海上平臺原油發(fā)電機組原油模式首次在陸地調(diào)試的實施要點和應用

王鵬程，王凱坡，艾 榮

(海洋石油工程股份有限公司，天津 300452)

海上平臺原油發(fā)電機組在陸地調(diào)試期間因受技術(shù)、環(huán)境和資源準備等因素限制，通常僅能完成柴油模式的調(diào)試工作。原油模式需要到平臺投產(chǎn)、引入處理合格的原油后才能進行調(diào)試，海上調(diào)試的高風險和不確定性，使工作成本和工期大幅增加。所以，在陸地完成原油發(fā)電機原油模式的調(diào)試，對項目成本節(jié)約、工期控制和安全管理都有非常重要的意義。

國內(nèi)某平臺原油發(fā)電機陸地調(diào)試期間，對原油模式調(diào)試涉及的技術(shù)方案和風險防控進行了深入研究，解決了原油選型、流程控制、資源儲備、風險管控等難題，第1次在陸地實現(xiàn)了海洋平臺原油發(fā)電機組的原油模式調(diào)試。

1 主機原油模式調(diào)試流程分析

通過總結(jié)和歸納已有的調(diào)試流程和經(jīng)驗[1]，進行原油主機調(diào)試流程的分析。經(jīng)過分析整理，將原油主機柴油模式調(diào)試流程進行統(tǒng)籌整理，如圖1，涉及到多個輔助系統(tǒng)，且輔機數(shù)量眾多。通過分析流程，清晰體現(xiàn)各個環(huán)節(jié)的邏輯關(guān)系，有計劃有目的的去打通前置條件，實現(xiàn)多條路徑同步并行開展。

2 調(diào)試準備工作

2.1 燃料油選型

在陸地進行發(fā)電機組原油模式調(diào)試，目的是對原油分油機、原油增壓橇、燃油循環(huán)橇等主機輔助設(shè)備進行調(diào)試，檢查主機燃料模式切換的控制邏輯，模擬實現(xiàn)原油模式的工況運行，測試設(shè)備和系統(tǒng)的功能和性能是否達到設(shè)計標準和要求。因此選擇一種能夠充分模擬該平臺所產(chǎn)原油且又便于采買、運輸、儲存的燃料油，是進行原油模式調(diào)試的前提條件，表1為燃油選型對比。

圖1 主機原油模式調(diào)試流程

通過對市場上能尋到的各種重油組分與設(shè)計資料和廠家技術(shù)規(guī)格書中對原油的組分要求進行研究和比選，發(fā)現(xiàn)50 ℃下1.8×10-4m2/s的標準重油滿足技術(shù)要求。因此，采用重油代替原油進行主機的原油模式調(diào)試，該重油技術(shù)參數(shù)見表2。

2.2 安全措施

工藝隔離：要使投入的設(shè)備和管線處于受控狀態(tài)。將不投入的管口加盲板進行隔離，所有排放口要接管線排到臨時儲存罐。其中，分油機的分油過程排渣量很大，除了定時排渣和渣油數(shù)量積攢到需要排渣的量時進行排渣動作外，分油機每次啟機和停機均有一次沖洗排污過程，而分油機調(diào)試過程難免會多次啟機，因此，要充分考慮臨時渣油罐的容積。原油沉降柜和日用罐的放空口直接連到火炬臂，因此平臺的放空管網(wǎng)都會進可燃氣，需要將其他設(shè)備的放空管線全部加盲板隔離，確保可燃氣不會擴散到其他設(shè)備、系統(tǒng)。

表1 燃油選型對比

表2 重油技術(shù)參數(shù)

區(qū)域隔離：主機房、應急機房、開關(guān)間、原油沉降柜、日用罐、分油機、增壓橇、燃油循環(huán)橇、濾器橇、頂層甲板放空口等涉及區(qū)域進行隔離。

安全宣貫：組織各施工單位的安全員，對主機原油模式調(diào)試的危險性進行宣貫，提高所有現(xiàn)場人員的安全意識。分設(shè)備、分區(qū)域安排專人負責巡檢，同時要求施工單位也安排專人監(jiān)督。

