海洋石油平台电伴热系统设计

张彦朋

(海洋石油工程股份有限公司， 上海200335)

海洋石油平台电伴热系统设计

张彦朋

(海洋石油工程股份有限公司， 上海200335)

海洋平台上为了给设备和管线进行温度的加热和维持温度，尤其是在较冷甚至寒冷的环境下，合理地设计电伴热系统很有必要。通过对仪表管线参数的分析，利用考虑管线或罐体的外径尺寸、材料、维持温度和长度等信息，计算出伴热带回路数和伴热长度，完成电伴热的设计。

海洋平台；电伴热；计算；设计

0 引言

电伴热系统在海洋平台上的应用比较多，其技术成熟，可靠性高。海上油气田开发工程的电伴热系统主要作用是：防止工艺生产设施和生活设施的各种油管线、排污管线、水管线和部分放空管线、阀门和容器等冻结而提供温度的加热和维持温度的系统。

1 设计思路

海洋石油平台在保障生产和保障平台上员工的日常生活方面，需要设置电伴热系统。有许多管线和设备需要电伴热。比如燃油管线，在低温状态下燃油容易凝结，缺乏活性，不利于输送，燃油流速放缓时，可导致管线的压力增大，严重的可能导致设备损坏。再比如淡水系统，在寒冷的季节会发生结冰现象，尤其是靠近管壁的位置，结冰后导致管内壁流水直径变小，进而影响流速，会直接影响正常的生产和生活用水供应。

针对不同的地理区域，对电伴热的需求也不一样，甚至差别很大。比如我国的渤海区域与南海区域，因为气候条件不一样，南海区域没有寒冷季节，而渤海区域在冬季会结较厚的冰。我国东海区域则处于南海和渤海之间，在寒冷季节既不会像渤海那样很冷，也不会像南海那样常年保持在较高的温度水平，这就决定了东海区域海洋平台电伴热系统的容量比渤海区域的同等规模的平台的小，又比南海区域的大一些。

对于管线，首先要根据管线仪表图图纸对各个系统进行梳理，例如燃油系统、淡水系统、海水系统等，将每个系统的管线进行统计，同时标出管线的外径尺寸、材料、维持温度，在三维模型中查看管线的位置坐标，并抽取数据计算管线的长度。

对于设备橇块，需要根据管线仪表图得知其保温伴热的温度，这部分的伴热常见做法是由设备厂家直接负责完成，但厂家需要提供电伴热三维布置图、电伴热计算书、电伴热回路数和每一路的耗电功率等信息。

计算时，主要计算管线的电伴热。常用的软件有赛盟公司的Computrace VT和滨特尔公司的Tracecalc，它们的计算原理基本一致，主要区别是各自根据自己的产品样本数据为基础，设计者在选型计算时只能选择各自厂家的产品。在设计电伴热时，只需根据厂家确定的电伴热就可以用该厂家的软件进行电伴热计算设计。电伴热系统的电源采用AC 220 V电源，由电源连接组件、电伴热带、二通或三通组件、温控器、伴热带尾端、绑扎带、电伴热带标签和保温层以及防潮外皮组成。

2 设计方法

根据所选择的滨特尔公司子品牌瑞侃的电伴热产品，使用滨特尔的计算软件。针对每一个新项目，需先在软件中新建一个工程项目，并设置项目名，默认状态下是project 1。

View by选项中选择line groups；Basic选项卡默认状态下有个管线new line(001)，可修改目标管线名，即在Basic选项卡中line ID内输入管线名称，如2”-DO-35193-A2BZ-HT05。管线线径、系统、材料、维持温度等信息都可从名称知晓，但这不利于设计电伴热单线图，因为单线图需标出电缆号，而这个名称较长。建议给管线一个位号，假定管线就是设备，由于每一段伴热管线都有电源接线盒，供电的电缆铺设到该接线盒，因此命名管线时可按EDIS规范命名为WHPA-DO-001，Section NO是为了区分管线，可再进行修改。

Setup菜单可对系统进行修改，采用米制单位。选择管线材质的类型可输入管线外经、长度；在绝缘材料类型里选择管线的绝缘材料，输入绝缘材料厚度；再输入维持温度、环境温度、最大操作温度等；电源选项里选择电伴热回路供电电压、单相或三相供电系统、断路器最大电流等。

Reference选项卡下可标出该管线所在的区域、流体介质类型、参考图纸、室内室外、风速、有无易爆化学品、初始温度、热损耗系数等，此外还可记录一些注释信息。Area Class 选项卡可选择该管线所在位置的危险区域等。

重复以上步骤输入所有管线的参数数据。

3 设计结果

通过菜单栏的Reports菜单不仅可以得到管线的电伴热报告，还可以得到管线电伴热的材料表。电伴热报告类型可以选择单根管线详细报告和全部管线列表总结报告2种，报告中的功率在做单线图时会用到。

电伴热计算完成后，可以着手做电伴热单线图。对于生产平台，分正常电伴热和应急电伴热2种，划分方法按正常生产工况和应急工况划分。对于设备也可根据主电源来源划分，主电源为正常配电盘的划分至正常电伴热系统中，主电源为应急配电板的划分至应急电伴热系统中。所有伴热回路均需要安装接地故障保护装置，在所有防冻和保温的伴热回路中建议使用温控器，所有被伴热管线必须做保温层，所有电伴热设备和管线需要标注电伴热消耗功率以及电伴热布置位置。公共报警信号输出至中控系统。串接的伴热回路内不需要供电电缆，伴热带允许通过两通或三通接头串接分段的伴热带。电伴热的供电电缆号根据位号设计，以示区别。

4 总结

电伴热系统能够保证平台上各种设备和管线在良好的状态下运行，而不受低温或者冷冻影响，这对于保障平台正常的生产和生活具有重要作用。现阶段渤海地区和东海地区的海洋平台都配有电伴热系统，整体运行情况良好，在寒冷季节发挥了积极保障作用。电伴热系统设计是否合理全面，会影响到整个平台的生产以及平台人员的生活，在这方面的设计研究将持续下去。

[1] CCS.钢质海船入级规范(2009)：第4分册[S].北京:人民交通出版社,2009.

[2] 中国船舶工业集团公司，中国船舶重工集团公司，中国造船工程学会.船舶设计实用手册：电气分册[M].3版.北京:国防工业出版社,2013.

Heat Tracing System Design of Offshore Oil Platform

ZHANG Yanpeng

(Offshore Oil Engineering CO., Ltd., Shanghai 200335, China)

In order to maintain the temperature of the equipment and pipelines on the offshore platform, it is necessary to design the electric heat tracing system, especially in the cold environment. Based on the analysis of the parameters of the pipeline, considering the size of the outer diameter, the material, the maintaining temperature and the length of the pipeline, the number of loops and the length of the heat tracing are calculated out and the heat tracing system design is finished.

offshore platform; heat tracing; calculation; design

张彦朋(1980-)，男，工程师， 主要从事海洋工程电气设计工作。

1000-3878(2017)01-0065-02

P752

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