王 亮，劉冬雪

(上海利策科技股份有限公司，上海 200030)

渤中26-2油田 WHPA平臺(tái)渦輪發(fā)電機(jī)組和廢熱回收裝置共用煙道的延長(zhǎng)設(shè)計(jì)

王 亮，劉冬雪

(上海利策科技股份有限公司，上海 200030)

渤中26-2油氣田WHPA平臺(tái)，將2臺(tái)渦輪發(fā)電機(jī)的煙道延長(zhǎng)15 m，計(jì)算延長(zhǎng)煙道后煙道的背壓，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框架，使得煙道越過(guò)3個(gè)房間，延伸到甲板的外緣，以避免渦輪發(fā)電機(jī)組煙道的高溫?zé)煔庵苯哟迪蚍块g而導(dǎo)致房間溫度過(guò)高。

延長(zhǎng)；背壓；結(jié)構(gòu)框架

BZ26-2油氣田WHPA平臺(tái)的2臺(tái)發(fā)電機(jī)組及其廢熱回收裝置安裝于EL(+)21 000中層甲板上，發(fā)電機(jī)組的渦輪燃燒后的煙氣經(jīng)過(guò)廢熱回收裝置后，再通過(guò)煙道排放到平臺(tái)外緣，排放的方向?yàn)槠脚_(tái)正北方向。2012年，該平臺(tái)做了外擴(kuò)甲板改造，將中層甲板沿平臺(tái)北方向外擴(kuò)，在外擴(kuò)的中層甲板上新安裝了開(kāi)關(guān)間、變壓器間及二氧化碳間，計(jì)劃后期再安裝其他房間。于是發(fā)電機(jī)組的排煙口排出的300 ℃的高溫?zé)煔庵苯哟迪蜻@3個(gè)房間，而且距離新增的開(kāi)關(guān)間、變壓器間及二氧化碳間很近，不但導(dǎo)致這3個(gè)房間溫度升高，其中的設(shè)備無(wú)法保證正常工作，而且室內(nèi)工作人員因煙氣的侵入，危害健康，因而平臺(tái)方迫切需要對(duì)發(fā)電機(jī)組煙道進(jìn)行延長(zhǎng)改造設(shè)計(jì)。

1 方案設(shè)計(jì)

1.1 總體布局設(shè)計(jì)

將發(fā)電機(jī)煙道延長(zhǎng)，越過(guò)新增的開(kāi)關(guān)間、變壓器間和新增的CO2間，發(fā)電機(jī)煙道出口延到平臺(tái)北甲板外2 m處。

原發(fā)電機(jī)煙道中心高為4 500 mm，為了能越過(guò)新增的開(kāi)關(guān)間、變壓器間和新增的CO2間，新增煙道上設(shè)置45°向上的彎道，將煙道的中心高提高到6 700 mm。

煙道出口原來(lái)的消音器拆除，將新增煙道與原膨脹節(jié)通過(guò)法蘭相連，且與膨脹節(jié)連接的新增煙道部分繼續(xù)利用原消音器的2個(gè)吊架，其它部分新增煙道通過(guò)新增結(jié)構(gòu)框架支撐，然后再將拆除的消音器連接到新增煙道的出口端，如圖1所示(立面圖)。

1.2 結(jié)構(gòu)框架計(jì)算

新增2個(gè)相同的煙道結(jié)構(gòu)框架(如圖2)，每個(gè)框架高5.8 m，長(zhǎng)13 m，寬2 m。每個(gè)支架由4根立柱支撐，立柱下端生根在中層甲板結(jié)構(gòu)梁上。每個(gè)結(jié)構(gòu)框架質(zhì)量5.6 t，每個(gè)框架上煙道質(zhì)量15.5 t，所以，此次改造新增加總質(zhì)量為41.3 t。

圖1 總體布局示意圖

結(jié)構(gòu)框架模型圖2所示。

圖2 結(jié)構(gòu)框架模型

2 關(guān)鍵問(wèn)題的解決

煙道布置方案確定后，需根據(jù)煙道的走向和實(shí)際長(zhǎng)度計(jì)算煙道背壓，以此來(lái)判定增加了煙道長(zhǎng)度后，對(duì)渦輪發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電功率是否有影響，影響程度多大，是否能夠滿(mǎn)足平臺(tái)供電需求。

2.1 煙道背壓計(jì)算

背壓分2部分，一部分是原設(shè)備的背壓，包括渦輪本身、廢熱回收裝置及其煙道和消音器的背壓，此部分查發(fā)電機(jī)組和廢熱回收裝置的廠(chǎng)家資料，查得背壓為1 960 Pa；第二部分就是新增延長(zhǎng)部分煙道的背壓。表1為輸入條件，表2 為計(jì)算結(jié)果，計(jì)算結(jié)果為176.272 Pa。

表1 新增煙道背壓計(jì)算輸入條件

表2 新增煙道背壓計(jì)算結(jié)果 Pa

煙道改造后總的背壓為1 960 Pa +176.27Pa =2 136.27 Pa，取1.05的安全系數(shù)，總背壓為2 243 Pa。

2.2 發(fā)電機(jī)功率核算

發(fā)電機(jī)組為美國(guó)SOLAR公司Centaur40型號(hào)發(fā)電機(jī)組，將以上計(jì)算結(jié)果提供給發(fā)電機(jī)組廠(chǎng)家SOLAR公司，廠(chǎng)家經(jīng)過(guò)核算，在煙道背壓2 243 Pa和滿(mǎn)載功率輸出的工況下，反饋了在5個(gè)不同環(huán)境溫度下的計(jì)算結(jié)果如表3所示。

表3 功率計(jì)算結(jié)果

由表3的計(jì)算數(shù)據(jù)可見(jiàn),當(dāng)在環(huán)境溫度為35 ℃、渦輪排氣背壓為2 243 Pa、發(fā)電機(jī)組滿(mǎn)載的情況下，凈輸出功率為2 784 kW。

根據(jù)實(shí)際調(diào)研情況和業(yè)主提供的數(shù)據(jù)，目前平臺(tái)上電力最大消耗功率為1 500～2 750 kW之間，煙道延長(zhǎng)之后，發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率是能滿(mǎn)足平臺(tái)目前的使用要求，對(duì)平臺(tái)電力供應(yīng)無(wú)影響。

3 結(jié)束語(yǔ)

目前，此改造項(xiàng)目的施工和調(diào)試工作已完成，測(cè)試數(shù)據(jù)有力地證明已達(dá)到了預(yù)期的效果，且發(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀況良好。

此改造構(gòu)想可擴(kuò)展到平臺(tái)其他設(shè)備，如熱介質(zhì)鍋爐、應(yīng)急發(fā)電機(jī)等的煙道改造上。

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，河北張家口人，工程師，碩士，主要從事海洋石油平臺(tái)機(jī)械設(shè)計(jì)工作。

P75

10.13352/j.issn.1001-8328.2016.02.016

2015-12-31