FPSO能源管理系統設計綜述

羅曉明 張旭輝 劉連進 楊貴強 張紹謙

（中海油能源發展采油服務公司 天津 300452）

FPSO能源管理系統設計綜述

羅曉明 張旭輝 劉連進 楊貴強 張紹謙

（中海油能源發展采油服務公司 天津 300452）

FPSO作為海洋石油開采的核心設施，為自身和周圍鉆采平臺提供能源，消耗的一次能源為原油或天然氣，二次能源為電能和熱能。FPSO二次能源設計以最大程度滿足安全生產需求為主，對一次能源的消耗量考慮較少，這帶來了主機和鍋爐負載偏低、電能質量不高、能源浪費比較嚴重等不利因素。本文以FPSO能源利用現狀為基礎，對FPSO能源管理系統構成及其主要功能進行介紹。

FPSO；能源管理系統；監測系統

引言

作為國家加快培育和發展的7個戰略性新興產業,節能減排已經成為我國調整經濟結構、轉變經濟發展方式的內在要求。同時，發展綠色經濟和循環經濟，建設資源節約型環境友好型社會，積極應對氣候變化，是各領域搶占未來競爭制高點的戰略選擇。

目前FPSO未對各個環節的能源消耗進行過統計和分析，缺乏能源管理理念，無法實現精細化比較管理和單位產量能耗考核。FPSO能源管理系統對加強FPSO能源管理、提高FPSO能源利用效率、響應國家節能減排號召、提高FPSO精細化能源管理水平、摸清FPSO的節能降耗潛力、打造節能環保型FPSO具有重要意義。本文從FPSO能源管理系統的構成及其功能兩個方面對FPSO能源管理系統進行介紹。

1 FPSO能源管理系統構成

1.1 FPSO能源管理系統設計目標

通過對FPSO能源消耗狀況進行分析，弄清楚FPSO及其周邊鉆采平臺的能源消耗方式及分布情況，找出存在的能源浪費問題及根源，評估FPSO總體節能降耗潛力和各個主要用能設備的節能降耗潛力，為FPSO能源網的設計、優化、改造提供全面的基礎數據和分析數據。

建立FPSO能耗監測系統，實現能源數據自動采集、傳輸、存儲和數據處理分析，掌握FPSO的真實能源現狀，實現分生產流程、分子系統等的能源管理，提高FPSO能源利用水平，實現FPSO的節能目標。

通過對FPSO各個系統設備的能源消耗數據進行采集、分析、處理，并建立集中監測的能源管理系統，實現從能源消耗數據的采集——過程監視——能源介質消耗分析——能耗管理等全過程自動化、高效化、科學化管理，使能源管理與能源生產使用全過程有機結合起來，提升FPSO能源管理的整體水平，實現FPSO能源精細化管理。

1.2 FPSO能源管理系統的構成

FPSO能源管理系統設備主要由四部分構成：主站計算機系統軟件、數據采集與負荷管理終端、計量儀表（電能、流量、溫度、壓力等）以及數據傳輸通道。電表以并聯方式連接，并通過485總線分別接入數據采集與負荷管理終端，數據采集與管理終端通過FPSO上的內部局域網與中控室內的服務器通訊。FPSO能源管理系統構成如下表。

表1 FPSO能源管理系統構成表

FPSO能源管理系統構成如圖1、圖2所示。

圖1 FPSO能源管理系統整體布局示意圖

圖2 FPSO能源管理系統結構圖

2 FPSO能源管理系統的功能

FPSO能源管理系統通過建立一套完整的能源數據自動采集、傳輸、存儲和數據處理分析及監測方案，優化FPSO能源使用和分布，實現FPSO的節能目標。建立基于網絡的可連續的計量、監測和審計分析平臺，為公司精細化能源管理及用能比較管理提供可靠的數據。其主要功能如下。

