天然氣海洋平臺金屬管浮子流量計流量測算與調(diào)試

上海上儀股份公司天然氣海洋平臺金屬管浮子流量計的供給對象主要包括工藝冷卻、發(fā)電機組冷卻、甲板沖洗、衛(wèi)生沖洗等單元，以及次氯酸鈉發(fā)生裝置、海水淡化裝置、自動反沖洗裝置等，工藝冷卻和發(fā)電機冷卻用水量較大，其余裝置用水量較小，金屬管浮子流量計的流量需要根據(jù)各單元和裝置的用水量進行測算。金屬管浮子流量計調(diào)試之前，先進行海水提升泵的單機調(diào)試，包括外觀檢查、功能測試、啟動測試、性能測試，測試各項性能均符合設(shè)計要求后再進行平臺整個海水管網(wǎng)的調(diào)試。金屬管浮子流量計調(diào)試作業(yè)需要多專業(yè)人員相互配合，協(xié)同完成。

天然氣海洋平臺上，為維持正常生產(chǎn)作業(yè)及平臺常駐人員日常生活，需要較大的用水量。由于平臺距離陸地較遠，通常有幾十到幾百公里不等，難以將大量淡水運至平臺。在平臺上，除海洋平臺工作人員生活用水外，其他涉及生產(chǎn)用水通常使用海水代替。海洋平臺金屬管浮子流量計是通過海水提升泵將海水輸送至海水管路，再通過閥門控制供給各單元使用，主要包括工藝介質(zhì)冷卻、發(fā)電機組冷卻、甲板沖洗、海水淡化、生活樓衛(wèi)生單元沖洗、公用站等裝置及設(shè)施，金屬管浮子流量計流量需根據(jù)各單元的海水需求量進行測算。金屬管浮子流量計調(diào)試工作是保障金屬管浮子流量計能否正常運行的關(guān)鍵一環(huán)，調(diào)試時先進行海水提升泵的單機調(diào)試，待海水提升泵各項性能符合設(shè)計要求后，再進行整個海水管網(wǎng)的系統(tǒng)調(diào)試。

1金屬管浮子流量計流量測算

在天然氣平臺上，金屬管浮子流量計是公用系統(tǒng)中的重要組成部分，不僅在維持正常生產(chǎn)作業(yè)及平臺常駐人員日常生活中起重要作用，也是平臺消防系統(tǒng)管網(wǎng)壓力的保障。國內(nèi)平臺金屬管浮子流量計常用材質(zhì)有銅鎳管、玻璃鋼管、雙相鋼管、不銹鋼管等[1-4]，金屬管浮子流量計供給用戶很多，但主要用于工藝冷卻裝置和發(fā)電機組冷卻，工藝冷卻和發(fā)電機組冷卻裝置屬于海水持續(xù)不間斷用戶，其余如甲板沖洗、次氯酸鈉發(fā)生裝置、海水淡化裝置、生活樓衛(wèi)生單元沖洗、自動反沖洗裝置等，均屬于海水間斷用戶。

1.1 工藝冷卻用水

天然氣平臺工藝處理過程中，天然氣需要做降溫處理，用低溫海水與天然氣通過換熱器進行熱交換，是一種非常廉價的處理方式。海水的流率與需要處理的換熱量、海水進出口溫差及海水比熱容有關(guān)，換熱量通過物料及熱量平衡模擬測算得出。

1.2發(fā)電機組冷卻用水

天然氣平臺上，發(fā)電機組一般包括燃氣發(fā)電機、應(yīng)急發(fā)電機和備用柴油發(fā)電機。發(fā)電機組由缸套冷卻水進行冷卻，缸套冷卻水通過與外部循環(huán)介質(zhì)進行熱交換，使溫度保持在一定范圍值內(nèi)。不同發(fā)電機缸套冷卻水冷卻方式有所不同，應(yīng)急發(fā)電機組通常采用風冷冷卻，備用柴油發(fā)電機和燃氣發(fā)電機采用海水冷卻[6]。海水用量通常由廠家提供，如未提供，可根據(jù)平臺上所需發(fā)電機的功率進行估算，通常每千瓦所需的冷卻海水量為0.0436~0.0462m3/h[7]。以麗水36-1海洋平臺為例，該平臺位于東海海域，水深84.1m，為天然氣中心平臺，配備生活樓，天然氣設(shè)計處理量為120×104m3/d（20℃，一個標準大氣壓），正常運行生產(chǎn)時，平臺電力由燃氣發(fā)電機組供給，燃氣發(fā)電機組額定功率為1100kW，可測算出所需海水量約為48m3/h。

