实用的海洋工程设计基础知识机械

海洋工程设计基础知识（机械）

1海洋工程设计基础知识（机械）第一章海洋工程机械设备简介第一节海洋工程机械设备特点第二节海洋工程机械设备主要类别（按照设备类型划分）第三节海洋工程机械设备主要类别（按照系统划分）第二章海洋工程机械专业设计流程简介2海洋工程机械设备特点

1、海上生产设施应适应恶劣的海况和海洋环境的要求2、海上生产设施满足安全生产的要求3、海上生产设施应满足海洋环境保护的要求4、海上生产设施更紧凑、自动化程度更高5、能够保证海上生产生活的自持能力

3主要机械设备类别（按类型）

1、热工机械2、换热器3、流体机械4、储存装置5、物料搬运设备4热工机械

1、工业锅炉

1）管式加热炉

2）电加热炉（器）2、热力发动机

1)内燃机

2）透平5工业锅炉

工业锅炉指用于生产工业用汽、采暖和生活供热的热工设备。

1、管式加热炉管式加热炉常用于需要换热大的场合。常用的管式加热炉有：间接火焰加热炉和直接火焰加热炉。在管式加热炉中，辐射换热是主要的换热方式，起到决定作用。

常用的间接火焰加热炉是通过火管加热中间热介质，然后通过中间热介质加热盘管中的工艺流体。对于中间热介质，其性质在大气中必须稳定，而且要求在工艺要求的最大温度范围内必须稳定存在。常用的热介质有：水、甘醇、热油或可溶性盐等。对于热介质的选择主要决定于生产工艺所要求的温度的高低。间接火焰加热炉给我们提供了一个安全的、可靠的和方便的操作环境。在间接火焰加热炉中，主要用到了辐射和对流的传热方式。

6间接火焰加热炉结构简图

7电加热炉（器）

2、电加热炉（器）电加热炉（器）是将换热器或加热炉中的加热元件换成电加热元件。电加热炉可分为管壳式和蓄热式等。电加热炉具有结构紧凑，控制简单，便于操作等特点。电加热炉是依靠改变输入加热元件的电功率来调节加热炉的加热量，具有加热迅速和控制简单等特点。

8热力发动机

将热能转变为机械能的发动机称为热力发动机。热力发动机包括内燃机和透平机。

9内燃机

内燃机是将燃料和空气的混合物在其内部燃烧并放出热能而做功的原动机，我们常用的是往复活塞式内燃机。内燃机的结构和品种繁多，用途广泛。按冲程数可分为二冲程和四冲程机，按充量着火方式分点燃式和压燃式，按照所用燃料又可分为汽油机、柴油机、气体燃料机和多种燃料内燃机，按照转速分低速机、中速机和高速机。按照进气方式分非增压和增压及增压中冷机，按照气缸排列分直列机、V型机等。内燃机是一部复杂机械，它有许多机构和系统组成，依靠它们之间的有机配合和协调动作完成热功转换，并保证连续可靠工作。其基本结构有：固定件、曲柄连杆机构、配气机构和进排气系统、燃料供给系统、润滑系统、冷却系统、点火系统、起动系统等。内燃机的主要技术参数包括动力性指标（功率）、经济性指标（燃料消耗率、机油消耗率）、可靠性和耐久性指标（大修期）、环境保护指标（排气和噪声）、强化指标、质量和尺寸指标、起动性能等。

