海洋工程設(shè)計基礎(chǔ)知識(機械)

1、2 2(2)3 3(3) 4 4(4)5 5(5)6 6(6)工業(yè)鍋爐指用于生產(chǎn)工業(yè)用汽、采暖和生活供熱的熱工設(shè)備。工業(yè)鍋爐指用于生產(chǎn)工業(yè)用汽、采暖和生活供熱的熱工設(shè)備。 常用的間接火焰加熱爐是通過火管加熱中間熱介質(zhì)，然后通過中間熱常用的間接火焰加熱爐是通過火管加熱中間熱介質(zhì)，然后通過中間熱介質(zhì)加熱盤管中的工藝流體。對于中間熱介質(zhì)，其性質(zhì)在大氣中必須介質(zhì)加熱盤管中的工藝流體。對于中間熱介質(zhì)，其性質(zhì)在大氣中必須穩(wěn)定，而且要求在工藝要求的最大溫度范圍內(nèi)必須穩(wěn)定存在。常用的穩(wěn)定，而且要求在工藝要求的最大溫度范圍內(nèi)必須穩(wěn)定存在。常用的熱介質(zhì)有：水、甘醇、熱油或可溶性鹽等。對于熱介質(zhì)的選擇主要決熱介質(zhì)有

2、：水、甘醇、熱油或可溶性鹽等。對于熱介質(zhì)的選擇主要決定于生產(chǎn)工藝所要求的溫度的高低。間接火焰加熱爐給我們提供了一定于生產(chǎn)工藝所要求的溫度的高低。間接火焰加熱爐給我們提供了一個安全的、可靠的和方便的操作環(huán)境。在間接火焰加熱爐中，主要用個安全的、可靠的和方便的操作環(huán)境。在間接火焰加熱爐中，主要用到了輻射和對流的傳熱方式。到了輻射和對流的傳熱方式。 7 7(7)8 8(8) 9 9(9) 1010(10) 1111(11) 1212(12)1313(13) 1414(14)n1、泵與泵裝置n2、壓縮機1515(15)n輸送液體或使液體增壓的機械通稱泵。泵將原動機的機械能或其它外部能量輸送給液體，使液

3、體能量增加。泵按照工作原理可分為動力式泵（離心泵、混流泵、軸流泵和旋渦泵）、容積式泵（往復(fù)泵（活塞泵、柱塞泵、隔膜泵）、回轉(zhuǎn)泵（齒輪泵、螺桿泵、葉型泵等）、其它類型泵（射流泵、氣體生液泵）。 n動力式泵是依靠快速旋轉(zhuǎn)的葉輪對液體的作用力將機械能傳給流體，使動力能和壓力能增加，再通過泵殼將大部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ芏鴮崿F(xiàn)輸送。 n容積式泵是依靠工作元件在泵缸內(nèi)做往復(fù)或回轉(zhuǎn)運動，使容積交替增大和縮小，實現(xiàn)流體的吸入和排出。工作元件作往復(fù)運動的容積式泵稱往復(fù)泵，其吸入和排出過程在同一泵缸內(nèi)，并由吸入閥和排出閥配合完成。工作元件作回轉(zhuǎn)運動的稱回轉(zhuǎn)泵，主要通過齒輪、螺桿、滑片等工作元件的旋轉(zhuǎn)運動迫使液體從吸

4、入側(cè)轉(zhuǎn)移到排出側(cè)。 1616(16)n泵的特性包括特性曲線形狀、性能穩(wěn)定性、自吸能力、起動與調(diào)節(jié)、介質(zhì)粘度適用范圍等。用戶對泵最基本的要求是一定的流量和必須達到的揚程（對于容積式泵是必須達到的壓力）。此外還有其它使用要求，如泵的氣蝕余量、抽送介質(zhì)性質(zhì)、工作溫度、工作壓力、安裝條件等。n泵的主要特征參數(shù)包括流量、進出口壓力、揚程、轉(zhuǎn)速、功率、效率、氣蝕余量等。 1717(17)n壓縮機就是利用原動機的機械能將氣體壓力提高的機械。 n壓縮機按照結(jié)構(gòu)上來講分為透平式壓縮機（離心式壓縮機和軸流式壓縮機）、容積式壓縮機（往復(fù)式和回轉(zhuǎn)式（螺桿式、滑片式、羅茨式）。 n透平式壓縮機主要由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成

5、。機械能就是通過轉(zhuǎn)子的葉輪傳遞給氣體的。n容積式壓縮機是利用機械能使氣體容積縮小而提高氣體壓力。 n離心式壓縮機為透平式壓縮機中的一種。在壓縮機內(nèi)旋轉(zhuǎn)葉片把氣體加速后，根據(jù)伯努里定理把動能轉(zhuǎn)化為壓能。用于壓縮天然氣的離心壓縮機一般為多級離心式壓縮機。這些壓縮機由電機或透平機驅(qū)動。 1818(18)1919(19)n儲存裝置根據(jù)其所儲存的介質(zhì)是否帶壓分為常壓容器和壓力容器，具體內(nèi)容請參考李君華所作的橇塊基礎(chǔ)講座。 2020(20)n海上油氣集輸系統(tǒng)機械設(shè)備（工藝處理設(shè)備）海上油氣集輸系統(tǒng)機械設(shè)備（工藝處理設(shè)備） n海上油氣田生產(chǎn)輔助系統(tǒng)機械設(shè)備（公用設(shè)備）海上油氣田生產(chǎn)輔助系統(tǒng)機械設(shè)備（公用設(shè)備

