R550D自升式钻井平台空调冷藏系统设计

陈观富

摘 要：海工平台作业人员长期生活工作于平台上，同时作业人员和居住区舱室较多，周围又可能存在油气环境，因此对空调冷藏系统有着特殊的要求。本文对R550D自升式钻井平台空调冷藏系统的布置、设备、服务区域等进行了分析和总结。

关键词：R550D；自升式钻井平台； 空调冷藏系统

中图分类号：TE22 文献标识码：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自升式钻井平台（图1）由中船黄埔文冲船舶有限公司承建，是中船集团首次在华南地区建造的钻井平台，工作水深400 ft，是适合于恶劣海况的高端自升式钻井平台。该平台上的诸多设备和系统在国内甚至全球都是首例，在此仅对空调及冷藏设备及系统予以阐述。

2 空调系统分析

2.1 技术规格

该平台由美国著名海工设计公司ZENTECH设计，入级ABS船级社。计划工作海域位于墨西哥、中南美洲及亚太地区，因此夏季设计环境温度高达40.5 °C，室内温度要求低至21.1 °C，共有5层三角形生活楼，可供150人居住、生活和娱乐，这些都对空调系统提出了较高的要求。

2.2 主空调布置

该平台居住、生活和娱乐区的空调供风由8台一体式海水冷却的中央空调提供，除了室内外环境温差大及三角形的生活楼这些特殊状况外，空调机室的面积极小，而且形状不规则（图2），这么小的空调机室面积在我司船舶建造史上几乎是没有遇到过的，在和设计公司及船东沟通加大空调机室面积无果的情况下，我司技术人员和设备供应商多次沟通后，决定采取不同于以往整体考虑空调机和空调箱尺寸的方法，分别从压缩机组、空调箱混合段、制冷段、加热段、加湿段、供风段等诸多分段一个一个来考虑，优化组合，并且从空调机室层高3.35 m的特点着手，缩减一体式空调机的宽度和长度，增加一体式空调机的高度，最终在满足制冷加热加湿等要求的前提下确定了上述8台空调机组的外形尺寸，同时也基本保证了维修空间的需求。

2.3 机械区域空调

除了生活区域的空调之外，机械区域的空调对于船厂设计及施工来说同样是一个很大的挑战，尤其对于配电板间的空调，相比较于普通商船及其它海工船舶，该平台配电板间的电气设备数量多、种类杂，配电板间设备发热量大，导致最终计算的配电板间空调制冷量远大于预估值，甚至ZENTECH设计公司最初给出的柜式空调也无法满足实际需求，最终不得不改为中央空调。同时船东又要求必须有1套配电板间的中央空调作为备用。这样，一个重大的难题又摆在了船厂技术人员面前：如何布置这2套远超预期的中央空调？经过不断优化机械处所其它设备的布置，最后终于找到一个最优化的方案，将这2台中央空调布置于机械处所。

2.4 钻井设备区域空调

该项目空调系统的另外一个难点在于司钻房和仪表房的独立空调系统。作为钻井设备最重要的控制室，仪表房全年室内温度控制在+20 ℃～+27 ℃，司钻房全年室内温度控制在+20 ℃～+25 ℃，司钻房和仪表房全年室内相对湿度控制在50%。司钻房在所有开口关闭时能保证50 Pa正压，并且在开口开时有0.305 m/s的最小出口风速，房间里安装一个低压报警，而且司钻房的空调系统应具有两种运行模式：第一种回风和120 m?/h风量的新风混合后供风（温度需要保证）；第二种100%全新风，带电动关闭风阀（温度不需要保证）。上述两种模式可以自动切换。

2.5 高要求的技术文档资料

众所周知，海工项目尤其是入级ABS船级社的石油平台项目，规范化的文档资料是必不可少的，再加上该项目的船东都是在其它国家有着多年建造经验的海工专家，按照船东及规范要求的技术文档不仅标准化程度极高，而且种类繁多，技术参数的要求也极高，甚至有些是之前所未闻的。为此船厂各部门相关人员协同供应商，通过查规范、找依据、勤沟通等各项措施，最终提供了满足要求的整套文档资料。

3 伙食冷藏系统

3.1 冷却方式

该项目的伙食冷藏系统（图3）具有不同于其它项目的显著特点，在环境温度高达40.5 ℃的情况下，冷凝器的冷却方式为风冷，并且压缩机组放置于室外。

3.2 布置方式

伙食冷藏压缩机组放置于室外，是十分罕见的一种布置方式，除了要求设备及部件的防护等级满足室外的要求外，为了更好的保证常年处于恶劣环境下设备的使用寿命，还需要在设备外面另外加一个不锈钢罩子，同时将该不锈钢罩子作防腐喷涂。在设备到厂后，其外型完全与我们常见的普通伙食冷藏设备外形不同（图4），当看到此设备的外形后，我们对它能在油气区长时间的运行有了充分的信心。

3.3 室外布置存在问题及解决方法

由于外界空气温度随时都在变化，不同于船上的中央冷却水系统提供的水温是恒定的，而为了满足相对固定的冷凝量，那么冷却风量就要根据环境温度的变化随时变化，这就要求风机为变频风机，虽然伙食冷藏系统的控制柜内有变频器，但由于变频器需要散热，故要有和外界空气联通的格栅，这样IP等级就没办法达到室外的要求。为了既满足技术需求，又满足控制柜的布置，最终将控制柜布置在厨房旁边，同时在机组位置加装了压缩机及风机的急停按钮，这样既方便了船上人员的操作又保证了机组的正常运行和维修需求。

4 结论

空调及伙食冷藏系统在普通商船及小型海工项目上是一个传统的设备，但是在R550D及其它一些比较大型的海工项目上就会成为一个比较复杂的系统和设备。经过R550D项目，使我们对于空调伙食冷藏系统有了一个更全面的认识和了解，对今后大型海工产品上大型设备的布置具有重要的借鉴意义，既然我们能把服务于整个平台各个区域的空调系统布置得很完美，那么对于其它设备我们同样能够做的很完美。endprint