FPSO動力模塊建造精度控制研究

【摘 要】文章以FPSO動力模塊為依托，通過論述FPSO模塊設計建造現狀分析、FPSO動力模塊工作原理、FPSO動力模塊建造精度控制研究，詮釋了FPSO動力模塊建造精度控制的重點及難點，掌握FPSO動力模塊建造的關鍵技術，將為我國海工模塊建造的發展產生積極的作用。

【關鍵詞】FPSO；模塊建造；精度控制

0．前言

由于當前國際原油價格的不斷攀升引發了新一輪的海洋油氣開采熱潮，海洋工程各界加速擴建海洋工程鉆采和生產裝備，使海工產品建造市場走向空前的繁榮。在海工產品制造過程中，大型模塊的建造對增加整個工程進度將產生重要影響。FPSO動力模塊中的燃氣透平發電機組是為FPSO提供電力的重要模塊，通過對此模塊建造過程中精度控制的研究，掌握FPSO動力模塊建造的關鍵技術，將為我國海工模塊建造的發展產生積極的作用。

1.國內外FPSO模塊設計建造現狀分析

1.1 國外FPSO模塊設計建造現狀及發展趨勢

國外FPSO模塊設計建造已處于較為成熟的階段，目前百分之九十以上的模塊設計與建造均在國外，歐美和印度等國家對FPSO模塊工藝部分的設計處于領先地位，新加坡在FPSO的改裝領域占有大量訂單，同時也包攬了大部分模塊的建造工程。國外船廠由于受到場地資源的限制以及人工成本相對較高，所以他們的發展趨勢則向技術含量較高的高附加值項目發展。

本世紀初，韓國以高技術、高質量、高附加值的“三高”方針奠定了本國造船業的發展方向，而海洋工程裝備作為其中的代表得到了迅速的發展。目前，韓國三星重工、大宇造船海洋和現代重工都有各自側重的海洋工程產品，其中三星重工在鉆井船建造的領先優勢日益擴大，而大宇造船海洋和現代重工則在新建FPS0和半潛式鉆井平臺上略勝一籌。此外，三大企業都著重發展新式海洋工程裝備。

1.2 國內FPSO模塊設計建造現狀及發展趨勢

FPSO模塊建造項目在國內目前主要集中在中海油公司、大連中遠船務工程有限公司、天津勃邁克公司等，目前FPSO是當前海洋工程熱點之一，上部功能模塊更是各公司爭搶焦點。雖然我國近年來建造FPSO模塊逐漸增多，但我國現在FPSO模塊設計水平還處于初級階段，國內只有少數中海油等幾家公司能夠設計些簡單功能模塊。所以說在模塊設計方面我們還有較長路要走。

2.FPSO動力模塊工作原理

海上采油氣平臺和大型浮動生產、儲存、卸貨油輪FPSO等，由于其遠離陸地，所采用的電力系統，具有獨立性和特殊性。一般要求海上平臺電力系統所選用發電機，調壓動作時間短、調節速度快，發電機要有較強勵磁能力和過載能力。而燃氣輪機發電機組完全符合這些特征，同時具有效率高、啟動快、運轉平穩、氣體污染小等特點。燃料可以“就地取材”，利用海上采油氣平臺在正常生產中采集到的天然氣來供給燃氣輪機消耗，避免了采油平臺遠離陸地，燃料運輸過程中帶來的不便和危險以及高昂的運輸費用；同時避開了采油平臺地方狹小，難以儲存大量燃料的困難；體積小、功率大、機組安裝簡便、系統自動化程度高、管理方便，所以燃氣透平發電機組已廣泛地被應用在海洋采油設施中。