6、） 2121(21)海上油氣集輸系統(tǒng)機械設(shè)備（工藝處理設(shè)備）n原油處理系統(tǒng)機械設(shè)備原油處理系統(tǒng)機械設(shè)備 n天然氣處理系統(tǒng)機械設(shè)備天然氣處理系統(tǒng)機械設(shè)備n水處理設(shè)備水處理設(shè)備 n閉排系統(tǒng)設(shè)備閉排系統(tǒng)設(shè)備n開排系統(tǒng)開排系統(tǒng)2222(22)海上油氣田生產(chǎn)輔助系統(tǒng)機械設(shè)備（公用設(shè)備）n動力電站設(shè)備n儀表氣和公用氣設(shè)備n柴油系統(tǒng)設(shè)備n海水提升和供給設(shè)備n淡水系統(tǒng)設(shè)備n供熱設(shè)備n起重設(shè)備n生活污水處理設(shè)備n安全設(shè)備2323(23)原油處理系統(tǒng)機械設(shè)備n原油處理的主要流程就是將開采出的原油在海上采油平臺或生產(chǎn)油輪進行油、氣、水的分離、凈化、計量和外輸；伴生氣經(jīng)除液后利用或送到火炬系統(tǒng)燒掉；污水進污水處理系統(tǒng)

7、處理符合排放標準后排放入海；原油進一步處理后得到合格的商品油存儲或外輸。n1）原油匯集n2）原油處理n3）原油外輸 2424(24)原油匯集n從地下油藏中采出的井液經(jīng)采油樹輸送到管匯中，管匯分為生產(chǎn)管匯和測試管匯。n測試管匯分別將每口井的產(chǎn)出井液輸送到計量分離器中進行分離并計量。n一般情況下，在計量分離器中進行氣液兩相分離，分出的天然氣和液體分別進行計量。液相采用油水分析儀測量含水率，從而測算出單井油氣水產(chǎn)量。n生產(chǎn)管匯是將每口油井的液體匯集起來，并輸送到油氣分離系統(tǒng)中去。 2525(25)原油處理n原油處理主要設(shè)施有分離器、加熱器、測試設(shè)備、泵類設(shè)備、儀電設(shè)備、檢測和安全保護設(shè)備等。 n1）

8、油、氣、水分離n2）脫水脫鹽n3）伴生氣處理2626(26)油氣水分離n油井產(chǎn)出液中含有原油、凝析油、天然氣（包括自由氣、溶解氣、凝析蒸氣）、水、雜質(zhì)和外來物質(zhì)。從生產(chǎn)管匯匯集的井液輸送至三相分離器中，三相分離器將油、氣、水進行初步分離。n油氣水地面處理設(shè)備主要是分離器。分離器按形狀分一般有三種，即立式、臥式及球形。根據(jù)各形狀分離器在分離效率、分離后流體的穩(wěn)定性、變化條件的適應(yīng)性、操作的靈活性、處理能力、處理起泡原油和安裝所需空間等方面的優(yōu)缺點比較，作為海上處理設(shè)備的分離器，首選的是臥式三相分離器，其次是立式兩相，球形基本上不采用。 n分離設(shè)備的種類繁多，為了便于歸納和舉例進行典型說明，下面就

9、分離設(shè)備的工作原理、適用條件和優(yōu)缺點分成六類進行簡述，六類分離設(shè)備的對比情況如表所示。 2727(27)油氣水分離設(shè)備對比表2828(28)油氣水分離n擋板臥式三相分離器，油氣水混合物進入分離器后，進口分流器把混合物大致分成氣液兩相。液相由導(dǎo)管引至油水界面以下進入集液部分，集液部分應(yīng)有足夠的體積使自由水沉降至底部形成水層，其上是原油和含有較小水滴的乳狀油層，油和乳狀油從擋板上面溢出。油水界面和油面由控制閥控制于恒定的高度。氣體水平地通過重力沉降部分，經(jīng)除霧器后由氣出口流出。分離器的壓力由設(shè)在氣管上的閥門控制。 2929(29)分離器簡圖3030(30)脫水脫鹽n分離出的原油因還含有乳化水，往往

