海上平臺主機排煙管位置的安全性分析

楊鵬　王茜

摘 要：海上平臺燃油發電機排放的多為高溫煙氣，極有可能成為安全隱患，特別是對平臺上生活區的產生安全影響。本文以南海某平臺的主機排煙管為研究對象，分析討論現有主機排煙管位置對平臺產生的影響，并進行原因分析，得出自然情況、主機運行工況、排煙位置這三方面原因是產生安全隱患的主要原因，進而提出改造方案，為以后的海上平臺燃油主機排煙管布置提供工程建設參考。

關鍵詞：海上平臺；高溫煙氣；主機排煙管；改造方案

中圖分類號：TE951 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）13-0055-02

隨著我國對海洋石油的不斷發展，越來越多的海上采油平臺投入使用，海上平臺的安全性問題就會更加引起人們的重視，因為受生產條件的約束，海上平臺空間小，生產設備多，人員生活區里生產工作區近，這就會產生更多安全隱患。海上平臺燃油主機是海上平臺的心臟，為平臺提供動力，主機排放的高溫煙氣一般溫度較高可達300℃～700℃[1]，煙氣中固體顆粒物較多，會危害海上平臺上工作人員的身體健康[2]以及增大直升機操作的危險系數[3-4]，因此有必要對海上平臺燃油主機的排煙管位置進行分析。

1 概況

南海某平臺配置有4臺7600KW原油發電機，位于34.5米甲板，生活樓東南側。發電機房與生活樓間隔4.5米，設置有4套排煙管線，排煙口朝向西南，見圖1。本文連續13天跟蹤了生活區受煙氣的影響情況，詳見表1。從表1中可以看出，生活區受煙氣的污染嚴重，并且影響的人員數目較多。生活樓正好位于主機排煙管東北面，當風向為西南風時是主機排煙廢氣的下風口?，F場排煙如圖2所示。

2 原因分析

2.1 自然環境的客觀影響

根據南海某平臺油田風玫瑰圖（圖3）和平臺受影響風向的概率分布圖（圖4），除了N，NNW，NW，WNW，W五個風向的概率較小外，目前正好處于夏季，SW，SSW，S三個風向為主導風向，剛好為目前影響生活樓的方向，剔除低風速對煙氣的影響，這三個風向的全年影響概率為13.78%。

2.2 主機運行工況的影響

目前主機的負載率僅為40%，導致燃料未充分燃燒，產生大量黑煙（如圖2），待項目正式投產后，機組負載率會上升，煙氣會轉變為白煙。

2.3 排煙方案的影響

從分析中可以得出，排煙管位置的選擇對煙氣的排放的方向產生主要的影響，下面介紹三種不同的排煙方案，詳見表2。從表2中，可以得出，側排煙方案是所有方案中最優的。后續的改造方案也是基于側排方案來開展。

3 改造方案

方案一：將中央空調的新風口引至直升機甲板的下方，并將新風口延伸至生活樓二樓附近，新風口的標高低于排煙管高度，解決SW，SSW，S風向時主機排煙對生活樓的影響。三維設計圖見圖5。

方案二：提高排煙口標高，使其與生活樓頂層甲板齊平，使生活樓位于排煙口的下方。

兩種方案的對比見表3。

4 結語

了解到南海某平臺風向概率與ODP中的《風速-風向聯合分布統計》存在較大的出入。實測的數據為夏季風向基本為SW，SSW，S，這個與ODP一致，但是影響概率出入較大，ODP中這三個風向的總概率為19.2%，剔除低風速對煙氣的影響，這三個風向的總影響概率為13.78%。而根據平臺實際觀測與統計數據顯示，在夏季時，28天中有25天是SW，SSW，S三個風向，且風速均達到了對生活樓影響的程度，全年影響概率在44%左右，大大超出了ODP的統計數據。因此，對于抬高排煙管高度的方案需要十分慎重。抬高排煙高度后，煙管高度基本與直升機甲板齊平，按照44%的影響概率，當大氣風速大于4m/s時，高溫煙氣會長時間直接擴散到直升飛機甲板內直升飛機起降操作的區域，影響直升機的安全起降。因此，綜合考慮到安全因素，改造方案應推薦方案一。

參考文獻

[1]張明，周曉紅，王春升，等.海上平臺煙氣組合工況擴散安全性分析[J].中國安全生產科學技術，2012，8（09）：43-47.

[2]白杰，黃士均，楊建忠，等.機客艙煙氣擴散數值仿真[J].航空計算技術，2014，44（05）：1-4.

[3]張彩先，汪東林，等.環境溫度對直升機的影響及測試數據處理方法研究[J].裝備環境工程，2006，（04）：45-48+77.

[4]周雄武，趙瑞賢.高溫煙火導致直升機墜毀分析[J].裝備環境工程，2007，（06）：41-43+65.