10透平燃气轮机主主要由压气气机、燃烧烧室和透平平三大部件件组成，如如图所示。。此外为了了保证机组组的正常运运转，机组组还配有必必要的辅助助系统，包包括：空气气系统、启启动系统、、润滑系统统、燃料系系统和控制制系统等。。下面以SOLAR的CENTAURTYPEH型机组为例例进行介绍绍。外界空气进进入压气机机压缩，压压力升高后后进入燃烧烧室，专门门的燃料系系统向燃烧烧室喷入燃燃料，空气气和燃料充充分混合燃燃烧，产生生高温、高高压的燃气气进入透平平部分，在在这里膨胀胀做功，驱驱动透平转转动，透平平带动压缩缩机转子旋旋转后尚有有剩余扭矩矩输出带动动发电机旋旋转发电，，这就是燃燃气轮机发发电机组的的工作原理理。11透平图例12换热器热交换器简简称换热器器，在油气气生产中得得到广泛的的应用，在在节能降耗耗及降低生生产成本中中显示了其其重要性，，在实际生生产中充分分利用了生生产过程中中的能量，，从而达到到节能降耗耗的目的。。根据不同的的工艺要求求，换热器器的种类千千差万别，，按其用途途分，有加加热器、冷冷却器、冷冷凝器、再再沸器等；；按冷热流流体的接触触方式区分分，可分为为间壁式、、直接混合合式及蓄热热式三种。。间壁式换换热器在天天然气生产产中应用得得最广泛。。13流体机械1、泵与泵泵装置2、压缩机机14泵与泵装置置输送液体或或使液体增增压的机械械通称泵。。泵将原动动机的机械械能或其它它外部能量量输送给液液体，使液液体能量增增加。泵按按照工作原原理可分为为动力式泵泵（离心泵泵、混流泵泵、轴流泵泵和旋涡泵泵）、容积积式泵（往往复泵（活活塞泵、柱柱塞泵、隔隔膜泵）、、回转泵（（齿轮泵、、螺杆泵、、叶型泵等等）、其它它类型泵（（射流泵、、气体生液液泵）。动力式泵是是依靠快速速旋转的叶叶轮对液体体的作用力力将机械能能传给流体体，使动力力能和压力力能增加，，再通过泵泵壳将大部部分动能转转变为压力力能而实现现输送。容积式泵是是依靠工作作元件在泵泵缸内做往往复或回转转运动，使使容积交替替增大和缩缩小，实现现流体的吸吸入和排出出。工作元元件作往复复运动的容容积式泵称称往复泵，，其吸入和和排出过程程在同一泵泵缸内，并并由吸入阀阀和排出阀阀配合完成成。工作元元件作回转转运动的称称回转泵，，主要通过过齿轮、螺螺杆、滑片片等工作元元件的旋转转运动迫使使液体从吸吸入侧转移移到排出侧侧。15泵与泵装置置泵的特性包包括特性曲曲线形状、、性能稳定定性、自吸吸能力、起起动与调节节、介质粘粘度适用范范围等。用用户对泵最最基本的要要求是一定定的流量和和必须达到到的扬程（（对于容积积式泵是必必须达到的的压力）。。此外还有有其它使用用要求，如如泵的气蚀蚀余量、抽抽送介质性性质、工作作温度、工工作压力、、安装条件件等。泵的主要特特征参数包包括流量、、进出口压压力、扬程程、转速、、功率、效效率、气蚀蚀余量等。。16压缩机压缩机就是是利用原动动机的机械械能将气体体压力提高高的机械。。压缩机按照照结构上来来讲分为透透平式压缩缩机（离心心式压缩机机和轴流式式压缩机））、容积式式压缩机（（往复式和和回转式（（螺杆式、、滑片式、、罗茨式））。透平式压缩缩机主要由由定子和转转子两部分分组成。机机械能就是是通过转子子的叶轮传传递给气体体的。容积式压缩缩机是利用用机械能使使气体容积积缩小而提提高气体压压力。离心式压缩缩机为透平平式压缩机机中的一种种。在压缩缩机内旋转转叶片把气气体加速后后，根据伯伯努里定理理把动能转转化为压能能。用于压压缩天然气气的离心压压缩机一般般为多级离离心式压缩缩机。这些些压缩机由由电机或透透平机驱动动。17压缩机图例例18储存装置储存装置根根据其所储储存的介质质是否带压压分为常压压容器和压压力容器，，具体内容容请参考李李君华所作作的橇块基基础讲座。。19机械设备主主要类别（（按系统））海上油气集集输系统机机械设备（（工艺处理理设备）海上油气田田生产辅助助系统机械械设备（公公用设备））20海上油气集集输系统机机械设备（（工艺处理理设备）原油处理系系统机械设设备天然气处理理系统机械械设备水处理设备备闭排系统设设备开排系统21海上油气田田生产辅助助系统机械械设备（公公用设备））动力电站设设备仪表气和公公用气设备备柴油系统设设备海水提升和和供给设备备淡水系统设设备供热设备起重设备生活污水处处理设备安全设备22原油处理系系统机械设设备原油处理的的主要流程程就是将开开采出的原原油在海上上采油平台台或生产油油轮进行油油、气、水水的分离、、净化、计计量和外输输；伴生气气经除液后后利用或送送到火炬系系统烧掉；；污水进污污水处理系系统处理符符合排放标标准后排放放入海；原原油进一步步处理后得得到合格的的商品油存存储或外输输。1）原油汇集集2）原油处理理3）原油外输输23原油汇集从地下油藏藏中采出的的井液经采采油树输送送到管汇中中，管汇分分为生产管管汇和测试试管汇。