10、需要進入電脫水器進一步破乳、脫水，才能使處理后的原油達到合格的外輸要求。n分離出的原油如果含鹽量比較高，會對煉廠加工帶來危害，影響原油的售價，因此有些油田還要增加脫鹽設(shè)備進行脫鹽處理。n電脫水器和電脫鹽器都是油氣水處理系統(tǒng)中的重要設(shè)備，在常規(guī)工藝中，它們是兩個獨立的處理裝置，分別完成各自的電脫水和脫鹽任務(wù)。 n電脫水和脫鹽所使用的電場包括交流電場、直流電場和交直流電場。在電場中利用聚結(jié)（電泳聚結(jié)、偶極聚結(jié)和振蕩聚結(jié)）的方式對油中所含的水、鹽和雜質(zhì)進行脫離。n電脫鹽工藝要增加一套原油與淡水混合設(shè)備，該設(shè)備的作用是加入淡水去“沖洗”原油，便于淡水吸收原油中的鹽。 3131(31)電脫鹽設(shè)備簡圖32

11、32(32)伴生氣處理n分離器分離出的天然氣進入燃料氣系統(tǒng)中，燃料氣系統(tǒng)將天然氣脫水后分配到各個用戶。平臺上的用戶一般為：燃氣透平發(fā)電機、熱介質(zhì)加熱爐、蒸氣爐等。對于某些油田來說，天然氣經(jīng)壓縮可供注氣或氣舉使用。低壓天然氣可以作為密封氣使用，也可以用做儀表氣。多余的天然氣可通過火炬臂上的火炬頭燒掉。 3333(33)原油計量外輸n經(jīng)處理后的合格原油，將進儲油艙儲存，或經(jīng)原油外輸泵增壓、計量裝置計量后通過海底管線外輸至儲油終端。 3434(34)天然氣處理系統(tǒng)機械設(shè)備n天然氣處理中常用的主要設(shè)備包括：井口裝置、測試分離器、生產(chǎn)分離器、接觸塔、低溫分離器、熱交換器、加熱器、壓縮機、集輸管道、計量裝

12、置等n井口裝置、分離器、換熱器、加熱器等與油田原理相同，在此不予贅述。 3535(35)酸性氣體處理n天然氣中經(jīng)常含有一定數(shù)量的H2S，CO2等酸性組分，其遇水后呈酸性，因此，人們稱其為酸性氣體。天然氣中酸性氣體的存在會增加對管道和設(shè)備的腐蝕而影響其使用壽命。此外，在天然氣低溫分離過程中，CO2有可能形成干冰而堵塞管道和設(shè)備；含H2S較多的天然氣燃燒時會出現(xiàn)異味，燃燒所生成的SO2等化合物會污染環(huán)境；在催化加工中，含硫的烴類化合物會使催化劑中毒。因此，酸性氣體的脫除是天然氣凈化的主要任務(wù)之一。n天然氣脫除酸性氣體的工藝方法可分為：化學(xué)吸收法和物理吸收法。n對于海上天然氣生產(chǎn)平臺，由于空間的限制

13、，宜采用占地少，便于操作的整裝型脫硫裝置。如采用分子篩，碳酸脂半透膜，氧化鐵法等方法進行酸性氣體的脫除。n氧化鐵法是將含硫天然氣通過海綿狀的水合氧化鐵床層，使H2S與床層中的氧化鐵充分接觸，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而將H2S從天然氣中脫除。當氧化鐵被轉(zhuǎn)化接近完成時，向反應(yīng)塔中吹入空氣，在氧的氧化作用下，反應(yīng)物被氧化又轉(zhuǎn)變成氧化鐵，并釋放出硫，從而達到氧化鐵的再生和循環(huán)使用。3636(36)天然氣脫水及水露點控制n天然氣脫水，就是脫除天然氣中的水分，降低水露點的工藝。將天然氣脫水至所要求露點以下的的溫度，就可以避免水化物的形成及冷凝水的酸腐蝕。n脫除天然氣水分的方法有：液體（甘醇）吸收法；固體吸附法（干

14、燥法）；降溫冷凝法。 n用溶劑來吸收天然氣中水分的方法是建立于不同氣體在液體中溶解度不同的基礎(chǔ)上，在天然氣脫水工藝中，最常用的液體吸收劑是三甘醇。n甘醇脫水過程就是吸收過程。這個過程在接觸（吸收）塔內(nèi)進行。氣流從塔底進入，而貧三甘醇溶液從塔頂流入，以逆流方式流動，通過各級塔盤氣體與三甘醇的充分接觸，氣流里的水蒸氣被吸收到貧三甘醇溶液中。最后，富三甘醇從塔底流回再生（濃縮）系統(tǒng)。三甘醇再生系統(tǒng)主要以加熱的辦法把水從三甘醇中脫出，還可以借助汽提（解吸）氣或溶劑提高三甘醇的純度。再生的三甘醇就可以重新用來脫水。 3737(37)三甘醇脫水系統(tǒng)簡圖3838(38)天然氣脫烴及烴露點控制n脫除天然氣中液

