平台设备知识培训.ppt

1、内容、一、海上油田机械设备分类二、海上油田主要机械设备介绍、一、海上油田机械设备分类、海上油田开发是一项复杂的系统工程。 在油田，该系统工程包括利用天然能源和人工升降机法从地下采集流体、利用分离器等技术设备分离油、瓦斯气体、水、油处理合格商品原油标准外出口销售、愤怒处理用作燃料瓦斯气体和运输登陆、含油污水处理合格返回地下和排水等过程。 对天然气田而言，该系统工程包括从地下产出天燃气，天燃气脱水登陆直至满足碳氢化合物露点要求(加压)，冷凝处理油出口合格外，处理含油污水并进行合格回注和排水等过程。 海上油田处于相对孤立的环境，为了维持正常的生产和作业人员的生活，除了油、瓦斯气体、水处理系统之外，还

2、为其所需电力、仪表风和压缩空气、海水、淡水和狄塞尔等生产生活提供了必要的供给，有相应的公共系统和生活系统。 上述所有技术、公共系统和构成生活系统的机械设备有不同的分类方法，常见的分类方法有：四、海上油田机械设备的分类、系统别、机械设备可细分为技术设备和公共设备：技术系统设备如油处理系统设备、天燃气处理系统设备、 污水处理系统设备等公共系统设备：如电站设备、火力站设备、仪表风/压缩空气系统设备、海水系统设备、淡水系统设备、狄塞尔系统设备、HVAC系统设备等。 按设备特性不同，机械设备可分为可动设备和静止设备的容器类：常压容器(=0.1MPa )，压力容器泵类：离心泵、螺旋泵、齿轮泵、隔膜泵、气动

3、泵、多相混合泵等压缩机：离心式压缩机、往复式压缩机、螺杆式压缩机的原动机：燃气透平， 柴油引擎、双燃料往复引擎、原油引擎、天燃气引擎等锅炉：供热介质锅炉、蒸汽锅炉等，四、海上油田机械设备按分类设备特性划分的热交换设备：壳牌和管片式换热器、片式换热器、蒸汽发生器等吊床：电机驱动吊床， 狄塞尔驱动吊床等其他设备：生产和生活污水处理设备、漂白水发生器、电解镀铜装置、风机和空调等，五、海上油田主要机械设备介绍，(一)电站设备1，电站分类海上油田施工用电站，按其用途可分为主电站和紧急电站两类。 海上油田施工用主电站，按其原动机类型分为燃气透平电站、狄塞尔往复电站、原油往复电站、天燃气往复电站、低压二燃料

4、往复电站、高压多种燃料往复电站、蒸汽轮机电站等。 2、电站功能主电站：海上油田工程的心脏，为整个工程的生产和生活等设施提供电能，保证海上油田工程的正常、连续、安全生产。 紧急电站：专为紧急时的电气负载而设计，紧急负载主要包括紧急照明、信号设备、内部通讯设备、紧急消防泵群、甲板电动葫芦起重机装置(如有特定需要)等供电负载。 介绍了五、(一)电站设备燃气透平发动机、三、电站原动机是燃气透平发动机燃气透平以连续流动瓦斯气体为工程科学的内燃旋转式热能动力机械。 气体在压缩机内被压缩，被加热在透平机膨胀工作，把热能转换成机械能。 燃气透平由压缩机、燃烧室和透平机三个零配件和与之对应的操纵系统和辅助设施组

5、成。 输出的电力可以用于驱动发电机、泵、压缩机、螺旋桨等各种负荷。 燃气透平的工作原理分为开放循环和闭路循环两种。 (1)燃气透平分类按工程科学热循环：开路循环，闭路循环用途：军用和工业用。工业用一般有重型机械燃气透平。 用在电站，驱动发电机。 一般为单轴结构，具有运行可靠、寿命长、维护方便、管理方便等优点，但重量、尺寸大。 轻量燃气透平：以航空技术为化学基发展起来的工业用燃气透平，轻量小型，可以撬开供应，被广泛用于驱动发电机、压缩机、泵类等设备。 现在海上油田工程的主要电站主要采用这种机型。 航空重整燃气透平：基本与轻量燃气透平相同，由于航空发动机重整，所以他的重量更轻，体积更小，但结构比轻