2.1 建立系統的能源管理體系

建立一套完整的能源數據自動采集、傳輸、存儲和數據處理分析及監測系統，以通過持續不斷的能源數據采集、分析、優化的循環過程，持續的優化能源使用和分布，實現FPSO的能源資源投入產出全過程進行全面的審計，建立科學的能源審計體系，實現FPSO的節能目標。

通過對能源數據進行采集、加工、分析、處理及能源管理系統中實行集中監測，實現從能源數據采集→過程監視→能源介質消耗分析→能耗管理等全過程自動化、高效化、科學化管理，使能源管理與能源生產、使用的全過程有機結合起來，提升能源管理的整體水平，同時可向FPSO內部提供能源的系統級優化管理。

2.2 實現分生產流程、分子系統等的能源管理

系統建立系統能耗拓撲圖，包括內容如下：

（1）顯示FPSO整體及各系統中各能源類型總量、各能源類型在子系統的細分量及所占百分比、各能源類型在子系統的損耗量及所占百分比、各子系統中各能源類型的排序及各能源類型中各子系統中的排序。

（2）顯示FPSO整體及主要生產流程中的各能源類型總量、各能源類型在幾種主要流程中各能源類型的排序、各能源類型中幾種主要生產流程的細分量及所占百分比、各能源類型在幾種主要生產流程的損耗量及所占百分比及幾種主要生產的排序。

2.3 節能評估和能效評價功能

對FPSO進行節能評估和能效評價，包含主要內容如下：

2.3.1 FPSO節能評估

（1）FPSO用能總量及能源結構是否合理；

（2）FPSO是否符合國家、地方和行業節能設計規范及標準；

（3）有沒有采用明令禁止或淘汰的落后工藝、設備；（4）國家規定的其他條件和標準。

2.3.2 FPSO能效評價

（1）建立FPSO日常用能管理制度、考核指標；建立FPSO能源利用率管理工作計劃、目標。

（2）根據考核指標擬定生產工藝及設備節能改造計劃、方案及技術保障措施。節能改造項目應該做到投入產出合理，投資省、見效快。

（3）合理安排生產用能班次，制定錯峰、避峰方案。

（4）在能源供應緊急情況下，制定合理可行的優先脫扣方案，及時卸載次要用能設備，優先保證安全作業和生產。

（5）定期進行FPSO能源消耗分析，使單位產量能耗達到限額要求。

（6）不斷改善FPSO生產環境，有效控制環境污染，達到人為用能責任事故為零的目標。

（7）在生產規模、能源價格不變的情況下，總體能源支出下降，使FPSO作業公司綜合盈利能力增強。

3 FPSO能源管理系統的意義

FPSO能源管理系統的實施在產生較大經濟效益的同時，具有良好的社會效益，主要體現在以下方面。

（1）及時發現和解決“跑、冒、滴、漏”現象，規范企業的用能行為，提高企業能源管理水平。

（2）FPSO精細化能源管理是企業建立完善的能耗監測、統計和考核體系的基礎，并準確的對工藝流程單耗進行分析，優化企業生產工藝流程，將各個工序的能耗降到合理經濟的水平。

（3）指導重點耗能設備的維護、保養或節能改造，提高重點耗能設備運行的穩定性和可靠性，并在經濟合理的能耗區間工作。

（4）FPSO能源管理系統積累的數據可以為新建FPSO能源設計和能源管理規劃提供依據，提高FPSO整體能效。

（5）在降低能耗進而提高產量的同時，實現了節能減排的社會效益，降低了能源消耗，減少了CO2排放，為社會奉獻更多的碧水藍天。

結語

FPSO作為能源生產和消耗大戶，作為一個先進技術高度集成的設施，其節能降耗潛力應該非常可觀，因此對其能源消耗狀況進行全面分析，對FPSO節能降耗潛力進行評估，根據評估結果為FPSO節能降耗技術的引入提供依據，是一項有意義工作。本文對于FPSO的節能管理具有一定的借鑒意義。

[1]趙旭東，《工業企業能源管理體系》，中國標準出版社

[2]楊申仲，《能源管理工作手冊》，湖南科學技術出版社