摘要：柴油發(fā)電機組在海上鉆機模塊的應(yīng)用越來越廣泛，柴油發(fā)電機組是鉆機模塊上所有機械和電氣設(shè)備的動力源泉，柴油發(fā)電機在海上能否正常運轉(zhuǎn)決定了鉆機模塊能否按時投產(chǎn)。因此本文針對發(fā)電機組的選型、設(shè)備原理介紹、設(shè)備安裝固定和調(diào)試等重要環(huán)節(jié)進行了論述。

　　關(guān)鍵詞：海洋鉆機模塊;柴油發(fā)電機組;應(yīng)用分析

　　1 柴油發(fā)電機組在海洋鉆機模塊應(yīng)用背景

　　近年來，鉆機模塊在渤海區(qū)域海上油田開發(fā)的應(yīng)用已逐漸趨于飽和，隨著南海的油氣田開發(fā)，鉆機模塊在南海區(qū)域應(yīng)用越來越廣泛，由于陸地終端的供電能力已無法滿足鉆機本身供電需求，因此柴油發(fā)電機在海洋鉆機模塊上的應(yīng)用越來越多，如近幾年的鉆機項目PY4-2/5-1、HZ25-8、JZ25-1、EP18-1、PL19-9等都配備專用的柴油發(fā)電機組供電。柴油發(fā)電機組是鉆機模塊上所有用電設(shè)備的動力來源。目前海洋鉆機模塊供電方式主要有兩種：①通過上部組塊平臺透平發(fā)機組發(fā)電，把電能傳輸?shù)姐@機模塊，同時在鉆機模塊配備備用柴油發(fā)電機組;②在鉆機模塊上配備多臺柴油發(fā)電機組供電。鉆機模塊在陸地裝船，在海上與上部組塊連接后，首先要確保發(fā)電機可以正常運轉(zhuǎn)，下一步才能進行所有設(shè)備的聯(lián)調(diào)投產(chǎn)，所以發(fā)電機能否正常運轉(zhuǎn)決定了整個油田能否按時投產(chǎn)。

　　2 柴油發(fā)電機組的選型

　　目前鉆機模塊上的柴油發(fā)電機分為風(fēng)冷和水冷兩種機型，近幾年來鉆機模塊上，如果鉆機模塊自身供電的話，考慮到鉆機空間尺寸和散熱功率等因素，基本采用海水冷卻的機型;如果通過上部組塊供電的話，基本采用風(fēng)冷的機型且配備備用發(fā)電機組。目前，考慮到鉆機模塊的總體用電量和空間尺寸的情況下，當(dāng)采用功率較大的發(fā)電機組時多采用一用一備可以節(jié)省使用空間;當(dāng)采用功率較小的發(fā)電機組時多采用三用一備或兩用一備。目前主發(fā)電機房和備用發(fā)電機房在鉆機模塊上通常布置在DSM一層主配電間下方。

　　3 柴油發(fā)電機組的設(shè)備工藝

　　目前海洋鉆機模塊使用的柴油發(fā)電機組主要由進氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、調(diào)速器系統(tǒng)、啟動系統(tǒng)、交流發(fā)電機、發(fā)電機同步和負載分配裝置、發(fā)電機同期并網(wǎng)裝置、發(fā)電機自動勵磁調(diào)節(jié)裝置、發(fā)電機組本地控制盤等組成。主要系統(tǒng)如下：

　　3.1 進氣系統(tǒng)

　　在空氣進口處有一個阻燃空氣過濾器，以確保發(fā)動機性能不會因為大量的鹽分、沙子、灰塵或大氣中其它的污染物的進入而降低。連接空氣進口過濾器和發(fā)動機進口的管線進氣管線處配備自動截斷閥，以便在收到超速/緊急關(guān)斷信號關(guān)閉發(fā)動機進氣，該關(guān)斷系統(tǒng)使用24V直流電源并可手動復(fù)位。

　　3.2 排氣系統(tǒng)