15、烴成分（NGL）以氣體方式存在于氣流中，有4個原因要脫除它：n液態(tài)的碳氫化合物要比氣態(tài)的更有價值；n在輸入管線的氣的規(guī)格對干氣中的NGL含量有要求。如用于透平機發(fā)電等，烴露點過高會影響透平機的壽命；n隨溫度的變化，重質(zhì)的NGL會在輸送管道中形成；nNGL可以重新注入油藏來提高采收率。n脫除NGL有多種方法，常見的有貧油吸收和低溫分離。n低溫分離是目前工業(yè)上使用的最常用的方法。在低溫分離的流程中，天然氣流被冷卻到極低的n溫度,乙烷和乙烷以上的成分冷凝成液體然后脫除。低溫分離通常分三步：脫水、制冷和分餾。在一些深冷工藝中由于低溫分離流程的溫度很低，氣流中的水分必須幾乎全部脫除。在這種流程中的脫水通

16、常使用分子篩。中冷的低溫分離工藝一般用三甘醇脫水即可達到要求。制冷一般有三種方法：即制冷劑制冷、JT閥降壓制冷和膨脹機降壓制冷。 3939(39)天然氣壓縮及外輸n天然氣壓縮機在油氣田中主要用于三個目的：低壓氣的回收和天然氣的中間過程的加壓和外輸氣的輸送。用于低壓氣回收的壓縮機往往是低壓縮量、高壓縮比的單級或多級活塞式壓縮機，壓縮比從5到20不等；而用于中間過程加壓和外輸?shù)膲嚎s機則往往是高壓縮量、低壓縮比的單級或多級離心式壓縮機。 4040(40)水處理設(shè)備n分離器分離出的含油污水進入含油污水處理系統(tǒng)中進行處理。n水處理系統(tǒng)包括含油污水處理系統(tǒng)和注水系統(tǒng)。常規(guī)的含油污水處理流程為：從分離器分離

17、出來的含油污水首先進入斜板隔油器中進行油水分離，然后進入氣浮選器進行分離，如果二級處理后仍達不到規(guī)定的含油指標時，可增設(shè)砂濾器進行三級處理，處理合格后的污水排海。n近年來發(fā)展了水力旋流器處理含油污水。水力旋流器處理量大，占地面積小而得到廣泛使用，但對于高密度稠油油田的含油污水處理效果不好。n注水系統(tǒng)從注水的來源不同而分為三類：注海水、注地層水和污水回注。注水系統(tǒng)就是將不同水源處理合格后經(jīng)增壓泵，注水泵注入到地層中去。n含油污水處理方法有物理方法和化學(xué)方法，但在生產(chǎn)實踐過程中兩種方法往往結(jié)合應(yīng)用。歸納目前海上主要應(yīng)用的含油污水處理方法如表所示。 4141(41)目前海上油田含油污水處理的處理方法

18、4242(42)水處理設(shè)備n由于海上油氣田的處理量大小不同，原油及伴生水性質(zhì)不同，處理后的污水要求標準不同，還有海域、經(jīng)濟效益等等因素不同，所選擇的處理設(shè)施不可能相同。舉例說明如下：n埕北油田污水流程所設(shè)置的污水處理裝置，包括聚結(jié)器、浮選器、砂濾器和緩沖罐。來自原油處理系統(tǒng)的含油污水，首先經(jīng)聚結(jié)器，在聚結(jié)器入口前加入絮凝劑，在聚結(jié)器中，通過絮凝和重力分離。較大顆粒原油及懸浮固體上浮并被撇入導(dǎo)油槽。n處理后的污水靠位差進入浮選器，設(shè)計為加氣浮選，由底部加入少量天然氣，作為附著小油滴載體與油珠一起上浮到頂部，上部撇油裝置將油撇出。處理后的污水由下部出口流出。n來自浮選器的污水由泵加壓輸送到過濾器，

19、由上至下通過過濾層，處理后污水進入緩沖罐。此時的污水應(yīng)是處理后的合格水，可用做注入水或動力液，剩余部分排海。 4343(43)水處理設(shè)備系統(tǒng)簡圖4444(44)注水設(shè)備系統(tǒng)簡圖n污水處理流程來水首先進入凈化水緩沖罐，緩沖罐上部有天然氣注入口，設(shè)計注入天然氣，這是為了防止氧氣進入；頂部設(shè)有呼吸閥；增壓泵將污水提取供給注水、動力液用水系統(tǒng)及排海，來自注水的污水經(jīng)注水泵增壓通過注水管匯分至各注水井。與之配套的凈化水罐液位控制儀表及泵的壓力控制系統(tǒng)不再詳細敘述。 4545(45)閉排系統(tǒng)設(shè)備n閉式排放系統(tǒng)是平臺油氣生產(chǎn)系統(tǒng)的一個輔助系統(tǒng)，其作用如下：n1）接收生產(chǎn)管線、容器等設(shè)備在異常狀態(tài)下安全卸壓排

