R550D自升式鉆井平臺空調(diào)冷藏系統(tǒng)設(shè)計

陳觀富

摘 要：海工平臺作業(yè)人員長期生活工作于平臺上，同時作業(yè)人員和居住區(qū)艙室較多，周圍又可能存在油氣環(huán)境，因此對空調(diào)冷藏系統(tǒng)有著特殊的要求。本文對R550D自升式鉆井平臺空調(diào)冷藏系統(tǒng)的布置、設(shè)備、服務(wù)區(qū)域等進(jìn)行了分析和總結(jié)。

關(guān)鍵詞：R550D；自升式鉆井平臺； 空調(diào)冷藏系統(tǒng)

中圖分類號：TE22 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

AC and Provision Cooling System for R550D Jack-up Drilling Platform

CHEN Guanfu

（CSSC Huangpu Wenchong Shipbuilding Co.， Ltd . Guangzhou 510715）

Abstract： The layout of the AC and provision cooling system of jack-up drilling platform is difficult because of the large quantity of crew and cabins and the probable oil and gas nearby the cabins. This paper analyzes and summarizes the layout， special equipment and service space of the AC and provision cooling system of R550D jack-up drilling platform.

Key words： R550D；Jack-up drilling platform；AC and provision cooling system

1 引言

R550D自升式鉆井平臺（圖1）由中船黃埔文沖船舶有限公司承建，是中船集團(tuán)首次在華南地區(qū)建造的鉆井平臺，工作水深400 ft，是適合于惡劣海況的高端自升式鉆井平臺。該平臺上的諸多設(shè)備和系統(tǒng)在國內(nèi)甚至全球都是首例，在此僅對空調(diào)及冷藏設(shè)備及系統(tǒng)予以闡述。

2 空調(diào)系統(tǒng)分析

2.1 技術(shù)規(guī)格

該平臺由美國著名海工設(shè)計公司ZENTECH設(shè)計，入級ABS船級社。計劃工作海域位于墨西哥、中南美洲及亞太地區(qū)，因此夏季設(shè)計環(huán)境溫度高達(dá)40.5 °C，室內(nèi)溫度要求低至21.1 °C，共有5層三角形生活樓，可供150人居住、生活和娛樂，這些都對空調(diào)系統(tǒng)提出了較高的要求。

2.2 主空調(diào)布置

該平臺居住、生活和娛樂區(qū)的空調(diào)供風(fēng)由8臺一體式海水冷卻的中央空調(diào)提供，除了室內(nèi)外環(huán)境溫差大及三角形的生活樓這些特殊狀況外，空調(diào)機(jī)室的面積極小，而且形狀不規(guī)則（圖2），這么小的空調(diào)機(jī)室面積在我司船舶建造史上幾乎是沒有遇到過的，在和設(shè)計公司及船東溝通加大空調(diào)機(jī)室面積無果的情況下，我司技術(shù)人員和設(shè)備供應(yīng)商多次溝通后，決定采取不同于以往整體考慮空調(diào)機(jī)和空調(diào)箱尺寸的方法，分別從壓縮機(jī)組、空調(diào)箱混合段、制冷段、加熱段、加濕段、供風(fēng)段等諸多分段一個一個來考慮，優(yōu)化組合，并且從空調(diào)機(jī)室層高3.35 m的特點著手，縮減一體式空調(diào)機(jī)的寬度和長度，增加一體式空調(diào)機(jī)的高度，最終在滿足制冷加熱加濕等要求的前提下確定了上述8臺空調(diào)機(jī)組的外形尺寸，同時也基本保證了維修空間的需求。

2.3 機(jī)械區(qū)域空調(diào)

除了生活區(qū)域的空調(diào)之外，機(jī)械區(qū)域的空調(diào)對于船廠設(shè)計及施工來說同樣是一個很大的挑戰(zhàn)，尤其對于配電板間的空調(diào)，相比較于普通商船及其它海工船舶，該平臺配電板間的電氣設(shè)備數(shù)量多、種類雜，配電板間設(shè)備發(fā)熱量大，導(dǎo)致最終計算的配電板間空調(diào)制冷量遠(yuǎn)大于預(yù)估值，甚至ZENTECH設(shè)計公司最初給出的柜式空調(diào)也無法滿足實際需求，最終不得不改為中央空調(diào)。同時船東又要求必須有1套配電板間的中央空調(diào)作為備用。這樣，一個重大的難題又?jǐn)[在了船廠技術(shù)人員面前：如何布置這2套遠(yuǎn)超預(yù)期的中央空調(diào)？經(jīng)過不斷優(yōu)化機(jī)械處所其它設(shè)備的布置，最后終于找到一個最優(yōu)化的方案，將這2臺中央空調(diào)布置于機(jī)械處所。