1.3甲板沖洗及其他用水

由于每個平臺處理量有所不同，在設(shè)計時海水用量會有差異。通常甲板沖洗的流率設(shè)計為10~20m3/h，其他用戶包括海水淡化、自動反沖洗裝置、次氯酸鈉發(fā)生器、污水處理裝置等，用水量較小。金屬管浮子流量計的流量，需要根據(jù)用水情況測算出較大用水量和較小用水量。

2金屬管浮子流量計調(diào)試

金屬管浮子流量計調(diào)試通常在海上完成，先進行海水提升泵的單機調(diào)試，確認海水提升泵各項性能參數(shù)符合設(shè)計要求后，再進行整個金屬管浮子流量計管網(wǎng)調(diào)試[8]。金屬管浮子流量計排海管線有常開和常閉兩條管線：常開管線上有壓力控制閥PV，通過金屬管浮子流量計管網(wǎng)壓力變送器PT信號反饋自動調(diào)節(jié)閥門開度大小，保證管網(wǎng)壓力始終處于設(shè)定值；常閉管線上有手動截止閥，留作備用。

2.1海水提升泵單機調(diào)試

海水提升泵單機調(diào)試時，為提高工效，所有海水不進入海水管網(wǎng)，通過排海管線排放至海中；為保持海水提升泵出口壓力穩(wěn)定，壓力控制閥PV始終處于關(guān)閉狀態(tài)，通過手動調(diào)節(jié)手動截止閥開度調(diào)節(jié)泵出口壓力。

單機調(diào)試前需召開工作安全分析會，明確調(diào)試中存在的各項風險及安全措施，并準備調(diào)試過程中需要的各種工機具，主要包括兆歐表、萬用表、鉗形電流表、振動儀、噪音儀、紅外線測溫儀、活動扳手等。

正式調(diào)試時主要進行外觀檢查、功能測試、啟動測試和運行測試。

（1）外觀檢查。外觀檢查有些工作需要在海水提升泵安裝之前進行，包括電動機冷卻液加注以及泵軸對中等；其他檢查項在安裝完成后進行，包括海水提升泵的銘牌和證書齊全，泵的旋轉(zhuǎn)方向正確，管線安裝符合圖紙要求，螺栓緊固可靠，接地正確，次氯酸鈉管線安裝正確，電纜接線正確，供電電壓正常等。

（2）功能測試。功能測試包括海水提升泵控制面板上所有按鈕及指示燈的功能測試，以及海水提升泵至中控的信號指示測試?？刂泼姘迳系闹甘疽话惆▎?、停止和錯誤三種，在不啟動海水提升泵的情況下，可通過模擬信號測試完成。

（3）啟動測試。測試之前，通常將海水排放管路旁路上的截止閥調(diào)節(jié)至1/4開度左右，進行點動測試，確認海水提升泵可正常運轉(zhuǎn)后再進行啟動測試。通過控制面板啟動海水提升泵，確認運轉(zhuǎn)正常，并測試啟動電流和啟動電壓。

（4）運行測試。將海水排放管路旁路上的截止閥調(diào)節(jié)至1/4開度，啟動海水提升泵，確保海水提升泵運行穩(wěn)定，確認管路無泄漏后通過調(diào)節(jié)排海管路截止閥開度來控制流量，分別在額定流量50%、100%、110%的狀況下運行15、60、15min，流量可通過排海管路流量計讀出，記錄每種工況下海水提升泵的出口壓力、電流、電壓、振動等參數(shù)。

2.2系統(tǒng)調(diào)試

（1）準備階段。在金屬管浮子流量計調(diào)試之前，應(yīng)保證海水提升泵、自動反沖洗濾器等設(shè)備已經(jīng)調(diào)試完成，并且金屬管浮子流量計無泄漏。為提高工效，在調(diào)試開始前通過臨時管線將壓縮空氣接入金屬管浮子流量計，進行低壓氣密檢查以快速發(fā)現(xiàn)漏點并進行整改，將調(diào)試時海水泄漏風險降至較低。正式調(diào)試時，關(guān)閉排海管路旁路閥門，同時打開排海管路壓力控制閥，使用壓力控制閥調(diào)節(jié)管網(wǎng)壓力；確保金屬管浮子流量計各個分支的閥門關(guān)閉；確保金屬管浮子流量計的管線、閥門等安裝正確，并與設(shè)計圖紙一致。

