全專業(yè)根據(jù)設(shè)備、管線的可燃?xì)怏w泄漏擴(kuò)散，對(duì)整個(gè)海上平臺(tái)進(jìn)行危險(xiǎn)區(qū)域的劃分，劃分出危險(xiǎn)區(qū)域和安全區(qū)域。平臺(tái)上應(yīng)設(shè)計(jì)兩條獨(dú)立的開式排放收集管，一條是為了危險(xiǎn)區(qū)，另一條是為了安全區(qū)。因?yàn)榈芈┑乃馊菀资В馐Ш蟮牡芈┡c大氣相通，如果把危險(xiǎn)區(qū)域和安全區(qū)域的地漏連接起來，會(huì)使危險(xiǎn)區(qū)的危險(xiǎn)氣體串入安全區(qū)域，引起安全區(qū)的危險(xiǎn)。同理，相應(yīng)區(qū)域的設(shè)備撬塊常壓排放也要匯入相應(yīng)區(qū)域的收集管中。

（2）甲板攔水扁鐵布置。平臺(tái)甲板的周圍通常設(shè)置攔水扁鐵，相當(dāng)于用扁鐵將平臺(tái)圍成了一個(gè)大的方形容器，而這個(gè)扁鐵圍成的區(qū)域就需要使用地漏來排掉其中的常壓含油廢水。平臺(tái)的甲板上哪些區(qū)域需要布置地漏及布置多少地漏，需要結(jié)合海工專業(yè)甲板攔水布置圖來進(jìn)行地漏布置及收集管管徑的相關(guān)設(shè)計(jì)。

（3）平臺(tái)所處海域的暴雨強(qiáng)度。在計(jì)算平臺(tái)雨水量時(shí)，需所處海域的暴雨強(qiáng)度，通常使用的暴雨強(qiáng)度重現(xiàn)期是1年。

5 開式排放設(shè)計(jì)及注意事項(xiàng)

海上平臺(tái)的開式排放系統(tǒng)的流量計(jì)算按最大時(shí)流量考慮，即平臺(tái)開式排放系統(tǒng)收集暴雨雨水時(shí)。當(dāng)平臺(tái)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，使用的消防水量非常大，但這是事故狀態(tài)，或基本不會(huì)發(fā)生，所以不考慮消防時(shí)流進(jìn)開式排放系統(tǒng)的消防水。

（1）雨水量。開式排放收集雨水是將危險(xiǎn)區(qū)和安全區(qū)分開收集的，所以在計(jì)算雨水設(shè)計(jì)流量時(shí)，應(yīng)結(jié)合海工專業(yè)的甲板攔水扁鐵布置情況，分別計(jì)算危險(xiǎn)區(qū)和安全區(qū)對(duì)應(yīng)面積的雨水量。因?yàn)槠脚_(tái)面積小，所以不考慮雨水的匯流時(shí)間對(duì)流量的影響。

雨水的匯水面積，按甲板的水平投影面積計(jì)算，但在風(fēng)力作用下雨水會(huì)傾斜降落到甲板和側(cè)墻上。因此在確定頂層甲板、飛機(jī)坪以外的各甲板匯水面積時(shí)，要按雨水從平臺(tái)最長側(cè)面，以甲板間距的高度，按45°夾角降至甲板上的面積。生活樓側(cè)墻以立面1/2的面積計(jì)入到相應(yīng)的匯水面積。

（2）管道。開排系統(tǒng)的管線包括懸吊管和立管。懸吊管的充滿的不大于0.8，其管徑計(jì)算使用曼寧公式。立管可以通過查規(guī)范中排水立管最大設(shè)計(jì)排水能力，來選擇立管的管徑大小。但不應(yīng)小于懸吊管的管徑。

（3）開排罐及開排泵。開式排放罐的大小主要考慮含油廢水在罐中的停留時(shí)間在30min以上，并且開排罐內(nèi)部一般做收油裝置。由于雨水淋洗甲板，會(huì)含有少量的污油，開式排放罐接收的雨水通常只收集前期10～15min內(nèi)的雨水。雨水通過開排罐收油后，清潔的部分排海。暴雨后期的雨水可直接排海。

由于平臺(tái)上日常各個(gè)設(shè)備泄露的常壓油水及甲板沖洗水量遠(yuǎn)小于暴雨時(shí)的雨水量，所以開排罐的最大有效容積以容納10～15min內(nèi)的含油雨水來計(jì)算，并附加3m3左右的安全余量。開排泵用于將開排罐內(nèi)的廢水輸送到閉排罐，其流量一般選擇5～10m3/h。揚(yáng)程為提升高度、末端壓力、管道損失及另附加3m的流出水頭。

（4）開排槽及開排槽泵。開排槽用于緩存底層甲板的含油廢水，有效容積應(yīng)不小于開排槽泵5min的出水量。開排槽泵用于將底層甲板的廢水提升進(jìn)開排罐，其流量按降雨時(shí)底層甲板的匯水流量來確定。如果設(shè)置的開排槽對(duì)排水調(diào)節(jié)作用明顯時(shí)，可以選用流量小一些的開排槽泵。

6 結(jié)語

合理的進(jìn)行海上平臺(tái)開式排放設(shè)計(jì)，是平臺(tái)安全和環(huán)境保護(hù)的共同要求。特別是地漏的合理布置，在設(shè)計(jì)過程中尤其的重要。在進(jìn)行海上平臺(tái)開式排放系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要掌握設(shè)計(jì)要點(diǎn)，熟悉設(shè)計(jì)方式，這樣才能使平臺(tái)的含油廢水得到合理的收集、處理和排放。

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