20、出的原油或混合物；n2）接收油氣生產(chǎn)設(shè)備停運后在壓力下排放油氣混合物；n3）將接收的混合液進行氣液分離，氣送至火炬燒掉，油回收至原油處理系統(tǒng)重新處理。n閉式排放系統(tǒng)主要由閉式排放罐和閉式排放泵組成，罐內(nèi)液位的高低控制泵的停啟，因此，閉式排放泵為間歇運行。 4646(46)閉排系統(tǒng)設(shè)備n圖為潿11-4油田上的閉式排放系統(tǒng)流程圖，其它各海上油田的閉式排放系統(tǒng)與此類似。n閉式排放罐為一臥式兩相分離器，外部主要有：液位計、壓力表、液位開關(guān)、排污口、放空口、沖砂口；內(nèi)部主要有：油液進口分流器、油液出口防渦板、氣體出口捕霧器、沖砂器、排污砂槽、熱介質(zhì)盤管等。n閉式排放系統(tǒng)是間歇操作的系統(tǒng)，各處排放的混合液

21、經(jīng)管匯匯集，然后從罐頂?shù)娜肟谶M入罐體，頂部有一氣體的排放口，油氣分離出來的氣體從罐頂氣管排出到火炬系統(tǒng)，分離出來的混合液從罐底部的出口由回收泵打回處理流程。正常運行時，當液位升到設(shè)定的高液位值時，泵自動開啟，將罐內(nèi)混合液泵出，當液位降到設(shè)定的低液位值時，自動停泵。罐內(nèi)正常的操作溫度為50，用熱介質(zhì)加熱盤管加熱維持正常的操作溫度。當罐內(nèi)溫度低于50時，熱介質(zhì)加熱管溫度控制閥自動打開，熱介質(zhì)的熱量傳給罐內(nèi)混合液，給罐內(nèi)混合液加熱，罐內(nèi)混合液溫度逐漸升高。當罐內(nèi)溫度高于50時，熱介質(zhì)加熱管溫度控制閥自動關(guān)閉，即溫度過高，控制熱介質(zhì)流量減小，反之則加大熱介質(zhì)流量，從而自動控制罐內(nèi)溫度，將罐內(nèi)的溫度控制

22、在設(shè)定的范圍內(nèi)。 4747(47)閉排系統(tǒng)設(shè)備簡圖4848(48)開排系統(tǒng)設(shè)備n開式排放系統(tǒng)主要是收集平臺各處敞開于大氣的水、污水和污油，并進行處理。有的平臺的開式排放系統(tǒng)又可以分為非含油污水排放系統(tǒng)和含油污水排放系統(tǒng)。非含油污水排放系統(tǒng)由于收集和排放的是不含油和對海洋不會造成污染的水，因此該系統(tǒng)不采用任何處理設(shè)備，只是用管子將各排放口連接，最后匯集到一根總管直接排入大海。含油污水排放系統(tǒng)的作用是將生產(chǎn)、公用系統(tǒng)中的含油污水進行收集和處理，達到排放標準后排入海中。該系統(tǒng)主要設(shè)備有開式排放罐、污水泵等。 4949(49)海上油氣田生產(chǎn)輔助系統(tǒng)機械設(shè)備（公用設(shè)備）海上油氣田生產(chǎn)輔助系統(tǒng)機械設(shè)備（公

23、用設(shè)備） n海上油氣田生產(chǎn)輔助設(shè)施有別于陸上油田，考慮到海上設(shè)施遠離陸地，海上運輸?shù)睦щy，需要設(shè)置相應(yīng)生產(chǎn)輔助系統(tǒng)。公用系統(tǒng)是平臺生產(chǎn)和生活的保障系統(tǒng)，該系統(tǒng)所提供的設(shè)施為平臺維持正常的生產(chǎn)活動和人員生存所必須，并且為平臺其它設(shè)備所共用，所以稱其為公用系統(tǒng)。n公用系統(tǒng)一般可以概括為以下幾個主要部分：發(fā)電和配電；儀表氣和公用氣；柴油、海水、淡水；供熱；空調(diào)和通風(fēng)系統(tǒng)；起重設(shè)備；生活污水及垃圾處理；安全設(shè)備。 5050(50)動力電站設(shè)備n海上生活設(shè)施的電氣系統(tǒng)不同于陸上油田所采用的電網(wǎng)供電方式，海上油田一般采用平臺自發(fā)電集中供電的形式。n電力系統(tǒng)是海洋石油平臺的心臟，它發(fā)出的電能供全船用電設(shè)備使

24、用，是平臺安全和正常生產(chǎn)的前提和基礎(chǔ)。n一般情況下，海上采油平臺都配備有主電源和應(yīng)急電源，以滿足不同用電設(shè)備對電源在供電時間上的不同要求。主電源在正常生產(chǎn)時為平臺所有用電設(shè)備提供電能，而應(yīng)急電源只是在平臺黑啟動時為主發(fā)電機組的附機提供電源和應(yīng)急狀態(tài)下為一些安全設(shè)備提供電源，因此主電站的發(fā)電機組一般選用功率較大的燃氣輪機發(fā)電機組或往復(fù)式發(fā)電機組，而應(yīng)急電源一般都選用啟動迅速的柴油發(fā)電機組。 5151(51)動力電站設(shè)備（主電站設(shè)備）n主發(fā)電機組是用來保證所有生產(chǎn)生活設(shè)施的用電負荷需求，發(fā)電機組的臺數(shù)和容量應(yīng)能保證其中最大容量的一臺發(fā)電機損壞或停止工作時，仍能保證對生產(chǎn)作業(yè)和生活用的電氣設(shè)備供電。

