QHS 3002-2002 渤海井口平台机械、电气、仪表设计规定

中国海洋石油总公司企业标准Q/HS3002—2002渤海井口平台机械、电气、仪表设计规定Mechanical,ElectricalandInstrumentalDesignSpecificationforBohaiWellheadPlatform报批稿2002-01-××发布2002-06-01实施Q/HS中国海洋石油总公司发布Q/HS3002—2002前言本规定是在中国海洋石油总公司标准化项目组编制的《渤海海域“井口平台标准化设计”设计规定》“第四章机械”，“第五章电气”，“第六章仪表”等三部分的基础上，补充、完善而形成的。本规定尽量避免重复有关技术规格书和国家以及国际标准、规范中的内容，而对上述文件没有规定的参数、系数和习惯做法等予以统一。本规定适用于渤海海域井口平台，在其他海域的应用，应做适当的调整和补充。本规定由中国海洋石油总公司工程专业标准化技术委员会提出。本规定由中国海洋石油总公司归口。本规定起草单位：中国海洋石油总公司中海石油研究中心开发设计院。本规定主要起草人：沈晓陵、张理、刘聪、张朝晖、俞曼丽。本规定主审人：王建丰。Q/HS3002—20021渤海海域井口平台机械、电气、仪表设计规定1范围本标准规定了渤海海域井口平台机械、电气和仪表专业的设计要求。本标准适用于渤海海域井口平台的设计，其他海域井口平台的设计，也可参照使用。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。·GB150－1998钢制压力容器·JB/T4735－1997钢制焊接常压容器·海上固定平台安全规则待国家经济贸易委员会—20003机械系统及设备设计、选型3.1应急电站按照国家经济贸易委员2000年颁布实施的《海上固定平台安全规则》的要求，一般平台应设有独立的应急电源及配套的应急配电系统，以确保主电源供电失效或平台发生火灾时，为平台提供应急电源。3.1.1装机容量的确认根据电气专业提供的井口平台应急电负荷，一般取负荷系数为85%，取整后，确定应急电站装机容量。3.1.2选型根据《海上固定平台安全规则》的要求，应急发电机组应在主电源供电失效的情况下，确保在45s内自动启动和供电，并向应急负荷（如电动消防泵、UPS、应急照明等）连续供电至少18h。该机组应满足海上运行工况，海上环境条件和瞬时并车要求，同时还应有独立的冷却装置和燃油供给系统，因此井口平台的应急发电机组应选用以轻质柴油为燃料、闭式循环风冷却、蓄电池启动的柴油发电机组。井口平台应急电站装机容量在150kW以下，宜选用150kW的柴油发电组，应急电站装机容量在150kW～300kW之间，宜选用300kW的柴油发电机组。3.1.3日用柴油罐的设计150kW的柴油发电机宜设置2m3的日用柴油罐，300kW的柴油发电机宜设置3m3的日用柴油罐。日用柴油罐应根据JB/T4735－1997《钢制焊接常压容器》的要求进行设计。3.2空气压缩机井口平台的生产操作需要为仪表、公用设施和启动设备提供稳定的气源。压缩空气系统通常是独立自足的、橇装的，可连续提供清洁干燥的压缩空气以满足平台上的用气量和压力要求。系统通常包括配有驱动机的压缩机、后冷却器、滤器和干燥器等。3.2.1电机功率的确定根据工艺参数确定压缩机的轴功率，并应考虑10%～15%的功率储备量，选定配套电机功率。Q/HS3002—200223.2.2选型为了向仪表、公用设施和启动设备连续提供清洁干燥的压缩空气，满足平台上用气量和压力要求，渤海海域井口平台宜选用螺杆空气压缩机。根据工艺专业提供的空气耗量和压缩机的排气压力的要求，选定相应的空气压缩机。空气耗量在180m3/h以下，宜选用排气量180m3/h的螺杆式空气压缩机，空气耗量在180m3/h～310m3/h之间，宜选用排气量310m3/h的螺杆式空气压缩机。3.2.3系统成橇为便于系统成橇，应提出空气压缩机出口的空气的露点、温度及气体含油量等要求。3.3吊机根据井口平台需要维修更新的设施重量以及平台的平面布置情况，确定吊机的起吊重量及工作半径。最大起吊重量为5t以下的井口平台，宜选用5t@15m的吊机，最大起吊重量在5t～16t之间的井口平台，宜选用16t@16m的吊机。3.4消防泵井口平台的消防泵主要用于井口区、工艺装置区及生活区的消防。一般选用离心泵作为井口平台的消防泵。3.4.1电机功率的确定根据工艺参数确定消防泵的轴功率，并应考虑10%～15%的功率储备量，选定配套电机功率。3.4.2选型根据工艺专业提供的最大消防用水量和所需的泵出口压力，选定相应流量和泵出口压力的离心泵。一般选用2台流量为170m3/h离心泵就可满足一般井口平台的消防要求。3.5修井机根据渤海海域井口平台修井作业要求，宜选用提升能力为70t～100t的修井机。在生产后期若用修井机进行钻井作业，修井机提升能力应达到100t～150t。3.5.1需由钻采专业提供修井工况组合情况(包括工作风速、风暴状况):a)转盘载荷；b)最大大钩载荷；c)最大立根盒载荷。3.5.2修井机的选择根据所修井的深度、修井作业以及钻井作业的要求并结合分析各修井工况载荷的组合情况，选择确定修井机。3.5.3修井工艺流程的确定a)根据修井作业工艺的基本要求，确定海洋修井主工艺流程。