FPSO能源管理系统设计综述

罗晓明 张旭辉 刘连进 杨贵强 张绍谦

（中海油能源发展采油服务公司 天津 300452）

FPSO能源管理系统设计综述

罗晓明 张旭辉 刘连进 杨贵强 张绍谦

（中海油能源发展采油服务公司 天津 300452）

FPSO作为海洋石油开采的核心设施，为自身和周围钻采平台提供能源，消耗的一次能源为原油或天然气，二次能源为电能和热能。FPSO二次能源设计以最大程度满足安全生产需求为主，对一次能源的消耗量考虑较少，这带来了主机和锅炉负载偏低、电能质量不高、能源浪费比较严重等不利因素。本文以FPSO能源利用现状为基础，对FPSO能源管理系统构成及其主要功能进行介绍。

FPSO；能源管理系统；监测系统

引言

作为国家加快培育和发展的7个战略性新兴产业,节能减排已经成为我国调整经济结构、转变经济发展方式的内在要求。同时，发展绿色经济和循环经济，建设资源节约型环境友好型社会，积极应对气候变化，是各领域抢占未来竞争制高点的战略选择。

目前FPSO未对各个环节的能源消耗进行过统计和分析，缺乏能源管理理念，无法实现精细化比较管理和单位产量能耗考核。FPSO能源管理系统对加强FPSO能源管理、提高FPSO能源利用效率、响应国家节能减排号召、提高FPSO精细化能源管理水平、摸清FPSO的节能降耗潜力、打造节能环保型FPSO具有重要意义。本文从FPSO能源管理系统的构成及其功能两个方面对FPSO能源管理系统进行介绍。

1 FPSO能源管理系统构成

1.1 FPSO能源管理系统设计目标

通过对FPSO能源消耗状况进行分析，弄清楚FPSO及其周边钻采平台的能源消耗方式及分布情况，找出存在的能源浪费问题及根源，评估FPSO总体节能降耗潜力和各个主要用能设备的节能降耗潜力，为FPSO能源网的设计、优化、改造提供全面的基础数据和分析数据。

建立FPSO能耗监测系统，实现能源数据自动采集、传输、存储和数据处理分析，掌握FPSO的真实能源现状，实现分生产流程、分子系统等的能源管理，提高FPSO能源利用水平，实现FPSO的节能目标。

通过对FPSO各个系统设备的能源消耗数据进行采集、分析、处理，并建立集中监测的能源管理系统，实现从能源消耗数据的采集——过程监视——能源介质消耗分析——能耗管理等全过程自动化、高效化、科学化管理，使能源管理与能源生产使用全过程有机结合起来，提升FPSO能源管理的整体水平，实现FPSO能源精细化管理。

1.2 FPSO能源管理系统的构成

FPSO能源管理系统设备主要由四部分构成：主站计算机系统软件、数据采集与负荷管理终端、计量仪表（电能、流量、温度、压力等）以及数据传输通道。电表以并联方式连接，并通过485总线分别接入数据采集与负荷管理终端，数据采集与管理终端通过FPSO上的内部局域网与中控室内的服务器通讯。FPSO能源管理系统构成如下表。

表1 FPSO能源管理系统构成表

FPSO能源管理系统构成如图1、图2所示。

图1 FPSO能源管理系统整体布局示意图

图2 FPSO能源管理系统结构图

2 FPSO能源管理系统的功能

FPSO能源管理系统通过建立一套完整的能源数据自动采集、传输、存储和数据处理分析及监测方案，优化FPSO能源使用和分布，实现FPSO的节能目标。建立基于网络的可连续的计量、监测和审计分析平台，为公司精细化能源管理及用能比较管理提供可靠的数据。其主要功能如下。

2.1 建立系统的能源管理体系

建立一套完整的能源数据自动采集、传输、存储和数据处理分析及监测系统，以通过持续不断的能源数据采集、分析、优化的循环过程，持续的优化能源使用和分布，实现FPSO的能源资源投入产出全过程进行全面的审计，建立科学的能源审计体系，实现FPSO的节能目标。