（2）調(diào)試階段。啟動海水提升泵，確保海水提升泵運轉(zhuǎn)正常，使壓力穩(wěn)定在設(shè)計壓力值；緩慢打開進入自動反沖洗濾器的閥門，使海水進入金屬管浮子流量計管路，確認海水管路充滿、壓力穩(wěn)定且無泄漏后分別緩慢打開金屬管浮子流量計至各個分支的閥門，確保無泄漏。在調(diào)試過程中記錄海水提升泵的出口壓力、電流、電壓、振動等參數(shù)。

3金屬管浮子流量計調(diào)試常見問題分析

3.1海水提升泵電動機絕緣低

在測量海水提升泵電動機時，經(jīng)常會出現(xiàn)絕緣過低的情況，主要因為海水提升泵的安裝是在海上完成，由于海上濕度較大，電纜接頭纏繞的絕緣膠帶受潮或控制柜受潮所致。為避免絕緣過低情況，在安裝過程中應(yīng)注意防潮保護，安裝后及時關(guān)閉控制柜。

3.2出水量小

調(diào)試過程中，海水提升泵啟動后，有時會出現(xiàn)出水量極小甚至不出水的情況，通常是由于相序接反，電動機反轉(zhuǎn)造成的。泵反轉(zhuǎn)時，也會有極少量的水流出，但出口壓力很小。因此，在安裝過程中，不僅要重視電纜的保護，也要嚴格按照圖紙接線，在泵啟動之前做好相序檢查。

3.3局部泄漏

金屬管浮子流量計調(diào)試時，常常出現(xiàn)局部泄漏，泄漏點主要集中在閥門、盲板、儀表安裝處。在調(diào)試之前應(yīng)細致檢查整個系統(tǒng)，特別是螺栓是否緊固到位，使用壓縮空氣進行低壓氣密測試，將液體泄漏可能性降至較低。在系統(tǒng)調(diào)試時應(yīng)緩慢打開進入海水管網(wǎng)的閥門，如出現(xiàn)泄漏及時關(guān)閉并解決。

3.4排海管路振動較大

海水提升泵抽出的海水，一部分進入海水管網(wǎng)，另一部分通過排海管線排放至海中。排海管路材質(zhì)通常為玻璃鋼，雖然玻璃鋼管線具有耐腐蝕、耐沖刷、抗老化、質(zhì)量輕等優(yōu)點，但承受壓力較低，且施工工藝復雜[9-10]。由于排海的水量比較大，對排海管路的沖擊很大，設(shè)計時通常在排海管路水平段使用2個止推支架，垂直段使用1個導向支架，但導向支架對管路的固定作用較小，導致排海管線振動較大，容易損壞。為減小排海管路振動幅度，建議在水平管路上再增加1個止推支架，提高固定作用，或者將排海管路的材質(zhì)設(shè)計為銅鎳管，提高機械強度。

4結(jié)束語

金屬管浮子流量計流量的測算依據(jù)是各單元的用水量，主要有工藝冷卻、發(fā)電機組冷卻、甲板沖洗、衛(wèi)生單元沖洗、殺菌裝置、海水淡化裝置、自動反沖洗裝置等，工藝冷卻和發(fā)電機冷卻用水量較大，可分別依據(jù)平臺換熱量和功率指標測算得到，其余裝置用水量較小。金屬管浮子流量計的調(diào)試設(shè)備主要是海水提升泵，單機調(diào)試時所有海水不進入海水管網(wǎng)，壓力控制閥始終處于關(guān)閉狀態(tài)，通過調(diào)節(jié)手動截止閥開度完成單機調(diào)試。在金屬管浮子流量計調(diào)試前，上海上儀股份公司通過臨時管線將壓縮空氣接入金屬管浮子流量計，進行低壓氣密檢查可快速發(fā)現(xiàn)漏點，提高工作效率。