FPSO Essential工况供配电方案设计

技术研究2020年第11期FPSO Essential工况供配电方案设计孔凡旭 徐建东 张永革 徐洋海洋石油工程股份有限公司 天津 300451摘要：FPSO（浮式生产储油装置）作为海洋油气田开发工程特别是深水油气田开发的一种重要设施，合理进行Essential工况供配电设计，对于保障海上油气田安全生产及经济合理开发具有重要意义。本文针对FPSO中Essential工况供配电方案设计展开讨论，从IACS（国际船级社协会）及各大船级社规定出发，同时结合具体工程项目实施方案，明确了Essential工况供配电系统设计方法，指出应从经济、操作需求两个方面并结合船级社要求综合考虑Essential工况供配电设计。关键词：FPSO Essential工况 供配电设计 电气主接线Design of electrical distribution plan for FPSO Essential ServiceKong Fanxu，Xu Jiandong，Zhang Yongge，Xu Yang Offshore Oil Engineering Co.，Ltd.，Tianjin 300451Abstract：FPSO （Floating Production and Storage Unit） is an important facility for offshore oil and gas field especially deep-water oil and gas field development. Reasonable determination of equipment for essential service and power supply configuration is very important to ensure safe production and economic and reasonable development of offshore oil and gas fields. This paper discusses the electrical design of essential service in FPSO. Starting from the regulations of IACS and classification societies，combined with the implementation scheme of specific engineering projects，give suggestion of the electrical design of essential service that it should be considered comprehensively from economy and operation demand and combine the requirements of classification dss：FPSO；Essential Services；Electrical Distribution Plan；Main Electrical SchemesEssential负荷为主机不能供电时，为了保证海上设施人员基本生活需求及保障控制、监测及与安全相关的设备、基本通风设备、压排载控制系统等供电连续性而需要持续运行的电负荷，其中包括部分应急负荷。目前Essential工况电气设计主要依据各大船级社规范，但海上石油设施的负荷与船舶负荷差异较大，同时海上石油设施类型多样，不同的海上石油设施的负荷也存在较大差异，FPSO作为深水油气田开发中一种重要浮式设施，研究FPSO Essential工况供配电设计方法，对进一步开发深水油气田具有重要意义。1 船级社对ESSENTIAL工况电气设计的规定IACS（国际船级社协会）2002年发出关于Essential Services要求的公告，并于2003年1月开始实施。IACS将Essential负荷分为三类：即“主要Essential负荷”、“次要Essential负荷”及“生活服务负荷”，并分类给出了负荷示例[1]。同时，IACS规定，对于Essential负荷，在正常工况下，至少应有两台主发电机为所有Essential负荷供电，当其中一台停机时，剩余发电机应能为主要Essential负荷、次要Essential负荷和应急负荷提供电源。如果Essential负荷通过变压器供电，为Essential负荷供电的电力变压器的数量、容量和布置应确保在任何一台变压器不运行的情况下，剩余变压器足以确保提供正常推进运行条件所需设备的安全运行，还应确保安全及最低限度的生活服务负荷 [1]。BV、ABS及DNV等各大船级社对于Essential负荷的定义、分类方法与IACS规范均类似，负荷规定也基本相同。IACS及各船级社规范给出的负荷列表并不完全适用于FPSO，FPSO通常不具有自航功能，油气生产、处理及存储是其主要功能。FPSO Essential工况主要考虑以下两种情况：1）重大故障导致全部主发电机无法在正常模式下运行，如油气田部分或全部停产导致燃气透平发电机无燃料气源。此种工况下应保证油气田的正常关停操作、设备的维保电源以及人员基本生活负荷。2）FPSO建造、安装及调试阶段负荷需求，如船体建造完成后船体及生活楼调试阶段用电需求，以及FPSO拖航至油田连接过程中或油田正式投产前的负荷需求。2 ESSENTIAL负荷供配电设计根据ISCA及各船级社规范对发电机和变压器的冗余要求，以及供电回路及其控制独立性的要求，可选用的主接线方式如图1-图3所示。不设置专用Essential发电机时，可采用图1所示主接线，应急负荷由应急配电盘供电，其他负荷分别由正常配电盘LA及LB母段供电，冗余设置的Essential应分别由两段母线供电，负荷较大时也可设置三个或更多母线段，Essential工况下所有母段均带电，非Essential负荷可利用EMS优先脱扣功能卸载，以保证Essential电源不过载。Essential工况下电源可采用满足要求的主发电机，也可采用应急发电

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