渤中26-2油田 WHPA平台涡轮发电机组和废热回收装置共用烟道的延长设计

王 亮，刘冬雪

(上海利策科技股份有限公司，上海 200030)

渤中26-2油田 WHPA平台涡轮发电机组和废热回收装置共用烟道的延长设计

王 亮，刘冬雪

(上海利策科技股份有限公司，上海 200030)

渤中26-2油气田WHPA平台，将2台涡轮发电机的烟道延长15 m，计算延长烟道后烟道的背压，设计结构框架，使得烟道越过3个房间，延伸到甲板的外缘，以避免涡轮发电机组烟道的高温烟气直接吹向房间而导致房间温度过高。

延长；背压；结构框架

BZ26-2油气田WHPA平台的2台发电机组及其废热回收装置安装于EL(+)21 000中层甲板上，发电机组的涡轮燃烧后的烟气经过废热回收装置后，再通过烟道排放到平台外缘，排放的方向为平台正北方向。2012年，该平台做了外扩甲板改造，将中层甲板沿平台北方向外扩，在外扩的中层甲板上新安装了开关间、变压器间及二氧化碳间，计划后期再安装其他房间。于是发电机组的排烟口排出的300 ℃的高温烟气直接吹向这3个房间，而且距离新增的开关间、变压器间及二氧化碳间很近，不但导致这3个房间温度升高，其中的设备无法保证正常工作，而且室内工作人员因烟气的侵入，危害健康，因而平台方迫切需要对发电机组烟道进行延长改造设计。

1 方案设计

1.1 总体布局设计

将发电机烟道延长，越过新增的开关间、变压器间和新增的CO2间，发电机烟道出口延到平台北甲板外2 m处。

原发电机烟道中心高为4 500 mm，为了能越过新增的开关间、变压器间和新增的CO2间，新增烟道上设置45°向上的弯道，将烟道的中心高提高到6 700 mm。

烟道出口原来的消音器拆除，将新增烟道与原膨胀节通过法兰相连，且与膨胀节连接的新增烟道部分继续利用原消音器的2个吊架，其它部分新增烟道通过新增结构框架支撑，然后再将拆除的消音器连接到新增烟道的出口端，如图1所示(立面图)。

1.2 结构框架计算

新增2个相同的烟道结构框架(如图2)，每个框架高5.8 m，长13 m，宽2 m。每个支架由4根立柱支撑，立柱下端生根在中层甲板结构梁上。每个结构框架质量5.6 t，每个框架上烟道质量15.5 t，所以，此次改造新增加总质量为41.3 t。

图1 总体布局示意图

结构框架模型图2所示。

图2 结构框架模型

2 关键问题的解决

烟道布置方案确定后，需根据烟道的走向和实际长度计算烟道背压，以此来判定增加了烟道长度后，对涡轮发电机组发出的电功率是否有影响，影响程度多大，是否能够满足平台供电需求。

2.1 烟道背压计算

背压分2部分，一部分是原设备的背压，包括涡轮本身、废热回收装置及其烟道和消音器的背压，此部分查发电机组和废热回收装置的厂家资料，查得背压为1 960 Pa；第二部分就是新增延长部分烟道的背压。表1为输入条件，表2 为计算结果，计算结果为176.272 Pa。

表1 新增烟道背压计算输入条件

表2 新增烟道背压计算结果 Pa

烟道改造后总的背压为1 960 Pa +176.27Pa =2 136.27 Pa，取1.05的安全系数，总背压为2 243 Pa。

2.2 发电机功率核算

发电机组为美国SOLAR公司Centaur40型号发电机组，将以上计算结果提供给发电机组厂家SOLAR公司，厂家经过核算，在烟道背压2 243 Pa和满载功率输出的工况下，反馈了在5个不同环境温度下的计算结果如表3所示。

表3 功率计算结果

由表3的计算数据可见,当在环境温度为35 ℃、涡轮排气背压为2 243 Pa、发电机组满载的情况下，净输出功率为2 784 kW。

根据实际调研情况和业主提供的数据，目前平台上电力最大消耗功率为1 500～2 750 kW之间，烟道延长之后，发电机的发电功率是能满足平台目前的使用要求，对平台电力供应无影响。

3 结束语

目前，此改造项目的施工和调试工作已完成，测试数据有力地证明已达到了预期的效果，且发电机组运行状况良好。

此改造构想可扩展到平台其他设备，如热介质锅炉、应急发电机等的烟道改造上。

On BZ26-2 oil and gas field WHPA platform, the duct of turbine generator has been extended to 15 m. Backpressure of the duct has been calculated and structure framework has been designed to ensure the duct cross over 3 rooms and reach the edge of the deck so that the temperature of the rooms will not be too high because of the high-temperature gas.

extend； backpressure；structure framework

王 亮(1982-)，男，河北张家口人，工程师，硕士，主要从事海洋石油平台机械设计工作。

P75

10.13352/j.issn.1001-8328.2016.02.016

2015-12-31