(海洋石油工程股份有限公司深圳设计分公司, 广东 深圳 518100)
因各种形式的海上平台均远离陆地,所有生活必需用品都需要从陆上运输到平台,无论是空运还是海运,都要付出高昂的运输成本。特别是淡水,虽然有些平台上安装了海水淡化装置,但处理量远不能满足平台上生活所需。因此平台从一开始设计就要求淡水罐、饮用水罐必须足够大。按规范要求每人每天150L淡水、150L饮用水设计值,可以支撑使用一个供水周期。以一个80人的海洋平台为例,应设计120m3的淡水罐及120m3饮用水罐。如不能满足,则需另行设置海水淡化设备。
由于海上平台空间有限,容器必需满足平台空间及平台重心要求,因此对容器重量及尺寸有一定限制,对于特大、特重容器通常分成2、3个容器,这就对平台空间提出了更大需求。如图1所示,两水罐所占空间较大,不利于平台优化设计。这种水罐布置方式较为传统,设计方案成熟可靠,特别适用于8柱腿的大型平台,在基础设计阶段已经设计好水罐位置,对平台重心、空间等问题已有整体考虑。这种设计方式从各老平台开始一直延用至今。
经过几十年的设计积累,以及对海上平台空间的进一步要求,对两水罐的布置方案也一直进行优化设计探索。优化方案以减小淡水罐体积,增加平台操作面积为主。考虑到平台的实际情况,利用上平台现有空间,对储水优化提出两个方案。
平台的立柱腿一直是空心的,立柱腿中至少有12m的空心高度,每个立柱腿可储存至少20m3水量。再设置一小型淡水罐即可满足平台淡水需求。见图2流程图。
图1 两水罐总体布置图
图2 立柱腿储水方案流程图
此方案极大地缩小了淡水罐的体积,但对材料有较高防腐性能要求。立柱腿是碳钢材质,要储存淡水需要对碳钢表面衬不锈钢。此施工在钢结构安装阶段就可完成,不需要吊装施工,降低了施工难度。
此方案将增加淡水管道数量,淡水输送管道贯穿整个平台,如不提前整体考虑设计,会造成平台管道走向混乱。
组块与生活楼通常会有1m高的夹层,夹层布置有组块、生活楼流通的水管及生活楼污水排放管。以南海某平台为例,对此优化方案加以说明。此平台已投产数年,经反馈此优化方案运行良好。该方案见图3。两水罐以不锈钢板焊接到钢结构上,形成封闭容器。组块与生活楼之间不留空隙。
图3 夹层储水方案布置图
平台将两水罐设计在夹层中,除去厨房、冷库、厕所排污所需空间,电缆井、管井施工维修空间,钢结构所占空间,剩下的空间不足以储存足够水量。南海某平台将生活楼提高了0.5m,夹层高度提高到1.5m,生活楼重心相应提高,为此对结构应力提出更高要求。
此方案将储水空间转移到平时不用之处,组块空间布置更加合理,为以后的改造提供了条件。缺点是是夹层高度空间狭小,各排污管分布广泛,造成安装、维修空间不充分,将给安装、维修带来诸多不便。
两种优化方案都达到了增加平台面积的目的,经过平台实际运用,效果良好。今后平台设计可以在传统方案及两种优化方案中进行选择。