测试管汇分分别将每口口井的产出出井液输送送到计量分分离器中进进行分离并并计量。一般情况下下，在计量量分离器中中进行气液液两相分离离，分出的的天然气和和液体分别别进行计量量。液相采采用油水分分析仪测量量含水率，，从而测算算出单井油油气水产量量。生产管汇是是将每口油油井的液体体汇集起来来，并输送送到油气分分离系统中中去。24原油处理原油处理主主要设施有有分离器、、加热器、、测试设备备、泵类设设备、仪电电设备、检检测和安全全保护设备备等。1）油、气、、水分离2）脱水脱盐盐3）伴生气处处理25油气水分离离油井产出液液中含有原原油、凝析析油、天然然气（包括括自由气、、溶解气、、凝析蒸气气）、水、、杂质和外外来物质。。从生产管管汇汇集的的井液输送送至三相分分离器中，，三相分离离器将油、、气、水进进行初步分分离。油气水地面面处理设备备主要是分分离器。分分离器按形形状分一般般有三种，，即立式、、卧式及球球形。根据据各形状分分离器在分分离效率、、分离后流流体的稳定定性、变化化条件的适适应性、操操作的灵活活性、处理理能力、处处理起泡原原油和安装装所需空间间等方面的的优缺点比比较，作为为海上处理理设备的分分离器，首首选的是卧卧式三相分分离器，其其次是立式式两相，球球形基本上上不采用。。分离设备的的种类繁多多，为了便便于归纳和和举例进行行典型说明明，下面就就分离设备备的工作原原理、适用用条件和优优缺点分成成六类进行行简述，六六类分离设设备的对比比情况如表表所示。26油气水分离离设备对比比表27油气水分离离挡板卧式三三相分离器器，油气水水混合物进进入分离器器后，进口口分流器把把混合物大大致分成气气液两相。。液相由导导管引至油油水界面以以下进入集集液部分，，集液部分分应有足够够的体积使使自由水沉沉降至底部部形成水层层，其上是是原油和含含有较小水水滴的乳状状油层，油油和乳状油油从挡板上上面溢出。。油水界面面和油面由由控制阀控控制于恒定定的高度。。气体水平平地通过重重力沉降部部分，经除除雾器后由由气出口流流出。分离离器的压力力由设在气气管上的阀阀门控制。。28分离离器器简简图图29脱水水脱脱盐盐分离离出出的的原原油油因因还还含含有有乳乳化化水水，，往往往往需需要要进进入入电电脱脱水水器器进进一一步步破破乳乳、、脱脱水水，，才才能能使使处处理理后后的的原原油油达达到到合合格格的的外外输输要要求求。。分离离出出的的原原油油如如果果含含盐盐量量比比较较高高，，会会对对炼炼厂厂加加工工带带来来危危害害，，影影响响原原油油的的售售价价，，因因此此有有些些油油田田还还要要增增加加脱脱盐盐设设备备进进行行脱脱盐盐处处理理。。电脱脱水水器器和和电电脱脱盐盐器器都都是是油油气气水水处处理理系系统统中中的的重重要要设设备备，，在在常常规规工工艺艺中中，，它它们们是是两两个个独独立立的的处处理理装装置置，，分分别别完完成成各各自自的的电电脱脱水水和和脱脱盐盐任任务务。。电脱脱水水和和脱脱盐盐所所使使用用的的电电场场包包括括交交流流电电场场、、直直流流电电场场和和交交直直流流电电场场。。在在电电场场中中利利用用聚聚结结（（电电泳泳聚聚结结、、偶偶极极聚聚结结和和振振荡荡聚聚结结））的的方方式式对对油油中中所所含含的的水水、、盐盐和和杂杂质质进进行行脱脱离离。。电脱脱盐盐工工艺艺要要增增加加一一套套原原油油与与淡淡水水混混合合设设备备，，该该设设备备的的作作用用是是加加入入淡淡水水去去““冲冲洗洗””原原油油，，便便于于淡淡水水吸吸收收原原油油中中的的盐盐。。30电脱脱盐盐设设备备简简图图31伴生生气气处处理理分离离器器分分离离出出的的天天然然气气进进入入燃燃料料气气系系统统中中，，燃燃料料气气系系统统将将天天然然气气脱脱水水后后分分配配到到各各个个用用户户。。平平台台上上的的用用户户一一般般为为：：燃燃气气透透平平发发电电机机、、热热介介质质加加热热炉炉、、蒸蒸气气炉炉等等。。对对于于某某些些油油田田来来说说，，天天然然气气经经压压缩缩可可供供注注气气或或气气举举使使用用。。低低压压天天然然气气可可以以作作为为密密封封气气使使用用，，也也可可以以用用做做仪仪表表气气。。多多余余的的天天然然气气可可通通过过火火炬炬臂臂上上的的火火炬炬头头烧烧掉掉。。32原油油计计量量外外输输经处处理理后后的的合合格格原原油油，，将将进进储储油油舱舱储储存存，，或或经经原原油油外外输输泵泵增增压压、、计计量量装装置置计计量量后后通通过过海海底底管管线线外外输输至至储储油油终终端端。。