王凤辉，郑晓娟，王 屹，张瑞康

● （海洋石油工程股份有限公司，天津 300451）

海上石油平台主电站原油系统工艺流程图设计

王凤辉，郑晓娟，王 屹，张瑞康

● （海洋石油工程股份有限公司，天津 300451）

海上石油平台主电站原油发动机组由于其原油预处理系统复杂，故其工艺流程图的设计是整个平台设计中的重要环节。本文以秦皇岛32-6油田综合调整项目为例，介绍了主电站原油系统工艺流程图的设计方法及设计过程中的注意事项，旨在为类似工程设计人员提供必要的参考和借鉴。

主电站；原油；工艺流程；设计

0 前言

随着海上油田的深入开发，原油发动机已广泛应用于伴生气产量低油田的主电站[1]。原油发动机是在烧重质燃料油发动机基础上发展起来的机型，它的母型仍是柴油机，与柴油机不同之处主要是原油预处理系统以及供油、喷油等设施[2]。由于其原油预处理系统复杂，故原油发动机组工艺流程图的设计在整个工程项目的设计阶段占有异常重要的地位，其设计的优劣不仅直接关系到投产以后机组的运行状况及其性能的实现，对后续机组的操作维修也有着重要的意义。本文根据秦皇岛32-6油田综合调整项目工程实践，总结了主电站原油系统工艺流程图的设计方法及注意事项，以期为类似项目的工程设计人员提供参考和借鉴。

1 工程概况

秦皇岛 32-6油田综合调整项目新建 2个综合平台CEPI和CEPJ，两个井口平台WHPG和WHPH。原秦皇岛“渤海世纪”号FPSO因输电变压器、单点电滑环剩余输电能力等限制因素制约，在考虑本项目老平台调整用电后，无法满足新建平台用电要求，需要在新建平台上独立设置主电站，与原电力系统不进行电力组网，互相独立运行。由于本油田伴生气量小，参考之前在FPSO上的主电站设置，拟推荐继续采用原油发动机组作为主电站[3]，即机组以原油作为主燃料，柴油作为辅助燃料。

本项目4个新建平台总的最大常用电负荷约44兆瓦，因用电负荷较大，综合考虑费用、占地面积、安装重量等因素，经过比选确定选用8台7600kW Caterpiller原油发动机组，CEPI、CEPJ各布置4台机组，通过海底电缆组网运行，共享备用机组。

主电站机房设置于中心平台的 15.3米甲板，由于平台空间有限，机房的布置要紧凑合理，便于操作维修。

2 原油系统工艺流程图设计

2.1 系统组成

原油发动机组整个系统主要包括燃油处理系统、滑油系统、冷却水系统、启动气系统[4]。其中燃油处理系统包括原油分油机、原油日用罐、原油增压橇、柴油日用罐、柴油增压橇、燃油循环橇、燃油滤器等；滑油系统包括滑油分油机、滑油冷却橇、滑油补充橇等；冷却水系统包括中冷器和膨胀水箱等；启动气系统包括启动气瓶和空气压缩机。

2.2 工艺流程图设计

首先根据原油系统组成绘制工艺流程图即PFD，原油系统的PFD由燃油系统、滑油系统、冷却水系统、启动气系统四个部分组成，图1是本项目燃油系统PFD，从图中看出主燃料原油从平台的原油储罐经原油分油机净化进入原油日用罐储存，然后经过原油增压橇增压进入燃油循环橇，最后经过燃油滤器过滤之后供原油发动机消耗。辅助燃料柴油由柴油日用罐进入柴油增压橇，增压之后进入燃油循环橇，最后经燃油过滤器过滤供原油发动机消耗。

PFD中设备橇块由虚线框表示，介质的走向由实线表示，为了分清主次表达更清晰主流程线如原油要加粗显示，线条之间尽量避免交叉，交叉的线条要打断表示，但是主流程线不能打断。管路流程中的重要管件如关断阀、安全阀要表示出来，其它如球阀，蝶阀及变径接头等小部件可以省略，由于一个系统通常用一张PFD来表达，设备的具体参数信息在PFD上通常看不到。PFD简明而又清晰的表达了系统的流程，目的是让读者对原油系统所包含的设备及关键部件一目了然。