6、量燃气透平坚固，维护工作量也大，对燃料的质量要求也比轻量燃气透平严格。 轴类别：单轴和分轴燃气透平、双轴燃气透平、三轴燃气透平。 海上平台主要采用结构简单的单轴或双轴燃气透平。 (五) (一)电站设备-燃气透平引擎，五，(一)电站设备-燃气透平引擎，五，(一)电站设备-燃气透平引擎，五，(一)电站设备-燃气透平引擎，(二)燃气透平三大构成零配件概要燃气透平由压缩机、燃烧室和透平机三大部件对应的辅助系统和辅助设施组成。 (五)电站设备燃气透平引擎，压缩机：利用旋转的动叶工作，将转子的机械能转变为工作压力和热能。 燃烧室：将供给的燃料和从压缩机输送来的部门的高压空气混合，经过等压燃烧，最终与剩馀的

7、高压空气混合，形成高温瓦斯气体，进入燃气透平办事儿。 透平机：可分为轴流式和流出式，后者一般仅用于小电力燃气透平。 海上油气田工程主发电厂用燃气透平主要为轴流。 透平机由高压汽轮机和动力透平机构成。 前者的输出用于驱动压缩机，后者的输出用于驱动机床(发电机、压缩机、泵类等)。 透平机为多机轴流式水轮机，主要由动叶、静叶、转轴、向心轴承、吸气道、排气含压器等组成。 接受从燃烧室流出的高温瓦斯气体，通过吸气道流入透平机的流通部分，阶段性地膨胀之后，通过排气扩散器排出。 (3)燃气透平的主要配套系统和配套设施燃气透平，除压缩机、燃烧室和透平机三个基本零配件外，必须具备必要的配套系统和配套设施才能正常

8、使用。 参照下表。 五、(一)电站设备燃气透平引擎，燃气透平主要辅助系统，五、(一)电站设备燃气透平引擎，五、(一)电站设备燃气透平引擎，燃气透平主要辅助系统，五、(一)电站设备燃气透平引擎，燃气轮机主要辅助系统，五、(一) 电站设备燃气透平引擎，燃气透平主要配套设施(4)外置瓦斯气体预处理装置燃气透平引擎，一般要求轻燃气透平引擎满足特定要求，其要求包括：吸气压力： 2.0-3.0MPa(G )吸气温度：-40-70吸气中的水分：碳氢化合物和水的压力露点比吸气温度粒子的最大直径在10um以下。 双燃料转换时间：一般为15-30s。 双燃料转换时，燃油系统的阀体和控制装置等的操作需要花费时间。

9、在瓦斯气体变为狄塞尔的实例中，进入发动机之前的总瓦斯气体入口阀关闭后，为了保证燃料变换器针织面料的输出连续，进入发动机之前的瓦斯气体箱的容积(包括系统中的管系容积)和一盏茶大小(如果单元的输出大，则高度) 转换时间越长，容积越大，相应费用越高，反之亦然。 (五)电站设备燃气透平引擎，为了满足上述要求，需要提供瓦斯气体预处理装置，进行瓦斯气体预处理。瓦斯气体预处理装置主要包括为了满足燃气透平的进气压力的要求而根据外部瓦斯气体系统的压力状况对进口瓦斯气体进行增压的包括天燃气压缩单针织面料的天燃气洗涤器等，进行燃料气体的除尘、除水等处理的天然气加热器和冷却器等，调节天然气的温度的天然气压缩机的辅助系