33天然然气气处处理理系系统统机机械械设设备备天然然气气处处理理中中常常用用的的主主要要设设备备包包括括：：井井口口装装置置、、测测试试分分离离器器、、生生产产分分离离器器、、接接触触塔塔、、低低温温分分离离器器、、热热交交换换器器、、加加热热器器、、压压缩缩机机、、集集输输管管道道、、计计量量装装置置等等井口口装装置置、、分分离离器器、、换换热热器器、、加加热热器器等等与与油油田田原原理理相相同同，，在在此此不不予予赘赘述述。。34酸性性气气体体处处理理天然然气气中中经经常常含含有有一一定定数数量量的的H2S，CO2等酸酸性性组组分分，，其其遇遇水水后后呈呈酸酸性性，，因因此此，，人人们们称称其其为为酸酸性性气气体体。。天天然然气气中中酸酸性性气气体体的的存存在在会会增增加加对对管管道道和和设设备备的的腐腐蚀蚀而而影影响响其其使使用用寿寿命命。。此此外外，，在在天天然然气气低低温温分分离离过过程程中中，，CO2有可可能能形形成成干干冰冰而而堵堵塞塞管管道道和和设设备备；；含含H2S较多多的的天天然然气气燃燃烧烧时时会会出出现现异异味味，，燃燃烧烧所所生生成成的的SO2等化化合合物物会会污污染染环环境境；；在在催催化化加加工工中中，，含含硫硫的的烃烃类类化化合合物物会会使使催催化化剂剂中中毒毒。。因因此此，，酸酸性性气气体体的的脱脱除除是是天天然然气气净净化化的的主主要要任任务务之之一一。。天然然气气脱脱除除酸酸性性气气体体的的工工艺艺方方法法可可分分为为：：化化学学吸吸收收法法和和物物理理吸吸收收法法。。对于于海海上上天天然然气气生生产产平平台台，，由由于于空空间间的的限限制制，，宜宜采采用用占占地地少少，，便便于于操操作作的的整整装装型型脱脱硫硫装装置置。。如如采采用用分分子子筛筛，，碳碳酸酸脂脂半半透透膜膜，，氧氧化化铁铁法法等等方方法法进进行行酸酸性性气气体体的的脱脱除除。。氧化铁法法是将含含硫天然然气通过过海绵状状的水合合氧化铁铁床层，，使H2S与床层中中的氧化化铁充分分接触，，发生化化学反应应，从而而将H2S从天然气气中脱除除。当氧氧化铁被被转化接接近完成成时，向向反应塔塔中吹入入空气，，在氧的的氧化作作用下，，反应物物被氧化化又转变变成氧化化铁，并并释放出出硫，从从而达到到氧化铁铁的再生生和循环环使用。。35天然气脱脱水及水水露点控控制天然气脱脱水，就就是脱除除天然气气中的水水分，降降低水露露点的工工艺。将将天然气气脱水至至所要求求露点以以下的的的温度，，就可以以避免水水化物的的形成及及冷凝水水的酸腐腐蚀。脱除天然然气水分分的方法法有：液液体（甘甘醇）吸吸收法；；固体吸吸附法（（干燥法法）；降降温冷凝凝法。用溶剂来来吸收天天然气中中水分的的方法是是建立于于不同气气体在液液体中溶溶解度不不同的基基础上，，在天然然气脱水水工艺中中，最常常用的液液体吸收收剂是三三甘醇。。甘醇脱水水过程就就是吸收收过程。。这个过过程在接接触（吸吸收）塔塔内进行行。气流流从塔底底进入，，而贫三三甘醇溶溶液从塔塔顶流入入，以逆逆流方式式流动，，通过各各级塔盘盘气体与与三甘醇醇的充分分接触，，气流里里的水蒸蒸气被吸吸收到贫贫三甘醇醇溶液中中。最后后，富三三甘醇从从塔底流流回再生生（浓缩缩）系统统。三甘甘醇再生生系统主主要以加加热的办办法把水水从三甘甘醇中脱脱出，还还可以借借助汽提提（解吸吸）气或或溶剂提提高三甘甘醇的纯纯度。再再生的三三甘醇就就可以重重新用来来脱水。。36三甘醇脱脱水系统统简图37天然气脱脱烃及烃烃露点控控制脱除天然然气中液液烃成分分（NGL）以气体体方式存存在于气气流中，，有4个原因要要脱除它它：液态的碳碳氢化合合物要比比气态的的更有价价值；在输入管管线的气气的规格格对干气气中的NGL含量有要要求。如如用于透透平机发发电等，，烃露点点过高会会影响透透平机的的寿命；；随温度的的变化，，重质的的NGL会在输送送管道中中形成；；NGL可以重新新注入油油藏来提提高采收收率。脱除NGL有多种方方法，常常见的有有贫油吸吸收和低低温分离离。低温分离离是目前前工业上上使用的的最常用用的方法法。在低低温分离离的流程程中，天天然气流流被冷却却到极低低的温度,乙烷和乙乙烷以上上的成分分冷凝成成液体然然后脱除除。低温温分离通通常分三三步：脱脱水、制制冷和分分馏。在在一些深深冷工艺艺中由于于低温分分离流程程的温度度很低，，气流中中的水分分必须几几乎全部部脱除。。在这种种流程中中的脱水水通常使使用分子子筛。中中冷的低低温分离离工艺一一般用三三甘醇脱脱水即可可达到要要求。制制冷一般般有三种种方法：：即制冷冷剂制冷冷、JT阀降压制制冷和膨膨胀机降降压制冷冷。38天然气压压缩及外外输天然气压压缩机在在油气田田中主要要用于三三个目的的：低压压气的回回收和天天然气的的中间过过程的加加压和外外输气的的输送。。