一种新型海洋平台主机房设计技术

杜国强， 胡晓明， 刘吉飞

(海洋石油工程股份有限公司 设计公司， 天津 300451)

一种新型海洋平台主机房设计技术

杜国强， 胡晓明， 刘吉飞

(海洋石油工程股份有限公司 设计公司， 天津 300451)

通过对海洋平台主机房设计的分析，介绍一种新型的主机房阶梯布置设计技术。该技术优化了主机房结构，在节能减排、避免主机房顶漏水以及主机房风机和排烟设施操作维修空间整合等方面具有重要意义。实际项目应用结果表明，该技术可以为后续类似主电站房间的布置设计提供借鉴。

海洋平台；电站；主机房；阶梯布置

0 引言

海洋平台生产和生活的电力系统不同于陆上油田，其生产运行大多采用设置主电站进行自主发电并集中供电的方式。海洋平台上的主电站作为整个海上油气田工程的心脏，对整个工程的生产和生活设施提供电力能源，以维持海上油气田工程正常、连续、安全的生产[1]。为了保证生产的连续性和安全性，一般还应设置备用电站及应急电站。

海洋平台主电站按原动机类型不同可分为燃气轮机电站、柴油往复机电站、原油往复机电站、天然气往复机电站、低压双燃料往复机电站、高压双燃料往复机电站及蒸汽轮机电站等；按照机组防护不同，主机又可分为罩壳类机组和非罩壳类机组，区别为非罩壳类主机需要单独设置主机房间用于防护机组。由于罩壳类机组价格昂贵，目前国内海洋平台项目多采用设计主机房间的形式设置主电站。

1 海洋平台常规主机房设计简介

以原油主电站为例，主机系统主要由原油发电机组、原油处理及输送设施、冷却水设施、滑油处理设施和主机启动气设施等组成。通常主机房间内布置发电机组、冷却水设备、滑油处理设施和启动气设施，其余设施布置在房间外。

主机房间常规设计为一个方形房间，房间内布置主机及辅机设备等，房间顶布置风机房间、FM200房间、排烟管道及一些辅机设备等。主机房间通常布置在上层甲板上，这样通风良好，如出现可燃气体泄漏能够快速扩散，维修时能充分利用平台吊机；若上层甲板有限，发电机组也可布置在上层甲板以下的甲板，但需用防火墙与其他区域隔离。主机排烟管道应布置在平台甲板外边缘的下风向，同时房间应至少设两个向外开的门或应急门。

2 新型主机房设计技术成果概述及推广应用情况

本文以中国南海某大型海洋平台项目为例，介绍一种新型主机房设计技术。

2.1 设计技术成果概述

本项目主机房设计前期阶段采用了常规项目的设计思路，主机房为方形结构，房间内布置发电机组及辅机设备，房间顶布置了FM200房间、辅机设备、送风系统设施、排风系统设施和主机排烟管等。图1和2为常规主机房布置方案图。该方案最明显的缺陷为房间内高度较低的辅机设备区域上方空间利用率不足。

图1 主机房常规方案平面布置图 图2 主机房常规方案立面三维示意图

海油工程设计公司总体专业通过对原主机房设计方案的评估，认为主机房南侧的空间冗余度状态存在优化可能，因此开展了降低南侧主机房顶标高的方案设计。优化前主机房间高度为8.5 m，主机房南侧布置的辅机设备有4台滑油分离器、4台滑油冷却器、1台滑油泵和4台中央冷却器共13台设备。设备高度较低，均在2.5 m以内。最终设计方案确定为：采用阶梯化主机房设计方案，主机房南侧房顶高度降低3 m。图3为阶梯化主机房结构图。

图3 阶梯化主机房结构图

该设计成果成功解决了主机房间布置于海洋平台顶层甲板的一系列技术难题。采用阶梯化主机房布置设计方法，优化了主机房结构，在节能减排、避免主机房顶漏水以及主机房风机和排烟设施操作维修空间整合等方面具有重要的意义。

2.2 成果实现的功能与用途

该主机房设计技术实现的功能和解决的问题如下：

(1) 首次采用阶梯化主机房设计方案。房间设计紧凑，较优化前设计的方形主机房，在满足主机布置空间要求的前提下，房间容积减少787 m3，占总容积约14%；节约房间墙皮及框架钢材、排烟管支撑钢材、风机操维平台钢材等共计约107 t，减少FM200瓶组约16组(120 L)；同时减少了一些灯具、探头、管线等散料。总节约费用共计约150万元，从而实现了节能设计的理念。

(2) 通过阶梯布置，实现了主机排烟管侧沿水平方向穿出主机房墙壁的布置，与以往常规设计中排烟管从房顶垂直穿出主机房相比，极大降低了主机房顶漏水的风险(尤其是在雨季)，从而保证了主机的安全运行。阶梯化主机房顶布置及通道示意图如图4所示。

图4 阶梯化主机房顶布置及通道示意图

(3) 采用阶梯化主机房设计方案，可以实现操作人员在房顶进行所有排烟设施和风机的日常维护工作，较以往常规设计中在房间顶单独设置维修平台相比，操作维修更为便利，节约费用和人员操作工时。同时由于房间容积减小，在风机功率不变的情况下，增大了主机房的换气次数，使房间内的气流组织更加合理[2]。

目前，新型阶梯化主机房设计技术已经成功应用于实际的海洋石油平台项目中，深受业主及作业区人员的好评。该技术为国内海洋石油平台首次应用，填补了国内海洋工程领域在该方面的空白。

3 结论

本文根据海洋平台的特点及标准规范的一些要求，从节能设计、安全可靠、便于操作维修等角度考虑，对海洋平台主机房的设计进行了分析说明及优化设计，从而研究了一种新型的主机房设计技术。研究结果表明：(1) 对于海洋平台主机房间设计应结合房间结构及设备尺寸，充分考虑操作维修及安全经济可靠等多种因素；(2) 阶梯化主机房设计技术为主机房设计提供了新的布置思维方式，为后续类似主电站房间的布置设计提供了设计借鉴；(3) 在后续的海洋工程主机房设计领域中，相信该主机房设计技术会得到一定的推广和应用。

[1] 《海洋石油工程设计指南》编委会．海洋石油工程设计概论与工艺设计[M]．北京：石油工业出版社，2007．

[2] 王会峰，沈志恒，辛顺，等. 风机布置对海洋平台噪声的影响研究[J]. 中国海洋平台, 2014, 29(1):7-12.

A New Type Design Technology for Main Generator Room

DU Guoqiang, HU Xiaoming, LIU Jifei

(Offshore Oil Engineering Co., Ltd., Tianjin 300451, China)

Based on the analysis of the design of a main generator room on offshore platform, a new type terraced arrangement design technology for main generator room is introduced. The technology can optimize the arrangement of the generator room, and be of importance in the energy-saving and emission reduction, room roof leakage avoidance, and operation and maintenance for fan and exhaust facilities. Actual project application results show that the technology can provide design reference for the layout design of the similar main generator rooms.

offshore platform; power station; main generator room; terraced arrangement

2016-05-31

杜国强(1982-)，男，工程师

1001-4500(2017)02-0026-03

F416.22

A