海上平臺開式排放系統技術研究

張學明

摘 要：海上平臺設計時，必須進行開式排放系統的設計，開式排放系統用來收集平臺上的前期含油雨水、各個設備泄露的常壓油水及甲板沖洗水，系統屬常壓系統，利用重力收集廢水排放。開式排放系統設計的是否合理，直接影響整個平臺的正常運營。該文對怎樣合理的進行海上平臺開式排放系統設計進行分析。

關鍵詞：海上；開式排放系統；開排槽

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

1 概述

海上油氣田開發的主要方式是建造海上平臺來進行石油開采，現海上環境保護要求十分嚴格，在油氣田開發過程中，不允許含油廢水直接排入到海中，必須收集起來經處理達標后才可排海，因此所有的海上平臺上都需要設有開式排放系統。平臺上的前期含油雨水、各個設備泄露的常壓油水及甲板沖洗水通過重力作用匯集起來，在開式排放系統中進行處理。本文介紹了海上平臺開式排放系統的主要設計方法和設計注意要點。

2 開式排放系統組成

海上平臺的開式排放系統通常由地漏、管道、開排罐、開排泵、開排槽、開排槽泵組成。平臺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地漏中的廢水收集到開排罐里。由于整個開排系統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。在底層甲板單獨設置一個開排槽，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，以此來實現將整個平臺的常壓廢水收集到開排罐中。

3 開式排放系統布置原則

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

（2）開式排放系統的管道安裝時，應減少彎頭的數量。排放橫管線應沿水流方向傾斜，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。管線上應設置沖洗接頭，以便于清掃管道。

（3）進入開式排放罐之前，管道應設水封，以防止開式排放罐中的可燃氣體進入收集管。水封應注意檢修的便利，應設置在容易操作的位置。

（4） 開排槽應設在底層甲板的危險區內，開排槽內是收集整個底層甲板的含油廢水，屬于危險容器。

4 開式排放設計條件

（1）危險區域劃分。海上平臺設計過程中，安全專業根據設備、管線的可燃氣體泄漏擴散，對整個海上平臺進行危險區域的劃分，劃分出危險區域和安全區域。平臺上應設計兩條獨立的開式排放收集管，一條是為了危險區，另一條是為了安全區。因為地漏的水封容易失效，水封失效后的地漏與大氣相通，如果把危險區域和安全區域的地漏連接起來，會使危險區的危險氣體串入安全區域，引起安全區的危險。同理，相應區域的設備撬塊常壓排放也要匯入相應區域的收集管中。

（2）甲板攔水扁鐵布置。平臺甲板的周圍通常設置攔水扁鐵，相當于用扁鐵將平臺圍成了一個大的方形容器，而這個扁鐵圍成的區域就需要使用地漏來排掉其中的常壓含油廢水。平臺的甲板上哪些區域需要布置地漏及布置多少地漏，需要結合海工專業甲板攔水布置圖來進行地漏布置及收集管管徑的相關設計。

（3）平臺所處海域的暴雨強度。在計算平臺雨水量時，需所處海域的暴雨強度，通常使用的暴雨強度重現期是1年。

5 開式排放設計及注意事項

海上平臺的開式排放系統的流量計算按最大時流量考慮，即平臺開式排放系統收集暴雨雨水時。當平臺發生火災時，使用的消防水量非常大，但這是事故狀態，或基本不會發生，所以不考慮消防時流進開式排放系統的消防水。

（1）雨水量。開式排放收集雨水是將危險區和安全區分開收集的，所以在計算雨水設計流量時，應結合海工專業的甲板攔水扁鐵布置情況，分別計算危險區和安全區對應面積的雨水量。因為平臺面積小，所以不考慮雨水的匯流時間對流量的影響。

雨水的匯水面積，按甲板的水平投影面積計算，但在風力作用下雨水會傾斜降落到甲板和側墻上。因此在確定頂層甲板、飛機坪以外的各甲板匯水面積時，要按雨水從平臺最長側面，以甲板間距的高度，按45°夾角降至甲板上的面積。生活樓側墻以立面1/2的面積計入到相應的匯水面積。

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

（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間在30min以上，并且開排罐內部一般做收油裝置。由于雨水淋洗甲板，會含有少量的污油，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。

由于平臺上日常各個設備泄露的常壓油水及甲板沖洗水量遠小于暴雨時的雨水量，所以開排罐的最大有效容積以容納10～15min內的含油雨水來計算，并附加3m3左右的安全余量。開排泵用于將開排罐內的廢水輸送到閉排罐，其流量一般選擇5～10m3/h。揚程為提升高度、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開排罐，其流量按降雨時底層甲板的匯水流量來確定。如果設置的開排槽對排水調節作用明顯時，可以選用流量小一些的開排槽泵。

6 結語

合理的進行海上平臺開式排放設計，是平臺安全和環境保護的共同要求。特別是地漏的合理布置，在設計過程中尤其的重要。在進行海上平臺開式排放系統設計時，要掌握設計要點，熟悉設計方式，這樣才能使平臺的含油廢水得到合理的收集、處理和排放。

參考文獻：

[1]張樹寶，李傳凱，陳欣.開排沉箱在海上平臺開式排放系統中的應用[J].石油化工設備，2014（03）.

[2]孫慧，李敬.埕島中心二號平臺排放系統設計.中國海洋平臺，1998（z1）：62.