用于低低压气回回收的压压缩机往往往是低低压缩量量、高压压缩比的的单级或或多级活活塞式压压缩机，，压缩比比从5到到20不不等；而而用于中中间过程程加压和和外输的的压缩机机则往往往是高压压缩量、、低压缩缩比的单单级或多多级离心心式压缩缩机。39水处理设设备分离器分分离出的的含油污污水进入入含油污污水处理理系统中中进行处处理。水处理系系统包括括含油污污水处理理系统和和注水系系统。常常规的含含油污水水处理流流程为：：从分离离器分离离出来的的含油污污水首先先进入斜斜板隔油油器中进进行油水水分离，，然后进进入气浮浮选器进进行分离离，如果果二级处处理后仍仍达不到到规定的的含油指指标时，，可增设设砂滤器器进行三三级处理理，处理理合格后后的污水水排海。。近年来发发展了水水力旋流流器处理理含油污污水。水水力旋流流器处理理量大，，占地面面积小而而得到广广泛使用用，但对对于高密密度稠油油油田的的含油污污水处理理效果不不好。注水系统统从注水水的来源源不同而而分为三三类：注注海水、、注地层层水和污污水回注注。注水水系统就就是将不不同水源源处理合合格后经经增压泵泵，注水水泵注入入到地层层中去。。含油污水水处理方方法有物物理方法法和化学学方法，，但在生生产实践践过程中中两种方方法往往往结合应应用。归归纳目前前海上主主要应用用的含油油污水处处理方法法如表所所示。40目前海上上油田含含油污水水处理的的处理方方法41水处理设设备由于海上上油气田田的处理理量大小小不同，，原油及及伴生水水性质不不同，处处理后的的污水要要求标准准不同，，还有海海域、经经济效益益等等因因素不同同，所选选择的处处理设施施不可能能相同。。举例说说明如下下：埕北油田田污水流流程所设设置的污污水处理理装置，，包括聚聚结器、、浮选器器、砂滤滤器和缓缓冲罐。。来自原原油处理理系统的的含油污污水，首首先经聚聚结器，，在聚结结器入口口前加入入絮凝剂剂，在聚聚结器中中，通过过絮凝和和重力分分离。较较大颗粒粒原油及及悬浮固固体上浮浮并被撇撇入导油油槽。处理后的的污水靠靠位差进进入浮选选器，设设计为加加气浮选选，由底底部加入入少量天天然气，，作为附附着小油油滴载体体与油珠珠一起上上浮到顶顶部，上上部撇油油装置将将油撇出出。处理理后的污污水由下下部出口口流出。。来自浮选选器的污污水由泵泵加压输输送到过过滤器，，由上至至下通过过过滤层层，处理理后污水水进入缓缓冲罐。。此时的的污水应应是处理理后的合合格水，，可用做做注入水水或动力力液，剩剩余部分分排海。。42水处理理设备备系统统简图图43注水设设备系系统简简图污水处处理流流程来来水首首先进进入净净化水水缓冲冲罐，，缓冲冲罐上上部有有天然然气注注入口口，设设计注注入天天然气气，这这是为为了防防止氧氧气进进入；；顶部部设有有呼吸吸阀；；增压压泵将将污水水提取取供给给注水水、动动力液液用水水系统统及排排海，，来自自注水水的污污水经经注水水泵增增压通通过注注水管管汇分分至各各注水水井。。与之之配套套的净净化水水罐液液位控控制仪仪表及及泵的的压力力控制制系统统不再再详细细叙述述。44闭排系系统设设备闭式排排放系系统是是平台台油气气生产产系统统的一一个辅辅助系系统，，其作作用如如下：：1）接接收生生产管管线、、容器器等设设备在在异常常状态态下安安全卸卸压排排出的的原油油或混混合物物；2）接接收油油气生生产设设备停停运后后在压压力下下排放放油气气混合合物；；3）将将接收收的混混合液液进行行气液液分离离，气气送至至火炬炬烧掉掉，油油回收收至原原油处处理系系统重重新处处理。。闭式排排放系系统主主要由由闭式式排放放罐和和闭式式排放放泵组组成，，罐内内液位位的高高低控控制泵泵的停停启，，因此此，闭闭式排排放泵泵为间间歇运运行。。45闭排系系统设设备图为涠涠11-4油田上上的闭闭式排排放系系统流流程图图，其其它各各海上上油田田的闭闭式排排放系系统与与此类类似。。闭式排排放罐罐为一一卧式式两相相分离离器，，外部部主要要有：：液位位计、、压力力表、、液位位开关关、排排污口口、放放空口口、冲冲砂口口；内内部主主要有有：油油液进进口分分流器器、油油液出出口防防涡板板、气气体出出口捕捕雾器器、冲冲砂器器、排排污砂砂槽、、热介介质盘盘管等等。闭式排排放系系统是是间歇歇操作作的系系统，，各处处排放放的混混合液液经管管汇汇汇集，，然后后从罐罐顶的的入口口进入入罐体体，顶顶部有有一气气体的的排放放口，，油气气分离离出来来的气气体从从罐顶顶气管管排出出到火火炬系系统，，分离离出来来的混混合液液从罐罐底部部的出出口由由回收收泵打打回处处理流流程。。正常常运行行时，，当液液位升升到设设定的的高液液位值值时，，泵自自动开开启，，将罐罐内混混合液液泵出出，当当液位位降到到设定定的低低液位位值时时，自自动停停泵。。罐内内正常常的操操作温温度为为50℃℃，用热热介质质加热热盘管管加热热维持持正常常的操操作温温度。。