FPSO動力模塊的發電機組是整個FPSO的心臟，它發出的電能供全船用電設備使用，是保證模塊安全和正常工作的前提和基礎。FPSO動力模塊包括了啟動系統（START SYSTEM）、燃料系統（FUEL SYSTEM）、滑油系統（LUBE SYSTEM）、電力系統（ELECTRICAL SYSTEM）、密封系統（SEAL SYSTEM）、主機清洗系統（ENGINE CLEANING）、進氣系統（TURBINE AIR INLET SYSTEM）、排氣系統（TURBINE EXHAST SYSTEM）等多個系統，工作介質（燃油、燃氣、滑油、液壓油、壓縮空氣、淡水等）由MARINE部分和其他模塊共同提供。同時也為各模塊的相關設備提供熱介質。

3.FPSO動力模塊建造精度控制研究

精度控制：

為了保證分段制作和合攏的精度要求，減少分段制作和縮短合攏周期，應對本模塊建造實施精度管理。

3.1劃線的范圍

每個分段在胎上進行組裝，上胎板的基準網絡線、余量線及其200mm檢查線、所有內部構件的安裝線、重要結構的理論線同側100mm（100+t）檢查線。

3.2劃線的技術要求

i.劃線使用的方法應當可靠，工具應經計量且統一，并應符合現行的精度標準。劃線使用的符號必須統一，中心線、輪廓線、結構線、余量線、對合線，等都要用色漆表示清楚，并打上洋沖標注。

ii.平直分段或子分段：

在劃線完成后，施工單位在做內部構件安裝線或根據余量處理方案處理余量之前，對上胎板的對角線尺寸、邊框尺寸（長和寬）進行檢測，如果尺寸偏差大于2.5mm，應反饋。對劃線尺寸進行檢查后修改，直至最后滿足要求為止。

3.3控制余量劃線精度

i.大合攏采用無余量合攏。橫縫劃線工作是分段建造過程中所有裝配工作的基礎。因此，控制無余量劃線精度是保證分段制作精度和分段合攏順利進行的前提。

ii.劃線前，劃線人員應仔細研究圖紙和有關資料，掌握分段的各種關鍵尺寸，并根據余量處理方案中的有關規定，考慮各個方向上補償的加放，在劃線時嚴格控制主要尺寸的精度，保證各主要尺寸的誤差在標準公差要求的范圍之內。

iii.所有分段的劃線工作均需向檢驗員交檢，通過后方可裝配構件。檢驗員在驗收時除了結構線外，還應控制加放值和余量處理方案的網絡線和檢查線，以便及時發現紕漏錯誤。

3.4控制分段制作精度

所有分段和總段施工者在分段制作的中間過程中應多少次測量分段的主要尺寸，發現問題及時反饋并同車間主管一起采取合理的處理方法，在裝配后的焊接過程中應嚴格遵守規程。

3.5控制分段余量切割精度和邊緣坡口質量

在切割前必須看清圖并掌握坡口角度方可切割。切割過程中應該經常檢測切割誤差并隨時進行調整。切割精度及質量必須符合要求。

3.6生產設計圖紙余量表

(a)分段工作圖根據精度控制要求，按照余量符號系統全面標注余量，作為指導各施工階段余量處理的技術據。最終建造公差要符合API RP 2A和業主規格書的要求，凡未提到的誤差要求均按上述技術規格書或規范執行。

(b)注意事項:各道工序的開始，必須在上道工序測量檢查合格并驗收后進行。焊接時要有一定的固定措施及焊接順序。臨時吊點使用后應即切掉并打磨、防腐。

(c)施工機具和輔助用料:

(1)施工機具：海吊、岸吊、履帶吊、汽車吊、千斤頂、倒鏈及拖拉繩等。

(2)工裝：分段合攏工裝、腳手架。

4.結束語

總之， 由于模塊建造僅僅是整個海工產品建造構成的一個重要環節，鑒于它的技術含量、建造成本和功能上的特殊地位，模塊的總體建造水平的高低總體上完全能夠反映出一個企業海洋工程裝備的建造能力和項目管理水平，因此有必要從行業和國家的角度出發進行分析，認清形勢，及時調整自身方向，力爭在最短的時間內縮短與先進海工制造企業的差距，早日為我國海工事業的騰飛做出應有的貢獻。 [科]