为了更详尽的表达系统内各设备的详细信息，在平台建造阶段指导现场施工，PFD并不能满足要求，需要将PFD中系统各个设备分解出来绘制PID，即管线仪表流程图，如图2所示为原油分油机PID，从图中可以看出，原油分油机共有两台，布置在一个橇底座上，原油由201入口进入原油分油机橇内滤器，过滤之后进入喂给泵增压，然后由电加热器加热到所需温度后进入分油机净化，清洁油经220出口进入原油日用罐储存。此外，辅助线路如分油机工作所需的氮气、仪表气、软化水、开排、闭排等管线的信息也在PID中有详细体现。PID中虚线方框表示机组供货方和买方的界面，方框内所有设备及管线仪表由供应商成橇提供，方框外所有设备及管线仪表由买方提供。原油系统其它设备的PID以此类推。

PID表达了设备的详细信息，设备所包含的管线、阀门、仪表、接口等信息都一览无遗，一张PID往往只包涵一台设备，是对PFD的进一步细化，无论是PFD还是PID都要遵循清晰美观的原则。工艺流程图是将来项目加工设计阶段的依据文件，成功的设计能够正确指导加工设计人员，使他们能更快的找到所需的信息，避免不必要的时间投入，提高工作效率。

3 流程图设计的注意事项

目前海上平台主电站原油系统所有设备都由发动机厂家统一供货，而发动机厂家并不生产相关设备，将其分包给相应的合作伙伴，本项目也不例外[5]，由于合作厂商较多，流程图设计过程中常会遇到很多问题，比如供应商的供货界面，橇内设备管线接口尺寸及数量，另外，橇外管线尺寸规格、材质及压力等级，甚至管线的编号规则等等，都会困扰设计人员，以下列举几项常见的问题。

3.1 供应商与买方界面划分

设计过程中一定要明确供应商与买方的供货界面，通常橇内设备管线及仪表都由供应商提供，而一些相对微小的部件诸如管线接口的变径接头或阀门等往往容易被漏掉。

3.2 管线规格常规化

橇外管线的尺寸规格要遵从常规。例如本项目原油增压橇的氮气管线接口为1/4寸，但实际中1/4寸的管线很难采办，因此只能选择规格相近的，容易采办的1/2寸管线。

3.3 各专业保持沟通

原油系统工艺流程图的设计是由机械、工艺、配管、仪表四个专业共同完成的，各专业之间要保持及时沟通，发现不一致的地方要及时改正，将错误控制在纸面上，保证后续现场施工的顺利进行。

3.4 和供应商保持沟通

设计过程中一定要和供应商保持沟通，对橇内设备的信息进行动态跟踪，确保设计图纸的准确性。

图1 燃油系统PFD

图2 原油分油机PID

4 结束语

本文以秦皇岛32-6油田综合调整项目为例，介绍了主电站原油系统工艺流程图的设计方法及设计过程中的注意事项，旨在为类似工程设计人员提供必要的参考和借鉴。原油系统工艺流程图的设计是一项细致、严肃的工作，容不得设计人员有一丝马虎，任何一个细小的错误都将成为后续现场施工的隐患。

[1]姬晓东,杨炳发,何利,韩雁凌.海上油田主电站原油发动机调试用燃油选择方法[J].中国海上油气,2008,20(4):1.

[2]《海洋石油工程设计指南》编委会.海洋石油工程机械与设备设计[M].北京:石油工业出版社,2007.

[3]陈华平.主电站设计及原动机选型探讨[J].中国海上油气（工程）,2000,12(6):2.

[4]陈海,王文祥,单彤文.原油发动机在海洋工程设计中的应用[J].中国海上油气（工程）,2002,14(5):3-5.

[5]武震华,张慧芳.海上平台原油发动机辅助系统设计[C].第十五届中国海洋（岸）工程学术讨论会论文集（下）,2011:5.

Design of Crude Oil Engine Generator Sets Piping & Instrument Diagram in Offshore Oil Platform

WANG Feng-hui,ZHENG Xiao-juan,WANG Yi,ZHANG Rui-kang
(Offshore Oil Engineering CO.,LTD.,Tianjin 300451,China)

The design of piping & instrument diagram of crude oil engine generator sets on offshore oil platform is important in the design of whole oil platform owing to its complex system.Taking QHD32-6 for example,this paper introduces the design method of piping & instrument diagram and the matters needing attention in the design process with the purpose of providing essential reference to other engineers.

generator set; crude oil; PID; design

TE5

A

王凤辉（1981-），女，工程师。主要从事海洋石油工程机械设计工作。