惰化控制：原油沉降柜、日用罐在進重油前先用氮氣進行長時間惰化，使含氧量降到4%以下。對罐進行氮氣置換，時實監(jiān)測可燃氣濃度。降低罐內(nèi)氧氣、可燃氣含量，防止爆燃的情況發(fā)生。

3 燃料模式切換邏輯

3.1 柴油-原油模式切換

柴油到原油模式的切換只能通過手動操作控制閥門實現(xiàn)。切換步驟：

1)柴油模式下啟機，加載。

2)原油增壓橇進口三通閥手動選擇原油模式，啟動原油增壓橇，確認增壓橇工作正常。

3)燃油循環(huán)橇進口三通閥手動選擇到原油模式，回油三通閥選擇回流至原油日用罐。

4)確認燃油濾器撬進口三通閥選擇來自燃油循環(huán)撬。

5)檢查主機運行情況，觀察燃油黏度和溫度是否逐漸升高，當黏度值升高至10×10-6～13×10-6m2/s，溫度100～127 ℃時，確認柴油-原油模式切換成功。

3.2 原油-柴油模式切換

1)從原油增壓橇切換，如圖2所示。

圖2 從原油增壓橇切換流程

手動切換：將原油增壓橇燃油進口三通閥選擇到柴油模式。

自動切換：①主機房可燃氣濃度大于20%；②原油日用罐液位低。

2)從燃油循環(huán)橇切換，如圖3所示。

手動切換：將燃油循環(huán)橇進油三通閥選擇來自柴油增壓橇。

自動切換：①燃油泄露；②真空度大于100 kPa；③機體通風機停止運轉(zhuǎn)；④機體內(nèi)燃氣濃度大于20%；⑤燃油壓力小于100 kPa；⑥燃油溫度低于500 ℃；⑦燃油黏度大于30×10-6m2/s。

圖3 從燃油循環(huán)橇切換流程

3.3 燃料模式切換注意事項

切換過程中要注意檢查各階段燃油系統(tǒng)各附屬設(shè)備和主要控制閥門的工作狀態(tài)，設(shè)備狀態(tài)見表3，確認切換過程按程序進行。

3.4 試驗負荷的要求

主機從原油模式切換成柴油模式時，模式切換的過程就是通過主機的對外做功把系統(tǒng)中原有的燃油消耗掉的過程，因此負荷越大，主機燃油消耗油率越高，切換效率就越高。同時，由于重油黏度較大，應盡量降低主機在原油模式的工況下空載運行時間，避免損壞噴油嘴。因此，應保持合理的試驗負荷。

4 陸地進行主機原油模式調(diào)試的優(yōu)點和經(jīng)濟效益

4.1 優(yōu)點和作用

1)在陸地調(diào)試完成原油分油機、增壓橇、循環(huán)橇等主機輔助設(shè)備的調(diào)試，能夠及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備在安裝、接線、控制邏輯、性能等方面的問題，有利于問題的解決和處理。

2)積累了原油主機的調(diào)試經(jīng)驗，以往項目在陸地調(diào)試時僅做柴油模式調(diào)試，通過該項目的實踐證明在陸地進行主機的原油模式調(diào)試也是可行的。

表3 設(shè)備狀態(tài)表

3)進一步實現(xiàn)了陸地調(diào)試最大化，主機的原油模式調(diào)試時間從投產(chǎn)后提前到陸地完工前，大大縮短了海上聯(lián)調(diào)周期。

4.2 經(jīng)濟效益

1)具有較大的潛在經(jīng)濟效益：海上聯(lián)調(diào)期間，如果用主機燒重油給平臺供電，首先能省去租用臨時發(fā)電機的費用，其次重油價格約為柴油的一半，能節(jié)約大量燃油成本。

2)以該項目為例，聯(lián)調(diào)期間電力需求1 500 kW，此工況下主機耗油率約為0.5 t/h，每天就能節(jié)約柴油費用4.8萬元。

3)以往項目在平臺投產(chǎn)后才進行主機原油模式調(diào)試，而這期間主機只能使用柴油作為燃料，單臺主機負荷約為5 000 kW，此工況下主機耗油率為1.6 t/h，如果使用重油替代柴油，單臺主機每天可節(jié)約燃油費用15萬元。