　　排氣系統(tǒng)一般包括發(fā)動機排氣歧管、排氣管線、不銹鋼彎頭、膨脹節(jié)、滅火花消音器和阻火器。

　　3.3 冷卻系統(tǒng)

　　冷卻系統(tǒng)主要包括發(fā)動機管套水熱交換器和后冷卻膨脹水箱。

　　3.4 調(diào)速器系統(tǒng)

　　配備一個電子調(diào)速器，通過發(fā)電機控制柜遠程控制盤調(diào)速模塊對發(fā)動機進行手動或自動速度調(diào)節(jié)，遠程控制盤位于電控間內(nèi)。調(diào)速系統(tǒng)中的靜態(tài)調(diào)速率、瞬態(tài)調(diào)速率、穩(wěn)定時間滿足標準ISO 8528-5要求。

　　3.5 啟動系統(tǒng)

　　啟動系統(tǒng)為空氣啟動，空氣啟動需滿足提供的啟動氣源為：0.6～0.85MPa?？諝怦R達系統(tǒng)包括空氣馬達、必要的控制設(shè)備和安全閥。安全閥的設(shè)計和選擇符合相關(guān)規(guī)范要求。

　　3.6 交流發(fā)電機

　　交流發(fā)電機為凸極類型，采用封閉空氣冷卻。將發(fā)電機連接到中壓配電盤上，并能同步連續(xù)運行。然后經(jīng)過變壓器將電源供給鉆井電機、鼠籠式異步電機、加熱和照明等使用，鉆井電機約占總功率負載的80%。

　　3.7 發(fā)電機同步和負載分配裝置

　　柴油發(fā)電機的負載分配通過主發(fā)電機的遠程控制盤進行遠程控制。發(fā)電機只能在同步模式下正常運行。發(fā)電機分配負載的模式可以通過自動/手動切換開關(guān)來進行獨立選擇。正常操作模式是自動進行的，由發(fā)電機平均分配負載。手動模式只在緊急情況下用于速度升/降轉(zhuǎn)換。

　　3.8 發(fā)電機同期并網(wǎng)裝置

　　發(fā)電機同期并網(wǎng)要求在多臺機組相位、頻率、電壓相同時，發(fā)電機組實現(xiàn)并網(wǎng)運行。發(fā)電機同期并網(wǎng)裝置安裝在發(fā)電機進線柜內(nèi)。柴油發(fā)電機的同步通過主發(fā)電機的遠程控制盤進行遠程控制。柴油發(fā)電機的同步可以自動和手動操作。每臺發(fā)電機應(yīng)配置負載控制裝置。

　　3.9 發(fā)電機自動勵磁調(diào)節(jié)裝置

　　發(fā)電機自動勵磁調(diào)節(jié)裝置的控制可通過自動調(diào)壓調(diào)節(jié)、手動或勵磁電流調(diào)節(jié)、功率因數(shù)、無功功率的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)并聯(lián)機組之間的無功調(diào)差補償和無功橫流平衡，并實現(xiàn)對發(fā)電機組的保護以及數(shù)據(jù)記錄和事件記錄等功能。

　　3.10 發(fā)電機組本地控制盤

　　發(fā)動機本地控制盤安裝在發(fā)電機組橇塊上，控制盤材料通常選用不銹鋼材質(zhì)，設(shè)計為重負載型，并且滿足海上油田危險區(qū)劃分的要求?？刂票P內(nèi)部電纜、氣動電路、防冷凝加熱器和恒溫器?？刂票P內(nèi)部電線上帶有可識別終端的標簽?？刂票P有足夠的空間和開孔以滿足驅(qū)動設(shè)備儀表、指示器和控制器的要求。通過同時切斷燃料供應(yīng)和關(guān)閉空氣進氣閥門實現(xiàn)發(fā)動機的關(guān)斷。在就地控制盤應(yīng)設(shè)置就地應(yīng)急關(guān)斷按鈕。

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