25、根據(jù)發(fā)電機組的驅(qū)動機的類型，主發(fā)電機組又可分為往復(fù)式發(fā)電機組和燃氣透平發(fā)電機組，這兩種類型的發(fā)電機組因為其工作原理的不同，需要根據(jù)不同的油氣田特性進行選擇。n1）燃氣輪機發(fā)電機組n燃氣輪機發(fā)電機組具有體積小、重量輕、啟動快、便于集中控制和運轉(zhuǎn)平穩(wěn)等特點，加上燃料、空間、重量等方面的因素，大部分平臺采用了燃氣輪機發(fā)電機組成為主電源。n2）往復(fù)式發(fā)電機組n往復(fù)式發(fā)電機組因為其燃料適應(yīng)性廣，效率高，價格等方面的因素在油田中應(yīng)用十分廣泛。 5252(52)動力電站設(shè)備（應(yīng)急電站設(shè)備）n為確保生產(chǎn)和生活的安全，平臺上設(shè)有獨立的應(yīng)急電源。應(yīng)急發(fā)電機設(shè)置的作用是，為平臺黑啟動、臺風(fēng)或應(yīng)急狀態(tài)下為一些重要設(shè)備

26、提供必須的電源，當主發(fā)電機出現(xiàn)故障或發(fā)生應(yīng)急關(guān)斷時，滿足消防、應(yīng)急照明等設(shè)備的需求。應(yīng)急發(fā)電機應(yīng)在主電源失效的情況下，確保4秒之內(nèi)自動啟動和供電，供電時間為18小時以上。因此要求應(yīng)急機組能夠快速啟動并自動為一些重要設(shè)備供電，大多數(shù)情況下選用柴油機組。 5353(53)儀表氣和公用氣系統(tǒng)設(shè)備n本系統(tǒng)是采油平臺的一個重要輔助系統(tǒng)，系統(tǒng)將空氣壓縮、過濾、干燥后，為設(shè)備提供儀表用氣和公用系統(tǒng)用氣。n系統(tǒng)有空氣壓縮機組、后冷卻器、過濾分離器、壓縮空氣儲罐、前過濾器、干燥器、后過濾器、儀表風(fēng)儲罐及配氣管網(wǎng)組成。 5454(54)空氣壓縮機組n空氣壓縮機組是平臺上的重要設(shè)備之一，是保障油田生產(chǎn)的關(guān)鍵因素。在

27、空氣壓縮機組的設(shè)計和選型上，應(yīng)著重考慮其工作的可靠性和維修保養(yǎng)方便。n固定式采油平臺一般采用的空氣壓縮機組是一種電動機驅(qū)動、單級螺桿壓縮機，它同附屬設(shè)備管線、導(dǎo)線連接在一起，安裝在底座上組成一個動力、控制為一體的完整空氣壓縮機組。主要有空氣進口濾器、壓縮機和電動機組件、帶冷卻器的壓力冷卻系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、載荷控制系統(tǒng)、相關(guān)儀表和安全保護裝置組成。 n在螺桿壓縮機里面，通過兩根帶螺旋槽的轉(zhuǎn)子（陰轉(zhuǎn)子和陽轉(zhuǎn)子）嚙合壓縮空氣，兩根轉(zhuǎn)子的軸線相互平行，安裝在高強度鑄鐵的氣缸里。氣缸的兩個端面對角位置上開有進排氣孔口。陰轉(zhuǎn)子的齒槽與陽轉(zhuǎn)子嚙合，又被陽轉(zhuǎn)子帶動。轉(zhuǎn)子的排氣側(cè)一端裝有滾子推力軸承，以防止轉(zhuǎn)子軸

28、向后移動。壓縮機的工作過程分為三個階段：吸氣階段、壓縮階段和排氣階段。 5555(55)壓縮空氣系統(tǒng)及設(shè)備簡圖5656(56)柴油系統(tǒng)設(shè)備n柴油系統(tǒng)是為平臺提供動力燃料，主要功能是儲備柴油并輸送給平臺用戶使用。主要用戶有以柴油作燃料的發(fā)電機組、熱鍋爐、柴油動力吊機、應(yīng)急柴油發(fā)電機、修井機、柴油消防泵、化學(xué)藥劑系統(tǒng)。柴油定期由供應(yīng)船從陸地送到平臺，通過供油軟管輸入到系統(tǒng)內(nèi)的柴油儲罐，再由柴油輸送泵送到各個用戶。柴油系統(tǒng)一般由柴油儲罐（平臺樁腿、浮式平臺柴油艙）、柴油發(fā)電機日用罐、應(yīng)急發(fā)電機日用罐、柴油輸送泵、過濾器及加油軟管組成。 5757(57)柴油系統(tǒng)設(shè)備簡圖5858(58)海水提升和供給設(shè)