当罐罐内温温度低低于50℃℃时，热热介质质加热热管温温度控控制阀阀自动动打开开，热热介质质的热热量传传给罐罐内混混合液液，给给罐内内混合合液加加热，，罐内内混合合液温温度逐逐渐升升高。。当罐罐内温温度高高于50℃℃时，热热介质质加热热管温温度控控制阀阀自动动关闭闭，即即温度度过高高，控控制热热介质质流量量减小小，反反之则则加大大热介介质流流量，，从而而自动动控制制罐内内温度度，将将罐内内的温温度控控制在在设定定的范范围内内。46闭排系系统设设备简简图47开排系系统设设备开式排排放系系统主主要是是收集集平台台各处处敞开开于大大气的的水、、污水水和污污油，，并进进行处处理。。有的的平台台的开开式排排放系系统又又可以以分为为非含含油污污水排排放系系统和和含油油污水水排放放系统统。非非含油油污水水排放放系统统由于于收集集和排排放的的是不不含油油和对对海洋洋不会会造成成污染染的水水，因因此该该系统统不采采用任任何处处理设设备，，只是是用管管子将将各排排放口口连接接，最最后汇汇集到到一根根总管管直接接排入入大海海。含含油污污水排排放系系统的的作用用是将将生产产、公公用系系统中中的含含油污污水进进行收收集和和处理理，达达到排排放标标准后后排入入海中中。该该系统统主要要设备备有开开式排排放罐罐、污污水泵泵等。。48海上油油气田田生产产辅助助系统统机械械设备备（公公用设设备））海上油油气田田生产产辅助助设施施有别别于陆陆上油油田，，考虑虑到海海上设设施远远离陆陆地，，海上上运输输的困困难，，需要要设置置相应应生产产辅助助系统统。公公用系系统是是平台台生产产和生生活的的保障障系统统，该该系统统所提提供的的设施施为平平台维维持正正常的的生产产活动动和人人员生生存所所必须须，并并且为为平台台其它它设备备所共共用，，所以以称其其为公公用系系统。。公用用系系统统一一般般可可以以概概括括为为以以下下几几个个主主要要部部分分：：发发电电和和配配电电；；仪仪表表气气和和公公用用气气；；柴柴油油、、海海水水、、淡淡水水；；供供热热；；空空调调和和通通风风系系统统；；起起重重设设备备；；生生活活污污水水及及垃垃圾圾处处理理；；安安全全设设备备。。49动力力电电站站设设备备海上上生生活活设设施施的的电电气气系系统统不不同同于于陆陆上上油油田田所所采采用用的的电电网网供供电电方方式式，，海海上上油油田田一一般般采采用用平平台台自自发发电电集集中中供供电电的的形形式式。。电力力系系统统是是海海洋洋石石油油平平台台的的心心脏脏，，它它发发出出的的电电能能供供全全船船用用电电设设备备使使用用，，是是平平台台安安全全和和正正常常生生产产的的前前提提和和基基础础。。一般般情情况况下下，，海海上上采采油油平平台台都都配配备备有有主主电电源源和和应应急急电电源源，，以以满满足足不不同同用用电电设设备备对对电电源源在在供供电电时时间间上上的的不不同同要要求求。。主主电电源源在在正正常常生生产产时时为为平平台台所所有有用用电电设设备备提提供供电电能能，，而而应应急急电电源源只只是是在在平平台台黑黑启启动动时时为为主主发发电电机机组组的的附附机机提提供供电电源源和和应应急急状状态态下下为为一一些些安安全全设设备备提提供供电电源源，，因因此此主主电电站站的的发发电电机机组组一一般般选选用用功功率率较较大大的的燃燃气气轮轮机机发发电电机机组组或或往往复复式式发发电电机机组组，，而而应应急急电电源源一一般般都都选选用用启启动动迅迅速速的的柴柴油油发发电电机机组组。。50动力力电电站站设设备备（（主主电电站站设设备备））主发发电电机机组组是是用用来来保保证证所所有有生生产产生生活活设设施施的的用用电电负负荷荷需需求求，，发发电电机机组组的的台台数数和和容容量量应应能能保保证证其其中中最最大大容容量量的的一一台台发发电电机机损损坏坏或或停停止止工工作作时时，，仍仍能能保保证证对对生生产产作作业业和和生生活活用用的的电电气气设设备备供供电电。。根根据据发发电电机机组组的的驱驱动动机机的的类类型型，，主主发发电电机机组组又又可可分分为为往往复复式式发发电电机机组组和和燃燃气气透透平平发发电电机机组组，，这这两两种种类类型型的的发发电电机机组组因因为为其其工工作作原原理理的的不不同同，，需需要要根根据据不不同同的的油油气气田田特特性性进进行行选选择择。。1））燃燃气气轮轮机机发发电电机机组组燃气轮机发发电机组具具有体积小小、重量轻轻、启动快快、便于集集中控制和和运转平稳稳等特点，，加上燃料料、空间、、重量等方方面的因素素，大部分分平台采用用了燃气轮轮机发电机机组成为主主电源。2）往复式式发电机组组往复式发电电机组因为为其燃料适适应性广，，效率高，，价格等方方面的因素素在油田中中应用十分分广泛。