自升式海洋平台海水提升系统综合设计【文献综述】-海洋仪器网资料库

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文献综述* q' o* S+ q- }1 W
建筑环境与设备工程
* |. z3 H2 ?; G9 |2 y6 b自升式海洋平台海水提升系统综合设计
2 _0 Y) O1 ]3 G. I9 `) m: E1 引言
4 A9 A% ]6 r1 r& p. `2 D众所周知,海洋中生存着千百万种的海洋生物,包括各种各样的微生物、海洋植物和海生生物。这些生物中有上千种会给海洋设施带来危害,特别是在海下3~40米处的海水层,更是海洋附着生物生存繁殖的天堂,对于海洋平台,它们就会随着海水的取用,附着于平台各个用水管系中,并分泌出酸性物质,造成管路堵塞与腐蚀,直接影响着平台的生产、生活正常运行。; B* N0 L- n0 m9 @) c
在海洋平台海水提升系统综合设计过程中,为达到节能降耗目的,将以往的大型风冷机组全部改设为海水冷却,这些设备包括四台主发电柴油机组、一台中央空调机组和一台冷冻机组,要求海水管系所供应的海水清洁无污,任何一条管系若发生堵塞,都可能严重影响到冷却机组正常生产工作,甚至造成平台停产,因此,本平台的防海生物系统设置显得尤为关键。& q# x5 ^. |2 y! P/ w9 R3 `
2 常用防海生物的方式0 A, Y0 W: d, f
通常防海生物的方法有三种,包括机械法、物理法及化学法:$ m; L  H) n* t- y* Y
(1)机械法,即为定期对海洋设施进行机械清洗的方式。
4 T' ^9 S0 @' g* _+ g2 x" X(2)物理法包括:①电解法,②超声波法,③辐射法。
$ _) U) h( j+ q(3)化学法包括:①通氯气,即用氯气来毒杀海生物的方式;②低表面能材料,在需保护层面覆盖一层低表面能材料,使海生物不宜附着于表面上;③保护涂层,即用保护涂层防污(涂料中添加有杀生剂、防霉剂等海生物毒素)[1]。/ x! V' h1 h+ l0 M* G
上述三种方法中,机械法在海上操作不易进行,且耗资较多;化学法对水资源污染严重,且水源不能充分利用,而物理法能有效弥补以上两种方法的缺陷,因此,在实际操作过程中,采用较多的是物理法中的电解法,该方式又主要分为电解海水法和电解铜、铝法。" n& M0 V! G; h7 k6 g; d/ Z
                               3电解法原理及特点
6 K. m# K& X( }( _) }3.1 电解海水防海生物法
7 `4 e6 `+ n& t6 P3 H' k电解海水法,即通过电解海水来达到防海生物目的。海水中含量最多的是以氯化钠为主的盐类物质,其中氯离子在海水中含量最高,其浓度占19%左右,氯化钠与氯化镁占总盐度88.7%左右。电解海水防海生物装置采用镀铂钛电极或特制的电极将海水电解,产生次氯化钠、次氯酸及氯气,这些强氧化剂可杀死海生物的幼虫及孢子,达到防污染目的[2]。  Z) A8 n4 b! l/ `
电解海水防海生物装置不仅具有安全可靠,防污彻底,而且具有对环境无污染特点。但在电解过程中,会产生大量的氢气、氢氧化镁、碳酸钙等电解副产物。其中氢气是易燃气体,而氢氧化镁、碳酸钙等电解副产物经过长时间的积累会附着或聚集在电解槽内部,阻塞电解槽,甚至造成电源烧毁。根据《2005海上移动平台入级与建造规范》第三章第八节中3.8.2.4条规定:“具有阴极保护的舱柜,应在其前、后端设置空气管”,在使用过程中,需要对氢气进行安全排放,并定期清洁电解槽内部,以此来保证使用的安全性。因而,对石油海洋平台,尤其应该注意其安全使用,以防因氢气排放不当而引起着火、爆炸等危险。0 X- j/ T( B3 t; f" G9 u! m
3.2 电解铜、铝防海生物法" o' z+ n; t% d$ m6 C  H
电解铜、铝防海生物法,即采用电解铜、铝方式来进行海水防污处理。其工作原理是利用电解铜铝所产生的有毒物质Cu2O和絮状载体Al(OH)3,随着海水流动分布并附着于海底门和海水管路的内壁上,有效抑制海生物的栖息和生长。在海水进入平台入口处安装防海生物阳极和防腐蚀阳极,通电进行电解,产生防海生物离子和防腐蚀Ⅱ型离子,形成电解液,再由海水泵抽出,分布到整个海水冷却管系中,达到既防止海生物附着又防止管系腐蚀的目的。* x2 [' b7 U* p
电解铜、铝防海生物装置又可分为直接式电解铜、铝防海生物装置与间接式电解铜、铝防海生物装置。
8 Q* z( H7 T1 ~1 {9 ~(1)直接式电解铜、铝防海生物装置将电解阳极直接安装在海水过滤器或海水管路,电解产生铜离子和氢氧化铝直接混合在海水中。该装置具有结构简单、安装方便、成本低等特点,不需要专门的摆放空间。
