朱进全

（中海油能源发展采油服务公司 天津 300450）

引言

FPSO比固定海洋平台拥有可再使用、储油量大、适应水深范围广等优势，FPSO按外形分为船型FPSO、多边形FPSO和圆形FPSO等，其中，船型FPSO占主导地位[1-3]。船型FPSO外形与油船类似，据Offshore Magazine统计显示，截止2018年7月，全球正在服役有183艘FPSO，其中约70%FPSO由旧油船改造而来[4,5]。对于船龄较小的旧油船改造成FPSO的工程项目，旧油船上一些设备具有较长的剩余使用寿命，这些设备更换部分零件即可满足改造FPSO的设计要求，此类设备称为油船可再利用设备。国内学者诸如罗岱[6]、肖志勇[7]和董建华[8]等仅初步探讨了部分旧油船改造FPSO中保留与更新设备，缺少对旧油船可再利用设备的系统分析以及设备评估方法的研究。若能合理采用旧油船的设备，不仅缩短设备安装调试工期，而且大大节约油船改装FPSO建造成本。由于FPSO一般有连续生产10年不进船厂坞修的设计需求，在项目决策阶段需要尽快完成对旧油船的设备现状评估，为设备保留与否提供技术参考依据，因而有必要研究旧油船可再利用设备的快速简易评估方法。

1 旧油船主要设备的可再利用性

旧油船上可再利用设备要根据改造FPSO的功能需求和油船设备的现状，结合设备的运维成本因素，由评估结果确定油船上可再利用设备。旧油船的主要设备可再利用性分析为：

动力系统：若目标油田有大量的伴生气，则FPSO主机推荐选用燃气透平发电机或双燃料发电机；若油田的伴生气量不足以再利用，则FPSO主机推荐选取原油发电主机。旧油船的动力系统配置有主发电机和应急发电机，当考虑旧油船的动力系统再利用时，先对比FPSO设计要求的总电负荷和旧油船的总发电量，核算旧油船的发电量能否满足油田生产期最大用电量的需求。如果不能满足最大用电量的需求，需计算出增加的发电量，作为新增发电机的合理选型的依据，同时考虑新增机组的启停、并联运行相关事宜。再对动力系统进行综合性能评估，确保主发电机和应急发电机的性能满足改造FPSO的设计要求。

锅炉：FPSO因生产流程和原油舱等地方可能存在热交换的需求，故FPSO常配置有锅炉系统。而油船一般在机舱内配备有热介质为热水或者蒸汽的锅炉，主要作为动力驱动使用。当考虑旧油船的锅炉系统再利用时，以满足各生产期的最大热负荷值为标准，核算油船的锅炉的热负荷能否满足要求，如果不能满足最大热负荷值的需求，可在FPSO甲板上新增锅炉。另外，为了降低FPSO生产运营成本，FPSO锅炉系统的主燃料优先考虑伴生气，若伴生气不足，再考虑使用原油。

货油系统和压载系统：FPSO和旧油船的货油系统和压载系统一致，包括货油泵、扫舱泵、压载泵等。旧油船的货油泵和扫舱泵的排量能够满足FPSO的需求，还需要校核泵的使用性能。此外，还应注意如果旧油船的货油泵是蒸汽驱动，则应与锅炉系统综合考虑。

空气压缩机：当考虑旧油船的空气压缩机再利用时，需经评估压缩机的排量和剩余使用寿命能否满足FPSO生产需求，若不满足FPSO生产要求，需新增空气压缩机。

惰气系统：旧油船与FPSO的惰气系统相似，需经评估惰气发生量和剩余寿命能否满足FPSO生产需求，若满足FPSO生产需求，惰气系统可实现再利用，否则，更换新惰气系统。

电气设备：FPSO比旧油船的电力系统复杂且负荷大，故旧油船的变压器与配电盘需根据FPSO设计要求评估后再利用。

吊机：旧油船的吊机吊重能力一般不能满足FPSO吊重需求，因而，吊机不能再利用。建议新购置吊机应考虑其在FPSO上的设备维修范围及重量，合理的配置吊机的台数、位置、吊重参数等。

推进系统：旧油船的推进系统包括推进器、螺旋桨、转向装置、船舵，而除了改造FPSO为了节约拖航费用自行航行到目标油田外，FPSO一般不需要自航系统，因此在改造中一般将旧油船的推进系统拆除或封存。

生活楼：因旧油船定员人数远少于FPSO的定员，因此生活楼及其辅助系统需要重新建造。

救生消防系统：旧油船的消防泵主要供船体的消防用，而FPSO的消防泵还包括大面积的生产模块区域，故油船的消防泵改造时排量不满足FPSO的要求，需要增加新的消防泵，或者更换更大排量的泵。旧油船的定员要远少于FPSO的定员，需按照设计要求增加新的救生设备，故旧油船的救生艇等救生设备不可再利用。