51动力电站设设备（应急急电站设备备）为确保生产产和生活的的安全，平平台上设有有独立的应应急电源。。应急发电电机设置的的作用是，，为平台黑黑启动、台台风或应急急状态下为为一些重要要设备提供供必须的电电源，当主主发电机出出现故障或或发生应急急关断时，，满足消防防、应急照照明等设备备的需求。。应急发电电机应在主主电源失效效的情况下下，确保4秒之内自动动启动和供供电，供电电时间为18小时以上。。因此要求求应急机组组能够快速速启动并自自动为一些些重要设备备供电，大大多数情况况下选用柴柴油机组。。52仪表气和公公用气系统统设备本系统是采采油平台的的一个重要要辅助系统统，系统将将空气压缩缩、过滤、、干燥后，，为设备提提供仪表用用气和公用用系统用气气。系统有空气气压缩机组组、后冷却却器、过滤滤分离器、、压缩空气气储罐、前前过滤器、、干燥器、、后过滤器器、仪表风风储罐及配配气管网组组成。53空气压缩机机组空气压缩机机组是平台台上的重要要设备之一一，是保障障油田生产产的关键因因素。在空空气压缩机机组的设计计和选型上上，应着重重考虑其工工作的可靠靠性和维修修保养方便便。固定式采油油平台一般般采用的空空气压缩机机组是一种种电动机驱驱动、单级级螺杆压缩缩机，它同同附属设备备管线、导导线连接在在一起，安安装在底座座上组成一一个动力、、控制为一一体的完整整空气压缩缩机组。主主要有空气气进口滤器器、压缩机机和电动机机组件、带带冷却器的的压力冷却却系统、分分离系统、、载荷控制制系统、相相关仪表和和安全保护护装置组成成。在螺杆压缩缩机里面，，通过两根根带螺旋槽槽的转子（（阴转子和和阳转子））啮合压缩缩空气，两两根转子的的轴线相互互平行，安安装在高强强度铸铁的的气缸里。。气缸的两两个端面对对角位置上上开有进排排气孔口。。阴转子的的齿槽与阳阳转子啮合合，又被阳阳转子带动动。转子的的排气侧一一端装有滚滚子推力轴轴承，以防防止转子轴轴向后移动动。压缩机机的工作过过程分为三三个阶段：：吸气阶段段、压缩阶阶段和排气气阶段。54压缩空气系系统及设备备简图55柴油系统设设备柴油系统是是为平台提提供动力燃燃料，主要要功能是储储备柴油并并输送给平平台用户使使用。主要要用户有以以柴油作燃燃料的发电电机组、热热锅炉、柴柴油动力吊吊机、应急急柴油发电电机、修井井机、柴油油消防泵、、化学药剂剂系统。柴柴油定期由由供应船从从陆地送到到平台，通通过供油软软管输入到到系统内的的柴油储罐罐，再由柴柴油输送泵泵送到各个个用户。柴柴油系统一一般由柴油油储罐（平平台桩腿、、浮式平台台柴油舱））、柴油发发电机日用用罐、应急急发电机日日用罐、柴柴油输送泵泵、过滤器器及加油软软管组成。。56柴油系统设设备简图57海水提升和和供给设备备海水提升与与供给系统统为平台上上的注水系系统、淡水水系统（淡淡水制造装装置）、生生产系统、、生活楼、、水冷式空空调和海水水分配站提提供水源。。本系统一一般由海水水提升泵、、海水粗过过滤器和次次氯酸钠发发生装置（（或电解铜铜离子处理理装置）组组成。海水提升泵泵可选用多多级离心泵泵或潜水泵泵，其作用用是从海里里提升海水水供给各用用户使用，，也可兼作作消防泵用用。海水提提升泵的排排量、扬程程和电机功功率由平台台的设计用用水量决定定。潜水泵泵具有占用用空间小，，没噪音的的优点，在在设计上可可优先考虑虑。粗过滤器的的作用是对对海水中的的杂质进行行过滤，核核心元件是是固定于两两块管板之之间的0根管状过滤滤元件。管管板与容器器壁之间是是密封的。。海水从过过滤器入口口进入底部部的空腔，，然后进入入过滤元件件内部，经经楔形窄槽槽过滤流向向外部空间间。被清除除的固体悬悬浮颗粒堆堆积在窄槽槽处。过滤滤后的海水水从上下管管板之空腔腔的出口排排出。海水处理装装置的主要要作用是产产生具有一一定浓度的的次氯酸钠钠溶液或铜铜离子，用用于扼杀海海水中的微微生物，防防止海洋生生物在海水水管系中生生长。目前前海上平台台应用较多多的是次氯氯酸钠发生生装置和电电解铜离子子装置。58海水提升和和供给设备备简图59淡水系统设设备为保证工作作人员和设设备的淡水水使用，固固定或浮式式采油平台台都要设置置淡水系统统。淡水系系统除为平平台工作人人员提供生生活用水外外，还为平平台消防系系统、化学学注入系统统、热介质质系统、空空调系统、、实验室、、工作间、、修井机及及平台上的的各处设备备冲洗处提提供淡水。。淡水来源源除运输船船定期从陆陆上送来外外，还可使使用平台上上的淡水制制造装置来来制造。供供给平台的的饮用淡水水必须是干干净、符合合卫生要求求。系统一般由由淡水储存存罐、饮用用水罐、淡淡水泵、淡淡水压力罐罐、热水加加热罐、热热水循环泵泵和淡水制制造装置组组成。由供应船运运送来的淡淡水，通过过供水软管管与安装在在平台底层层左右两弦弦的淡水管管接头相连连接，用供供应船上的的水泵将淡淡水供应给给淡水储存存罐或饮用用水罐。