10、统和设施(进排气) 上述设备一般组装在撬开供应上。 五、(一)电站设备-燃气透平引擎，五、(一)电站设备-燃气透平引擎，蓬莱19-3一期工程FPSO (明珠号改造)，(四)燃气透平电站设备的主要特点是轻量，体积小。 轻量燃气轮机发电所巴的单位质量约为6-9kg/kW，各种中速往复发电站尤针织面料的单位重量约为10-13kg/kW，蒸汽轮机设备(包括锅炉)的单位重量约为50-60。 能撬开供应，设置在石油气田工地的工作量很少。 水、电、润滑油的消耗量很少。 开放式循环燃气透平基本不用水，电功耗也少，润滑油消耗量也比往复式内燃机和透平机低。 自动化程度高，普洱茶控制、远程控制和集中控制方便，机房无

11、人驾驶方便。 容易消耗的零配件少，连续运行可靠，容易维护的燃料主要是天燃气，排瓦斯气体污染少。 轻量燃气轮机发电所的有效率一般是27-32%； 各种往复机电站的效率为40-45%。 轻型燃气轮机发电所装置只能燃烧天燃气和轻狄塞尔等轻型燃料的往复机电站装置可以使用天燃气、狄塞尔油、重质燃料(原油和重油)等多种燃料。 五、(一)电厂设备-燃气透平发动机、燃气轮机发电厂的电力对环境条件敏感。 燃气透平的额定功率一般由ISO条件规定，变换为海上平台环境条件(3.5例)下的现场功率时，推定其校正因数为0.8左右。 由于燃气轮机发电所装置的馀热再利用燃气透平热效率低，排烟馀热高，一般具备余热回收装置，能够

12、用于天然气田火力所用。 各类往复机电站装置烟气馀热也可应用于馀热回收装置，提供低压蒸汽和零星开支温水，但实现复杂。 根据原动机的不同，可以利用的馀热量也不同，其他的热效率越低，可以利用的热量就越多。 一般来说，在利用馀热时，燃气透平和往复机电设备的总热效率保持平衡，但燃气轮机发电站的电能占1/3，热能占2/3，往复机电发电厂的电能约占2/3，热能占1/3 轻型燃气透平成套设备的输出单位电力的平均维护费用比中速往复机电成套设备约低15-20%。 由于燃气透平是高速旋转机械，而且拾取，所以其振动比往复机低，噪音比中速往复机低。 五、(一)电站设备-燃气透平引擎，五、(一)电站设备-狄塞尔引擎，狄塞

13、尔引擎狄塞尔引擎主要应用于平台紧急电站的原动机。 (1)柴油引擎工作原理4周期柴油引擎工作周期柴油引擎的一个工作周期完成4周期，被称为4周期柴油引擎。 五、(一)电站设备-狄塞尔发动机、第一冲程进气(进气)冲程。 在燃烧室燃烧燃料，在燃料进入之前必须先打气。 活塞从上死点下降，进气门a打开。 由于气缸容积的增大，气缸内的压力降低，在气缸内外的压力差的作用下，新鲜空气通过吸气阀被吸入气缸。 气缸打开的时间节点可以由曲柄位置(即图中的曲柄位置点1 )表示。 一般来说，进气门在活塞到达上死点之前打开，其关闭方法也延迟到下死点之后(点2 )。 曲柄角1-2 (斜线部)表示进气过程，约为220 -250

14、。 五、(一)电站设备狄塞尔发动机、第二行程压缩行程。 柴油引擎从大气吸入的空气温度低，为了使燃料能够自己起火燃烧，必须使空气保持一定的温度。 通过压缩吸入的空气，可以使空气一盏茶达到很高的温度和压力。由于柴油引擎的燃料因压缩而起火，柴油引擎也被称为压燃式发动机。 空气的压缩过程在活塞在下死点上移，进气门关闭(点2 )到活塞到达上死点(点3 )之间进行。 最初的行程吸入的新鲜空气，通过这个行程的话，压力会上升到3-6MPa，温度会上升到600-700 (燃料的自燃温度是500-600 )。 燃料在压缩过程的后期(点3之前)通过喷油器c进入汽缸，与汽缸内的空气混合，在高温、高压下自动点火燃烧。