29、備n海水提升與供給系統(tǒng)為平臺上的注水系統(tǒng)、淡水系統(tǒng)（淡水制造裝置）、生產(chǎn)系統(tǒng)、生活樓、水冷式空調(diào)和海水分配站提供水源。本系統(tǒng)一般由海水提升泵、海水粗過濾器和次氯酸鈉發(fā)生裝置（或電解銅離子處理裝置）組成。n海水提升泵可選用多級離心泵或潛水泵，其作用是從海里提升海水供給各用戶使用，也可兼作消防泵用。海水提升泵的排量、揚程和電機功率由平臺的設(shè)計用水量決定。潛水泵具有占用空間小，沒噪音的優(yōu)點，在設(shè)計上可優(yōu)先考慮。 n粗過濾器的作用是對海水中的雜質(zhì)進行過濾，核心元件是固定于兩塊管板之間的0根管狀過濾元件。管板與容器壁之間是密封的。海水從過濾器入口進入底部的空腔，然后進入過濾元件內(nèi)部，經(jīng)楔形窄槽過濾流向外

30、部空間。被清除的固體懸浮顆粒堆積在窄槽處。過濾后的海水從上下管板之空腔的出口排出。 n海水處理裝置的主要作用是產(chǎn)生具有一定濃度的次氯酸鈉溶液或銅離子，用于扼殺海水中的微生物，防止海洋生物在海水管系中生長。目前海上平臺應(yīng)用較多的是次氯酸鈉發(fā)生裝置和電解銅離子裝置。 5959(59)海水提升和供給設(shè)備簡圖6060(60)淡水系統(tǒng)設(shè)備n為保證工作人員和設(shè)備的淡水使用，固定或浮式采油平臺都要設(shè)置淡水系統(tǒng)。淡水系統(tǒng)除為平臺工作人員提供生活用水外，還為平臺消防系統(tǒng)、化學(xué)注入系統(tǒng)、熱介質(zhì)系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、實驗室、工作間、修井機及平臺上的各處設(shè)備沖洗處提供淡水。淡水來源除運輸船定期從陸上送來外，還可使用平臺上的

31、淡水制造裝置來制造。供給平臺的飲用淡水必須是干凈、符合衛(wèi)生要求。n系統(tǒng)一般由淡水儲存罐、飲用水罐、淡水泵、淡水壓力罐、熱水加熱罐、熱水循環(huán)泵和淡水制造裝置組成。n由供應(yīng)船運送來的淡水，通過供水軟管與安裝在平臺底層左右兩弦的淡水管接頭相連接，用供應(yīng)船上的水泵將淡水供應(yīng)給淡水儲存罐或飲用水罐。淡水泵從淡水儲存罐抽吸淡水到淡水壓力罐，再經(jīng)過淡水分配系統(tǒng)將公用淡水送到各用戶。飲用水罐的淡水只供廚房生活飲用水。n淡水制造裝置往往采用整機撬塊安裝，常用的制淡裝置有加熱蒸發(fā)壓縮#冷卻式、完全逆滲透式造淡水裝置、低熱真空蒸發(fā)和冷卻式淡水制造裝置，可按實際情況選擇使用。需考慮的主要規(guī)格參數(shù)有功率、造淡量、海水進

32、口流量和海水出口流量等。 6161(61)淡水系統(tǒng)設(shè)備簡圖6262(62)供熱系統(tǒng)設(shè)備n供熱就是通過一個熱介質(zhì)系統(tǒng)向平臺提供必要的熱能，以滿足生產(chǎn)和生活的需要。有幾種方案可供選擇，一是電加熱，二是水蒸氣鍋爐加熱，三是熱介質(zhì)爐加熱。n電加熱一般都用于電器設(shè)備的空間加熱器和一些管線的伴熱等，很少以電加熱作為平臺的公用熱源。而傳統(tǒng)的水蒸氣鍋爐因受各方面的條件限制，已很難適應(yīng)海上平臺的需要。熱介質(zhì)鍋爐供熱系統(tǒng)具備操作方便、安全可靠、無腐蝕性、維護量少、經(jīng)濟性好等優(yōu)勢成為石油化工行業(yè)的首選供熱系統(tǒng)。n根據(jù)燃料的不同，可以將熱介質(zhì)爐分為燃氣爐、燃油爐、燃油燃氣兩用爐和廢熱回收爐。燃氣爐的燃料為天然氣，燃油