淡淡水泵从淡淡水储存罐罐抽吸淡水水到淡水压压力罐，再再经过淡水水分配系统统将公用淡淡水送到各各用户。饮饮用水罐的的淡水只供供厨房生活活饮用水。。淡水制造装装置往往采采用整机撬撬块安装，，常用的制制淡装置有有加热蒸发发压缩#冷却式、完完全逆渗透透式造淡水水装置、低低热真空蒸蒸发和冷却却式淡水制制造装置，，可按实际际情况选择择使用。需需考虑的主主要规格参参数有功率率、造淡量量、海水进进口流量和和海水出口口流量等。。60淡水系统设设备简图61供热系统设设备供热就是通通过一个热热介质系统统向平台提提供必要的的热能，以以满足生产产和生活的的需要。有有几种方案案可供选择择，一是电电加热，二二是水蒸气气锅炉加热热，三是热热介质炉加加热。电加热一般般都用于电电器设备的的空间加热热器和一些些管线的伴伴热等，很很少以电加加热作为平平台的公用用热源。而而传统的水水蒸气锅炉炉因受各方方面的条件件限制，已已很难适应应海上平台台的需要。。热介质锅锅炉供热系系统具备操操作方便、、安全可靠靠、无腐蚀蚀性、维护护量少、经经济性好等等优势成为为石油化工工行业的首首选供热系系统。根据燃料的的不同，可可以将热介介质炉分为为燃气炉、、燃油炉、、燃油燃气气两用炉和和废热回收收炉。燃气气炉的燃料料为天然气气，燃油炉炉的燃料为为柴油，两两用炉有两两套燃料系系统，即可可烧柴油，，又可以烧烧天然气。。废热回收收炉主要是是利用燃气气轮机的高高温尾气来来加热热介介质，即热热.电联供供。海上采采油气平台台多用双燃燃料炉和废废热回收炉炉。62供热系统设设备废热回收炉炉就是利用用燃气轮机机排出的高高温烟气对对热介质进进行加热的的一套系统统，炉子本本身结构简简单，主要要由换热盘盘管和一些些附属管线线组成。下下图是平台台废热回收收工艺流程程的一个具具体例子：：燃气轮机机排出的高高温烟气通通过烟气分分流阀进入入热介质炉炉，在炉内内加热热介介质，被冷冷却后的烟烟气被排入入大气，通通过分流阀阀分流出的的多余烟气气，经旁路路烟道排入入大气。系系统内的热热介质经循循环泵加压压后进入热热介质炉加加热，加热热后的热介介质被送到到系统中的的各个用户户，供各用用户使用。。通过用户户后的热介介质返回循循环泵加压压，然后再再次加热循循环。热介介质的主回回路通过膨膨胀管线和和膨胀罐相相连，以吸吸收系统内内热介质由由于温度变变化而产生生的膨胀量量和负荷变变化时系统统内产生的的压力波动动。膨胀罐罐内加有一一定压力的的氮气，一一方面维持持系统内的的静压，另另一方面作作为密封气气，隔离高高温热介质质和空气接接触，防止止热介质氧氧化。另外外系统还设设有一补充充罐和补充充泵以补充充系统内热热介质的消消耗及更换换系统内的的热介质。。双燃料炉加加热系统就就是以热介介质为载体体的双燃料料锅炉供热热系统，除除供热锅炉炉本体同废废热回收锅锅炉在结构构上存在较较大的不同同以外，其其工艺流程程基本上相相同。它也也由热介质质锅炉、循循环泵、膨膨胀罐、补补充罐和补补充泵组成成。因为双双燃料锅炉炉需要一个个直接燃烧烧的热源，，因此其结结构比较复复杂，它主主要由燃料料系统、空空气系统、、点火系统统、排烟系系统、热介介质循环和和补给系统统组成，燃燃料系统又又分为气体体燃料系统统和液体燃燃料系统。。63供热系统设设备简图64起重设备（（类别）在众多的起起重设备中中，适合于于海上平台台（包括钻钻井和采油油平台）作作业的起重重设备分类类如下：轻小型起重重设备千斤顶手拉葫芦电动葫芦桥式类型起起重设备－－梁式起重重机臂架式起重重设备－固固定旋转起起重机由于平台自自身的特点点，决定了了平台上使使用最多的的是固定旋旋转式起重重机（即吊吊机），它它是平台主主要设备之之一，主要要是用来搬搬运器材或或人员上船船或离船。。本节重点点介绍固定定旋转式吊吊机。65轻小型起重重设备千斤顶是一一种用人力力操纵手柄柄控制刚性性承重件顶顶举重物的的起重工具具，它的起起重量大，，最大可达达750吨吨，但起升升高度小，，主要特点点是结构紧紧凑、携带带方便、操操作简单、、维修容易易，可以单单独也可组组合使用，，因而在维维修和安装装设备过程程中广泛应应用。手拉葫芦是是环链为曳曳引件和承承重件的一一种起重工工具。一般般起升高度度约为#$左右，可可装在承重重架上起吊吊重物。多多用于维修修工作中。。66固定旋转转式起重重机械（（基座吊吊机）作为平台台（采油油和钻井井平台））上重要要的设备备之一，，它是平平台与外外界及平平台内部部货物搬搬运的主主要工具具。还担担负着在在平台应应急时人人员撤离离平台的的任务。。固定旋转转式起重重机根据据传动方方式不同同可分为为机械传传动、电电力传动动和液压压传动三三类，起起重机还还可以根根据吊臂臂分