中控系统：旧油船比FPSO的中控系统缺少生产、关断系统，因此，旧油船的中控系统无法再利用，改造FPSO需购置新的中控系统。

综上所述，旧油船上的评估后可再利用的主要设备情况，如表1所示。

表1 旧油船主要设备可再利用性分析

2 旧油船可再利用设备状态的检测与评估方法

2.1 旧油船设备状态的检测方法分析

目视检验方法[9,10]：通过近观目视检查可评估每个设备系统的总体状况，以及附属物和支撑物的状况。目视检查一般只需要外部近观检查，但在设备被拆卸维修时，应尽可能进行内部目视检查。目视检查常发现问题有：渗漏、变形、弯曲、裂纹、涂层破裂、损坏、腐蚀、凹痕、凹坑等。在近观检查过程中，需要采集每个设备的代表性照片，以显示设备的一般状况，并显示需要特别检查的区域。设备功能测试方法：在可操作的条件下对设备系统进行功能测试，并根据原始设备制造商的运行标准对结果进行评估。日常维护和监测报告分析方法：分析使用状态监测记录进行日常维护和监测报告，以及分析油船日常管理和定期设备维护管理内容。重点分析设备是否存在历史故障记录，若发生过故障要分析故障原因，在本次设备检测中对发生过故障的设备要重点关注，给出检验结果和相关警示。

2.2 旧油船设备状态的评估方法分析

旧油船上设备的状态评估时间一般约7天，设备系统的评级基于现场检查、试验及相关测量的结果，对不同设备进行不同项目的检查与测试。每个项目的打分标准细分为[11]：①很好，即无任何影响安全操作和性能的缺陷，无需修理，3分；②良好，即有轻微的缺陷，但不影响安全操作和性能，没有需要立即修理的项目，2分；③一般，即有缺陷，但不影响安全操作和性能，需要考虑进行必要的修理，1分；④不好，即不满足船级规范的要求，0分。油船各设备的检查与测试项目对应的权重占比，如表2所示。

表2 油船设备的检查与测试项目的权重占比

表2中动力系统检查与测试项目包括：①维修保养记录检查：空压机及其电动机的保养记录；②目视检查：主机及其辅助系统外观的整体检查，重点检查泄漏情况；③功能测试：在额定功率不低于80%的运行条件下，将主机各气缸示功机图中的性能指标与原指数进行比较分析，评价柴油机的功率和经济性。检查主机起动系统的自动起动功能。调整发电机组的负载以达到过载，检查是否可以自动卸载次级负载以及是否可以自动启动备用发电机组。④工作参数的测量：分析泵、管道、冷却器、阀门、加热器等测量的工作参数，如压力、温度等，并将其与原始数据进行比较。⑤振动测试：检查燃油、滑油分油机，检查燃油、滑油分油机，发电机组及其辅助系统中的旋转设备的振动测试结果。⑥油样分析：对主机的滑油和透平油进行油品分析。

表2中锅炉检查与测试项目包括：①目视检查：检查锅炉、空气瓶、大气冷凝器和热水柜的整体外观情况及其修理保养记录；②功能测试：安全阀、安全报警装置和吹灰器的功能测试检验，备用给水泵的自动起动测试检验，由蒸汽高压、水位过高或过低、熄火等事件引发的自动停炉测试检验。

表2中货油与压载系统检查与测试项目包括：①维修保养记录检查：检查液货机械设备与管系的监测记录情况；②目视检查：检查货油泵、洗舱泵、压载泵等主要机械设备与管系的外观总体情况；检查隔热层、泄漏和支撑固定情况；③功能测试：对货油泵、洗舱泵、压载泵及液货管系等进行功能测试检验；④振动测试：检查货油泵、洗舱泵、压载泵等转动设备的振动测试情况。

表2中空气压缩机检查与测试项目包括：①目视检查：检查空压机是否存在漏气现象及泄漏的程度；②功能测试：空压机及其控制装置是否存在不正常的运行的功能验证，空压机的自动起动功能验证；③振动测试：检查空压机的振动情况，用来判断空压机的磨损。

表2中惰气系统检查与测试项目包括：①目视检查：检查惰气管系的监测记录情况，是否存在泄露现象及泄漏的程度；②功能测试：惰气发生器和惰气管系的功能检查和验证。

表2中电气设备检查与测试项目包括：①目视检查：在正常工作条件下检查变压器和主配电板的整体外观情况；②功能测试：检查配电板的可操作性，检查变压器在发电机为0～100%负荷下的功能验证试验。

由表2可知，对于待评估的设备，根据维修保养记录检查、目视检查、功能测试、工作参数的测量、振动测试和油样分析等项目的打分结果，并考虑这些检查项目在设备状态评估中的所占权重比，得出该设备的总分φ，根据设备总分φ按表3中油船设备状态具体的分值标准[11]，给出该设备的等级评估结果。

表3 油船设备状态的等级划分标准

对于旧油船改造FPSO项目中的主要设备，动力系统和锅炉的状态评估应至少为2级，可实现再利用；其他非主要设备的状态评估至少应为3级，若评级为3级，还需综合考虑设备维修成本因素，再决定该设备是否可再利用。若评级为4级，建议直接购置新设备。

结语

通过研究国外旧油船改造FPSO的工程案例，分析了油船改造FPSO项目中主要设备的可再利用性。基于船级社的规范和FPSO的设计功能需求，编制了油船设备的检查与测试项目及各项目的所占权重比，并对油船上可再利用设备的状态进行了分析评估，从而形成一套旧油船上可再利用设备的快速评估方法。此设备评估方法具有一定实用价值，可为油船改造项目的决策提供参考。