通过对能源数据进行采集、加工、分析、处理及能源管理系统中实行集中监测，实现从能源数据采集→过程监视→能源介质消耗分析→能耗管理等全过程自动化、高效化、科学化管理，使能源管理与能源生产、使用的全过程有机结合起来，提升能源管理的整体水平，同时可向FPSO内部提供能源的系统级优化管理。

2.2 实现分生产流程、分子系统等的能源管理

系统建立系统能耗拓扑图，包括内容如下：

（1）显示FPSO整体及各系统中各能源类型总量、各能源类型在子系统的细分量及所占百分比、各能源类型在子系统的损耗量及所占百分比、各子系统中各能源类型的排序及各能源类型中各子系统中的排序。

（2）显示FPSO整体及主要生产流程中的各能源类型总量、各能源类型在几种主要流程中各能源类型的排序、各能源类型中几种主要生产流程的细分量及所占百分比、各能源类型在几种主要生产流程的损耗量及所占百分比及几种主要生产的排序。

2.3 节能评估和能效评价功能

对FPSO进行节能评估和能效评价，包含主要内容如下：

2.3.1 FPSO节能评估

（1）FPSO用能总量及能源结构是否合理；

（2）FPSO是否符合国家、地方和行业节能设计规范及标准；

（3）有没有采用明令禁止或淘汰的落后工艺、设备；（4）国家规定的其他条件和标准。

2.3.2 FPSO能效评价

（1）建立FPSO日常用能管理制度、考核指标；建立FPSO能源利用率管理工作计划、目标。

（2）根据考核指标拟定生产工艺及设备节能改造计划、方案及技术保障措施。节能改造项目应该做到投入产出合理，投资省、见效快。

（3）合理安排生产用能班次，制定错峰、避峰方案。

（4）在能源供应紧急情况下，制定合理可行的优先脱扣方案，及时卸载次要用能设备，优先保证安全作业和生产。

（5）定期进行FPSO能源消耗分析，使单位产量能耗达到限额要求。

（6）不断改善FPSO生产环境，有效控制环境污染，达到人为用能责任事故为零的目标。

（7）在生产规模、能源价格不变的情况下，总体能源支出下降，使FPSO作业公司综合盈利能力增强。

3 FPSO能源管理系统的意义

FPSO能源管理系统的实施在产生较大经济效益的同时，具有良好的社会效益，主要体现在以下方面。

（1）及时发现和解决“跑、冒、滴、漏”现象，规范企业的用能行为，提高企业能源管理水平。

（2）FPSO精细化能源管理是企业建立完善的能耗监测、统计和考核体系的基础，并准确的对工艺流程单耗进行分析，优化企业生产工艺流程，将各个工序的能耗降到合理经济的水平。

（3）指导重点耗能设备的维护、保养或节能改造，提高重点耗能设备运行的稳定性和可靠性，并在经济合理的能耗区间工作。

（4）FPSO能源管理系统积累的数据可以为新建FPSO能源设计和能源管理规划提供依据，提高FPSO整体能效。

（5）在降低能耗进而提高产量的同时，实现了节能减排的社会效益，降低了能源消耗，减少了CO2排放，为社会奉献更多的碧水蓝天。

结语

FPSO作为能源生产和消耗大户，作为一个先进技术高度集成的设施，其节能降耗潜力应该非常可观，因此对其能源消耗状况进行全面分析，对FPSO节能降耗潜力进行评估，根据评估结果为FPSO节能降耗技术的引入提供依据，是一项有意义工作。本文对于FPSO的节能管理具有一定的借鉴意义。

[1]赵旭东，《工业企业能源管理体系》，中国标准出版社

[2]杨申仲，《能源管理工作手册》，湖南科学技术出版社