2.4 鉆井設(shè)備區(qū)域空調(diào)

該項目空調(diào)系統(tǒng)的另外一個難點在于司鉆房和儀表房的獨立空調(diào)系統(tǒng)。作為鉆井設(shè)備最重要的控制室，儀表房全年室內(nèi)溫度控制在+20 ℃～+27 ℃，司鉆房全年室內(nèi)溫度控制在+20 ℃～+25 ℃，司鉆房和儀表房全年室內(nèi)相對濕度控制在50%。司鉆房在所有開口關(guān)閉時能保證50 Pa正壓，并且在開口開時有0.305 m/s的最小出口風(fēng)速，房間里安裝一個低壓報警，而且司鉆房的空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)具有兩種運行模式：第一種回風(fēng)和120 m?/h風(fēng)量的新風(fēng)混合后供風(fēng)（溫度需要保證）；第二種100%全新風(fēng)，帶電動關(guān)閉風(fēng)閥（溫度不需要保證）。上述兩種模式可以自動切換。

2.5 高要求的技術(shù)文檔資料

眾所周知，海工項目尤其是入級ABS船級社的石油平臺項目，規(guī)范化的文檔資料是必不可少的，再加上該項目的船東都是在其它國家有著多年建造經(jīng)驗的海工專家，按照船東及規(guī)范要求的技術(shù)文檔不僅標(biāo)準(zhǔn)化程度極高，而且種類繁多，技術(shù)參數(shù)的要求也極高，甚至有些是之前所未聞的。為此船廠各部門相關(guān)人員協(xié)同供應(yīng)商，通過查規(guī)范、找依據(jù)、勤溝通等各項措施，最終提供了滿足要求的整套文檔資料。

3 伙食冷藏系統(tǒng)

3.1 冷卻方式

該項目的伙食冷藏系統(tǒng)（圖3）具有不同于其它項目的顯著特點，在環(huán)境溫度高達(dá)40.5 ℃的情況下，冷凝器的冷卻方式為風(fēng)冷，并且壓縮機(jī)組放置于室外。

3.2 布置方式

伙食冷藏壓縮機(jī)組放置于室外，是十分罕見的一種布置方式，除了要求設(shè)備及部件的防護(hù)等級滿足室外的要求外，為了更好的保證常年處于惡劣環(huán)境下設(shè)備的使用壽命，還需要在設(shè)備外面另外加一個不銹鋼罩子，同時將該不銹鋼罩子作防腐噴涂。在設(shè)備到廠后，其外型完全與我們常見的普通伙食冷藏設(shè)備外形不同（圖4），當(dāng)看到此設(shè)備的外形后，我們對它能在油氣區(qū)長時間的運行有了充分的信心。

3.3 室外布置存在問題及解決方法

由于外界空氣溫度隨時都在變化，不同于船上的中央冷卻水系統(tǒng)提供的水溫是恒定的，而為了滿足相對固定的冷凝量，那么冷卻風(fēng)量就要根據(jù)環(huán)境溫度的變化隨時變化，這就要求風(fēng)機(jī)為變頻風(fēng)機(jī)，雖然伙食冷藏系統(tǒng)的控制柜內(nèi)有變頻器，但由于變頻器需要散熱，故要有和外界空氣聯(lián)通的格柵，這樣IP等級就沒辦法達(dá)到室外的要求。為了既滿足技術(shù)需求，又滿足控制柜的布置，最終將控制柜布置在廚房旁邊，同時在機(jī)組位置加裝了壓縮機(jī)及風(fēng)機(jī)的急停按鈕，這樣既方便了船上人員的操作又保證了機(jī)組的正常運行和維修需求。

4 結(jié)論

空調(diào)及伙食冷藏系統(tǒng)在普通商船及小型海工項目上是一個傳統(tǒng)的設(shè)備，但是在R550D及其它一些比較大型的海工項目上就會成為一個比較復(fù)雜的系統(tǒng)和設(shè)備。經(jīng)過R550D項目，使我們對于空調(diào)伙食冷藏系統(tǒng)有了一個更全面的認(rèn)識和了解，對今后大型海工產(chǎn)品上大型設(shè)備的布置具有重要的借鑒意義，既然我們能把服務(wù)于整個平臺各個區(qū)域的空調(diào)系統(tǒng)布置得很完美，那么對于其它設(shè)備我們同樣能夠做的很完美。endprint