2 f5 }4 r6 |$ T. F) ^& }7 y* a(2)间接式电解铜、铝防海生物装置是将电解槽内的铜铝阳极进行电解,电解所产生的铜离子和氢氧化铝被抽送进入海水管路。该装置具有处理量大,耗电量小,可随时更换阳极
& O/ i/ O1 G% N                               的特点[2]。! G: J& x; U$ Z: I1 I
4海洋平台技术的未来发展
; @6 L+ D& C1 |; Y7 g" E+ s7 f深海开采是未来热点近年来,世界上取得的重大油气发现大部分在海上,尤其是深海。目前,海上油气勘探开发向深海转移的趋势十分明显,深海水域将是未来全世界油气战略接替的主要区域,深海油藏的勘探开发已成为世界主要石油公司的投资热点。国内方面目前中国海上油田开发基本上是在滩海、浅海和近海区域,目前一般行业深度限制在为400 m 以内的常规水深范围。而我国300 m水深以上的海域有153 万平方公里,目前只勘探了16 万平方公里,尚有90%还没有勘探,所以,未来深海油气开发将成为中国海洋油气的主战场。根据中海油的规划,我国2008 年海洋油气产量达4 000 万方油当量,2010 年油气产量将达5 000~5 500万方油当量,意味着年均超过10%的复合增长率。国际方面世界著名的海洋油气工程研究咨询机构道格拉斯-威斯伍德公司(DW 公司)指出,未来5 年全球海洋油气工业将投资1 890 亿美元在遍及全球的海洋上建立15 000 个油气勘探和开采井,其中有4 500 个勘探井,投资750 亿美元;10 500 个开采井,投资1 140 亿美元。其中的深海水域将是未来各国大力开发的方向,预测深海海洋平台的投资支出增长率将达到38%,浅海海洋平台的增长率将达到14%,未来5 年,深海海洋平台的投资将达到1 520 亿美元。
, |; n" Q" I3 T$ l8 V+ w. @深海开采设备是研发方向目前全球约有100 家公司从事海上钻井,其中海上钻井承包商约90 家,其余为国家石油公司或国际石油公司。随着深海勘探开发力度的增加,有些公司看好深海钻井承包市场,通过新建半潜式钻井平台或钻井船跻身深海钻井承包商行列。在这些公司中,目前拥有半潜式钻井平台或钻井船的只有33 家,而真正从事深海钻井的仅有26 家,这其中美国拥有最多,其次是挪威。而中国的深水石油勘探开发尚处在起步阶段,现在我国正准备加快推进对南中国海油气资源的勘探开发工作。由于这一海域水深在500 m 到2 000 m,而我国目前还不具备在这一海域进行油气勘探和生产的能力,因此迫切需要发展深海油气勘探和开采技术,需要大力开发、设计和建造适合深海油气开发的海上钻井平台。2 e( }" W, E" }
                               5 总结
- T, O, S& b0 M4 M* G) B- q- }根据海洋平台海水提升系统的发展趋势,在防海生物这一平台,电解铜、铝防海生物装置具有结构简单,耗电量少,无副产物,无需专人管理等优点,有效解决了平台海生物的防污问题,确保了各个动力冷却机组节能降耗目标的实现,同时也完全消除了以往大型机组风动冷却所产生的噪声危害。# E) w0 i7 h# T
                               [参考文献]" P3 @, P5 e* R& f* O/ D* R* M
[1] 宣志成.《从“YH”轮一起主机故障看防海生物装置的作用》[J].科技资讯,2009.
7 L2 U% n+ U+ Y[2] 梁国栋,刘玉娟.《海水系统防海生物装置的设计原理与比较分析》[J] .船电技术,2006.
# `% u0 T- S3 s% d& t. R[3] 刘孔忠,仲华.《平湖油气田平台导管架防海生物装置的应用》[J].中国海上油气,2003.# s. w& C& D6 ]
[4] 侯辰光.《海洋平台防海生物装置的应用》[J].中国修船,2004.
" w; _" i6 d* d+ a: x1 y# N[5] 中国船级社.《海上移动平台入级与建造规范》.人民交通出版社,2005.
1 z  {6 N7 @8 T0 B; K[6] 吴应湘, 李华,曾晓辉.深海采油平台发展现状和设计中的关键问题.中国造船, 2002.
5 c! ?% K/ ?5 b. L7 e& P[7] 刘放 .海洋平台技术的现状及发展趋势,大连,2009.
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活跃在2021-7-30
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