15、这个过程主要包括压缩过程，进气的延迟部分、燃料的喷射、燃料和空气的混合过程、起火燃烧。 压缩过程曲柄角2-3，约140-160。 五、(一)电站设备-狄塞尔发动机、第三冲程动作(燃烧和膨胀)冲程。 行程初期，由于燃料的强烈燃烧，汽缸内的压力温度急剧上升，压力达到5-8MPa，温度达到1400-1800以上。 高温、高压的瓦斯气体(工质)膨胀，推动活塞办事儿。 活塞向下按压时，气缸的容积变大，压力开始下降。 在约上止点后，在4.0 (点4 )，燃烧基本结束。 膨胀完成后，气体压强力下降到0.25-0.45MPa，温度下降到600-700。 由于排气阀在下死点前(点5 )打开，所以在该行程的末期开

16、始排气过程。 办事儿过程的曲柄角是3-4-5。 五、(一)电站设备-狄塞尔发动机、第四冲程排气行程。 膨胀结束后，必须排出排气瓦斯气体，保证新鲜空气再次进入。 在动作行程的末期排气阀b打开时，活塞还在下降，排气瓦斯气体通过气缸内外的压力差从排气阀排出。 活塞从下死点上升时，排气瓦斯气体被活塞从气缸中推出，此时的排气过程比大气压强(约1.05-1.1atm )高，在几乎没有变化的状态下进行。 排气阀在下死点前(点5 )打开，在上死点(点6 )延迟关闭，排气过程曲轴角5-6。 经过上述四个行程，柴油引擎完成了一个工作周期。 活塞继续运转时，另一个新的循环按相同的顺序重复。 五、(一)电站设备柴油引

17、擎，四冲程柴油引擎每完成一个工作周期，曲轴转动两次，活塞上下运动四次。 各作业周期中只有第三个行程(作业行程)在工作。 在这个过程中，完成了燃料从化学能变为热能，再从热能变为机械能的两次能量转化，其他三个过程都需要服务于工作过程，从外部供给能量。 在柴油引擎成为多汽缸时，吸气、压缩、排气行程的能量由其他工作中的汽缸供给，若是单汽缸柴油引擎则由飞轮供给(在飞轮工作行程时，柴油引擎使他加速旋转，利用飞轮的惯性使柴油引擎完成其他3个行程)。 2周期柴油引擎的工作周期2周期柴油引擎以2周期完成工作周期。 也就是说，保留两个办事儿所需的压缩和膨胀行程，消除消耗辅助功能的进气和排气行程。 吸气和排气在压缩

18、行程的开始和膨胀行程的结束进行，新鲜空气由专用的扫气泵供给，将空气压入汽缸，燃烧后的排气瓦斯气体的一部分自由排出，排气瓦斯气体在扫气口打开后，由新鲜空气从汽缸排出的过程称为换气过程，扫气过程也称为换气过程2循环柴油引擎根据其换气方式，可以分为多种形式，但无论哪种换气方式，其工作原理基本相同。 (一)电站设备柴油引擎，直流扫气二循环柴油引擎的结构特点是，气缸盖只有排气阀，没有吸气阀，新鲜空气通过柴油引擎附带的扫气泵(一般是罗茨泵)从气缸下部的一个旋转扫气口进入，而气缸内的瓦斯气体流动方向是一直线方向五、(一)电站设备狄塞尔发动机，第一冲扫和压缩。在活塞从下死点向上移动，活塞遮挡扫气口之前，新鲜空气通过扫气口注入汽缸时，汽缸内的残存排气瓦斯气体被新鲜空气从排气阀推出，活塞持续上升，遮挡扫气口后，排气阀也大致关闭云同步，汽缸内的空五、(一)电站设备-狄塞尔发动机、第二冲程燃烧、膨胀及排气。 活塞在燃烧瓦斯气体的高压下下降，到排气阀打开