海洋平台能源监测系统的技术研究

吴桂松

(中海油能源发展装备技术有限公司， 天津 300452)

海洋平台能源监测系统的技术研究

吴桂松

(中海油能源发展装备技术有限公司， 天津 300452)

能源管理已经成为当今企业生产管理中重要的组成部分，特别是针对海洋平台的能源管理更是尤为重要。该文针对海洋平台在能源管理过程中，对流程作业中的能耗进行管理，对提供的能源进行监测，对采集的能源数据进行分析并制订出各级管理部门的报表，从而为海洋平台在能源消耗和管理上提出改进措施提供技术依据,以及在现有控制系统和能源计量系统上搭建一个全自动的能源监控架构进行了深入探讨，为海洋平台能源管理提供借鉴和参考。

海洋平台;能源监测;管理

0 引言

随着国家对于节能减排的要求越来越严，海洋石油发展必须坚持走科技含量高、经济效益好、能源消耗低、环境污染少的新型工业化道路。该文从实际工作中出发，以渤中28-2的能源评估为技术支撑，综合运用渤中28-2SCEP的控制网络、节点扩容工程技术，对建立海洋平台的能源监控系统进行深入的研究。提出了一种基于原控制系统，采集原有计量仪表的数据，进行能源分析的软硬件构成。统计平台各设备能源消耗情况，对能耗信息进行加工、分析、管理及保存，从而实现对平台能耗情况全面、规范、有效地管理和控制。

1 能源监控系统的硬件构成

(1) 数据采集站

能源信息的采集及对能源的实时监控通过设在现场的采集站或单元控制系统完成。

(2) 数据采集服务器-能源管理控制系统

服务器通过采集站完成与PCS系统的通讯，进行数据采集。在数据采集服务器内完成数据传输、数据初步处理、报警、数据短时归档、向数据库站传送数据等功能。

(3) 能源管理服务器

管理服务器是能源中心上的重要设备之一，主要完成能源信息系统的各种管理功能、完成与ERP系统或其他信息系统的信息交换。

管理服务器和调度台终端、各种管理员终端构成了C/S结构的信息系统，通过客户端软件进行能源计划调度、能源预测、成本管理、信息查询、能流图展现、趋势分析、运行分析、配置管理、报表管理等操作。渤中28-2SCEP基本的控制框图如图1所示。

图1 并入中控系统的能源监测系统框图

2 能源监控系统的软件构架

能源管理中心SCADA软件平台主要由UNIX、WINDOWS操作系统、SCADA监控平台软件、能源管理软件、数据库管理软件、网络管理软件等构建而成。

能源管理系统从功能层次上设计为三层结构：底层为信息采集层，中层为实时数据处理层，上层为应用管理层。能源管理系统结构图如图2所示。

信号采集层由网关、RTU、PLC/DCS、I/O等采集设备组成。信息采集层负责仪表设备的一次数据的实时采集处理, 滤除异常数据, 包括流量累积计，温压补尝计算等数据运算, 然后按照指定协议上传至实时数据处理层。

实时数据处理层主要设备是I/O服务器，实现对数据的综合采集和实时控制，将数据实时归档，形成实时历史数据库, 并转发数据到上一应用层。

应用管理层主要设备有应用服务器、数据库服务器、工程师站、屏幕控制器等，主要完成监控和管理功能。上述设备在数据库软件、基础能源管理软件支持下，组成功能齐全的系统，实现集中调度，能源管理，并可进行数据查询、报表查询、报表打印。

图2 能源管理系统结构图4

3 透平及废热回收装置能效监测过程

透平尾气流量、温度监测数据见表1。

表1 透平尾气流量、温度监测

(1) 烟气理论可用余热计算

烟气理论可用余热按公式(1)估算：

(1)

式中：Qr为烟气可利用热量，kW；Gr为烟气质量流量，kg/h；t1、t2为烟气余热利用设备进出口温度，℃；Cp为在t1、t2温度范围内，烟气平均温度等压比热；α为烟气经烟道旁通挡板泄漏率导致烟气可利用的热功率系数，0.95～0.98。

(2) 热油有效利用热量计算

(2)

式中：Q为热油有效利用热量，kW；W为热油流量，m3/h；ρ为热油密度，1 005kg/m3；C为热油比热，2.6kJ/(kg·K)；t1、t2为导热油进出口温度，℃。

(3) 废热回收装置节省燃料计算

理论计算的逐月热负荷见表2。

表2 废热回收装置节省燃料计算

不使用废热回收装置的情况下，满足平台实际逐月热负荷消耗的燃气量按公式(3)计算：

(3)

式中：G为耗气量，Sm3/h；η为锅炉效率；Hug为燃气低热值，kJ/Sm3。

4 结语

该文对于构建海洋平台的能源消耗监测系统给出一个可行的技术方案，随着国家对节能减排对越来越严，势必会对石油行业建立自己的能源监控产生巨大影响。能源监控系统对于工艺系统的设计，机械设备的选型具有很好的指导意义。对于节能减排的技术改革工作提供实时数据支持，可以较为方便的计算投资回报率。

[1] GB/T 8567. 计算机软件文档编制规范[S].2006.

[2] GB/T 9385.计算机软件需求说明编制规范[S].2008.

[3] ST/T 6375.石油企业能源综合利用技术导则[S]. 1998.

Offshore Platform Energy Monitoring System Research

WU Gui-song

(CNOOC Ener Tech Equipment Technology Research， Tianjin 300452, China)

Energy management has become an important component of production management, especially for offshore platforms energy management. In this paper, the offshore platforms energy management process in the process of how to manage energy consumption, how to provide energy monitoring, how to collect energy data for analysis and developing reports for management departments at all levels, so as provide technical basis for suggesting improvements in energy consumption and management. As well as on how to build a fully automated energy monitoring infrastructure in the existing control systems and energy metering systems in-depth discussion, providing reference for ocean platform energy management.

offshore platform; energy monitoring; management

2013-11-22

吴桂松(1979-)，男，工程师。

1001-4500(2015)05-0080-04

P75

A