33、爐的燃料為柴油，兩用爐有兩套燃料系統(tǒng)，即可燒柴油，又可以燒天然氣。廢熱回收爐主要是利用燃氣輪機的高溫尾氣來加熱熱介質(zhì)，即熱.電聯(lián)供。海上采油氣平臺多用雙燃料爐和廢熱回收爐。 6363(63)供熱系統(tǒng)設(shè)備n廢熱回收爐就是利用燃氣輪機排出的高溫?zé)煔鈱峤橘|(zhì)進行加熱的一套系統(tǒng)，爐子本身結(jié)構(gòu)簡單，主要由換熱盤管和一些附屬管線組成。下圖是平臺廢熱回收工藝流程的一個具體例子：燃氣輪機排出的高溫?zé)煔馔ㄟ^煙氣分流閥進入熱介質(zhì)爐，在爐內(nèi)加熱熱介質(zhì)，被冷卻后的煙氣被排入大氣，通過分流閥分流出的多余煙氣，經(jīng)旁路煙道排入大氣。系統(tǒng)內(nèi)的熱介質(zhì)經(jīng)循環(huán)泵加壓后進入熱介質(zhì)爐加熱，加熱后的熱介質(zhì)被送到系統(tǒng)中的各個用戶，供各用戶

34、使用。通過用戶后的熱介質(zhì)返回循環(huán)泵加壓，然后再次加熱循環(huán)。熱介質(zhì)的主回路通過膨脹管線和膨脹罐相連，以吸收系統(tǒng)內(nèi)熱介質(zhì)由于溫度變化而產(chǎn)生的膨脹量和負荷變化時系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的壓力波動。膨脹罐內(nèi)加有一定壓力的氮氣，一方面維持系統(tǒng)內(nèi)的靜壓，另一方面作為密封氣，隔離高溫?zé)峤橘|(zhì)和空氣接觸，防止熱介質(zhì)氧化。另外系統(tǒng)還設(shè)有一補充罐和補充泵以補充系統(tǒng)內(nèi)熱介質(zhì)的消耗及更換系統(tǒng)內(nèi)的熱介質(zhì)。n雙燃料爐加熱系統(tǒng)就是以熱介質(zhì)為載體的雙燃料鍋爐供熱系統(tǒng)，除供熱鍋爐本體同廢熱回收鍋爐在結(jié)構(gòu)上存在較大的不同以外，其工藝流程基本上相同。它也由熱介質(zhì)鍋爐、循環(huán)泵、膨脹罐、補充罐和補充泵組成。因為雙燃料鍋爐需要一個直接燃燒的熱源，因此其

35、結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，它主要由燃料系統(tǒng)、空氣系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)、熱介質(zhì)循環(huán)和補給系統(tǒng)組成，燃料系統(tǒng)又分為氣體燃料系統(tǒng)和液體燃料系統(tǒng)。 6464(64)供熱系統(tǒng)設(shè)備簡圖6565(65)起重設(shè)備（類別）n在眾多的起重設(shè)備中，適合于海上平臺（包括鉆井和采油平臺）作業(yè)的起重設(shè)備分類如下：n輕小型起重設(shè)備n 千斤頂n 手拉葫蘆n 電動葫蘆n橋式類型起重設(shè)備梁式起重機n臂架式起重設(shè)備固定旋轉(zhuǎn)起重機n由于平臺自身的特點，決定了平臺上使用最多的是固定旋轉(zhuǎn)式起重機（即吊機），它是平臺主要設(shè)備之一，主要是用來搬運器材或人員上船或離船。本節(jié)重點介紹固定旋轉(zhuǎn)式吊機。 6666(66)輕小型起重設(shè)備n千斤頂是一種用人力操

36、縱手柄控制剛性承重件頂舉重物的起重工具，它的起重量大，最大可達750噸，但起升高度小，主要特點是結(jié)構(gòu)緊湊、攜帶方便、操作簡單、維修容易，可以單獨也可組合使用，因而在維修和安裝設(shè)備過程中廣泛應(yīng)用。n手拉葫蘆是環(huán)鏈為曳引件和承重件的一種起重工具。一般起升高度約為#$左右，可裝在承重架上起吊重物。多用于維修工作中。 6767(67)固定旋轉(zhuǎn)式起重機械（基座吊機）n作為平臺（采油和鉆井平臺）上重要的設(shè)備之一，它是平臺與外界及平臺內(nèi)部貨物搬運的主要工具。還擔負著在平臺應(yīng)急時人員撤離平臺的任務(wù)。n固定旋轉(zhuǎn)式起重機根據(jù)傳動方式不同可分為機械傳動、電力傳動和液壓傳動三類，起重機還可以根據(jù)吊臂分為桁架式和箱形臂式。n目前起重機大部分都采用液壓傳動，尤其在海上平臺基本都采用液壓傳動的起重機，一般以柴油機為動力或以外接交流電帶動交流電動機為動力（主要根據(jù)平臺情況），帶動液壓泵，再由液壓泵帶動液壓馬達來驅(qū)動上升、變幅、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。n起重機基本參數(shù)，是設(shè)計、制造、選型和安裝的主要依據(jù)，一般參數(shù)