海上平臺原油發電機組原油模式首次在陸地調試的實施要點和應用

王鵬程，王凱坡，艾 榮

(海洋石油工程股份有限公司，天津 300452)

海上平臺原油發電機組在陸地調試期間因受技術、環境和資源準備等因素限制，通常僅能完成柴油模式的調試工作。原油模式需要到平臺投產、引入處理合格的原油后才能進行調試，海上調試的高風險和不確定性，使工作成本和工期大幅增加。所以，在陸地完成原油發電機原油模式的調試，對項目成本節約、工期控制和安全管理都有非常重要的意義。

國內某平臺原油發電機陸地調試期間，對原油模式調試涉及的技術方案和風險防控進行了深入研究，解決了原油選型、流程控制、資源儲備、風險管控等難題，第1次在陸地實現了海洋平臺原油發電機組的原油模式調試。

1 主機原油模式調試流程分析

通過總結和歸納已有的調試流程和經驗[1]，進行原油主機調試流程的分析。經過分析整理，將原油主機柴油模式調試流程進行統籌整理，如圖1，涉及到多個輔助系統，且輔機數量眾多。通過分析流程，清晰體現各個環節的邏輯關系，有計劃有目的的去打通前置條件，實現多條路徑同步并行開展。

2 調試準備工作

2.1 燃料油選型

在陸地進行發電機組原油模式調試，目的是對原油分油機、原油增壓橇、燃油循環橇等主機輔助設備進行調試，檢查主機燃料模式切換的控制邏輯，模擬實現原油模式的工況運行，測試設備和系統的功能和性能是否達到設計標準和要求。因此選擇一種能夠充分模擬該平臺所產原油且又便于采買、運輸、儲存的燃料油，是進行原油模式調試的前提條件，表1為燃油選型對比。

圖1 主機原油模式調試流程

通過對市場上能尋到的各種重油組分與設計資料和廠家技術規格書中對原油的組分要求進行研究和比選，發現50 ℃下1.8×10-4m2/s的標準重油滿足技術要求。因此，采用重油代替原油進行主機的原油模式調試，該重油技術參數見表2。

2.2 安全措施

工藝隔離：要使投入的設備和管線處于受控狀態。將不投入的管口加盲板進行隔離，所有排放口要接管線排到臨時儲存罐。其中，分油機的分油過程排渣量很大，除了定時排渣和渣油數量積攢到需要排渣的量時進行排渣動作外，分油機每次啟機和停機均有一次沖洗排污過程，而分油機調試過程難免會多次啟機，因此，要充分考慮臨時渣油罐的容積。原油沉降柜和日用罐的放空口直接連到火炬臂，因此平臺的放空管網都會進可燃氣，需要將其他設備的放空管線全部加盲板隔離，確保可燃氣不會擴散到其他設備、系統。

表1 燃油選型對比

表2 重油技術參數

區域隔離：主機房、應急機房、開關間、原油沉降柜、日用罐、分油機、增壓橇、燃油循環橇、濾器橇、頂層甲板放空口等涉及區域進行隔離。

安全宣貫：組織各施工單位的安全員，對主機原油模式調試的危險性進行宣貫，提高所有現場人員的安全意識。分設備、分區域安排專人負責巡檢，同時要求施工單位也安排專人監督。

惰化控制：原油沉降柜、日用罐在進重油前先用氮氣進行長時間惰化，使含氧量降到4%以下。對罐進行氮氣置換，時實監測可燃氣濃度。降低罐內氧氣、可燃氣含量，防止爆燃的情況發生。

3 燃料模式切換邏輯

3.1 柴油-原油模式切換

柴油到原油模式的切換只能通過手動操作控制閥門實現。切換步驟：

1)柴油模式下啟機，加載。

2)原油增壓橇進口三通閥手動選擇原油模式，啟動原油增壓橇，確認增壓橇工作正常。

3)燃油循環橇進口三通閥手動選擇到原油模式，回油三通閥選擇回流至原油日用罐。

4)確認燃油濾器撬進口三通閥選擇來自燃油循環撬。

5)檢查主機運行情況，觀察燃油黏度和溫度是否逐漸升高，當黏度值升高至10×10-6～13×10-6m2/s，溫度100～127 ℃時，確認柴油-原油模式切換成功。

3.2 原油-柴油模式切換

1)從原油增壓橇切換，如圖2所示。

圖2 從原油增壓橇切換流程

手動切換：將原油增壓橇燃油進口三通閥選擇到柴油模式。

自動切換：①主機房可燃氣濃度大于20%；②原油日用罐液位低。

2)從燃油循環橇切換，如圖3所示。

手動切換：將燃油循環橇進油三通閥選擇來自柴油增壓橇。

自動切換：①燃油泄露；②真空度大于100 kPa；③機體通風機停止運轉；④機體內燃氣濃度大于20%；⑤燃油壓力小于100 kPa；⑥燃油溫度低于500 ℃；⑦燃油黏度大于30×10-6m2/s。

圖3 從燃油循環橇切換流程

3.3 燃料模式切換注意事項

切換過程中要注意檢查各階段燃油系統各附屬設備和主要控制閥門的工作狀態，設備狀態見表3，確認切換過程按程序進行。

3.4 試驗負荷的要求

主機從原油模式切換成柴油模式時，模式切換的過程就是通過主機的對外做功把系統中原有的燃油消耗掉的過程，因此負荷越大，主機燃油消耗油率越高，切換效率就越高。同時，由于重油黏度較大，應盡量降低主機在原油模式的工況下空載運行時間，避免損壞噴油嘴。因此，應保持合理的試驗負荷。

4 陸地進行主機原油模式調試的優點和經濟效益

4.1 優點和作用

1)在陸地調試完成原油分油機、增壓橇、循環橇等主機輔助設備的調試，能夠及時發現設備在安裝、接線、控制邏輯、性能等方面的問題，有利于問題的解決和處理。

2)積累了原油主機的調試經驗，以往項目在陸地調試時僅做柴油模式調試，通過該項目的實踐證明在陸地進行主機的原油模式調試也是可行的。

表3 設備狀態表

3)進一步實現了陸地調試最大化，主機的原油模式調試時間從投產后提前到陸地完工前，大大縮短了海上聯調周期。

4.2 經濟效益

1)具有較大的潛在經濟效益：海上聯調期間，如果用主機燒重油給平臺供電，首先能省去租用臨時發電機的費用，其次重油價格約為柴油的一半，能節約大量燃油成本。

2)以該項目為例，聯調期間電力需求1 500 kW，此工況下主機耗油率約為0.5 t/h，每天就能節約柴油費用4.8萬元。

3)以往項目在平臺投產后才進行主機原油模式調試，而這期間主機只能使用柴油作為燃料，單臺主機負荷約為5 000 kW，此工況下主機耗油率為1.6 t/h，如果使用重油替代柴油，單臺主機每天可節約燃油費用15萬元。