包括泥浆储存/配制系统和泥浆净化系统等；b)配套确定修井机辅助系统工艺流程：包括柴油系统、淡水系统、海水系统、消防水系统、压缩空气系统、修井机排污及排放系统等。3.5.4相应配套机组及其它辅助设备的选型3.6HVAC系统除了电池间采用自然进风、机械排风方式通风外，所有房间都采用机械进风自然排风方式通风。其中，变压器间和电潜泵变压器间宜选用轴流风机，其他房间选用离心风机，电池间选用防爆离心风机。电池间的通风设备应考虑100%备用。主开关间、电潜泵控制间和控制室应配备空调。空调房间宜选用分体空调机。主开关间、电潜泵控制间的制冷量范围6kw～12kw，控制室的制冷量范围12kw～24kw。当通风设备安装在级时，所有被贯穿的墙体（A级）上必须安装防火阀。Q/HS3002—200233.7其它设备的设计、选型井口平台上的其它设备主要有计量分离器、柴油输送泵和柴油罐，开、闭式排放泵和罐，淡水泵和罐、压力水罐、仪表风储罐、工厂风储罐、各种化学药剂泵和罐等。以上设备的规格应根据系统设计中的P&I图来确定，各种容器应按照GB150-1998《钢制压力容器》和JB/T4735-1997《常压容器》的要求进行设计。4电气系统设计及选型4.1电力系统井口平台电力系统的电制选用3相3线50HZ中性点不接地系统或3相3线50HZ中性点接地系统。4.1.1电力系统的电压等级井口平台电力系统分为中压（包括3.3/6.3/10.5kV）配电系统、400V低压（包括正常及应急）配电系统、230V低压（包括正常及应急）照明和电伴热系统，不间断电源系统(UPS)和雾笛导航系统。4.1.2电气设备适用电压等级表1电气设备适用电压等级对照表电气设备电压等级电动机的功率大于150kW3.3kV、6.3kV或10.5kV,3Ph,50Hz电动机的功率从0.5kW150kW400V，3Ph,50Hz电动机的功率小于0.5kW220V，1Ph，50Hz照明系统220V，1Ph，50Hz小功率用电设备220V，1Ph，50Hz电动机的空间加热器220V，1Ph，50Hz电机控制电路110V，1Ph，50Hz中低压配电盘主开关跳闸和闭合线圈电路110V，1Ph，50HzUPS110V和220V，1Ph，50Hz雾笛、导航系统和防火风闸等设备220V、110V或24V直流4.1.3电力系统的保护电力系统应配置可靠而简单的保护,具体如下：a)应急发电机：欠电压、过电压、过流（瞬时）、过载报警、不平衡电流及逆功率保护；b)主变压器：差动、高温、过流（长延时，瞬时）、优先脱扣保护；c)汇流排联络断路器：瞬时过流保护；d)汇流排保护：每段汇流排，不论是高压还是低压都应该安装自动绝缘检测装置（仅对中性点绝缘系统）；e)电伴热系统：漏电保护。4.1.4电力系统的连锁平台的电力系统应设置的连锁如下：:a)海底电缆送电以后，井口平台的进线断路器方可合闸；b)当汇流排通电以后，主变压器高压侧的进线断路器方可合闸；c)主变压器高压侧的断路器断开之后，变压器低压侧的断路器不能闭合；d)主电源和应急电源进线断路器不能同时合闸。4.2电气设备选型4.2.1电气设备防护等级的选用撬块上的所有电气设备外壳的防护等级,应根据其安装场所,满足规范标准的要求。所有安装在房间和舱室内的电气设备外壳的防护等级的最低要求应满足IP2X。这类设备有:低压开关柜/电动机控制中心、UPS盘、应急开关/电动机控制中心、蓄电池充电器、电控箱、小功率和照明分Q/HS3002—20024电箱、主变压器、照明和电伴热变压器、照明分电箱、动力分电箱、室内安装的电动机和室内照明灯具及插座等。而中压开关柜/电动机控制中心的外壳防护等级应为IP3X。所有安装在室外和敞开甲板上的电气设备外壳的防护等级的最低要求应满足IP55或IP56的规定。这类设备有:电控箱、电动机、电动机的端子箱、磁力起动器、按钮盒、接线盒、照明灯具和导航设备等。4.2.2电气设备防爆等级的选用井口平台分为危险区和安全区，而危险区又分为:0类危险区、1类危险区和2类危险区。应避免在任何危险区域或处所安装电气设备。若无法避免,则应根据需要选用适当的防爆电气设备。在0类危险区内只能选用本质安全型的电气设备。在1类危险区可选用通风、充气型、隔爆型和本质安全型。在2类危险区可选用增安型、通风、充气型、隔爆型和本质安全型。4.2.3不间断电源系统(UPS)不间断电源装置在主电源和应急电源发生故障时,应向通信、导航、火气探测系统及仪表控制系统等供电至少0.5h。为保证整个电气系统的安全操作，真空开关（VCB）和空气开关（ACB）的跳闸电源来自UPS。UPS系统应满足海上运行工况及海上环境条件要求，并为并联双冗余系统。4.2.4中压配电盘中压配电盘为室内安装，金属外壳，其防护等级至少为IP3X。主开关可采用真空式或六氟化硫形式，电机的主回路可采用真空接触器加熔断器或熔断器加负荷开关的形式。4.2.5海底动力电缆海底动力电缆应满足系统分析计算后的计算结果(如载流量，电压降，短路电流，截面积等)的要求。4.2.6电力变压器电力变压器应满足海洋环境条件要求，其形式应为干式，温升等级为B级，绝缘等级为F级，室内安装的电力变压器防护等级至少为IP23。4.2.7低压配电盘及马达控制中心低压配电盘应为金属外壳，防护等级至少为IP23。低压配电盘及马达控制中心包括如下内容：a)进线柜：内部设有空气断路器作为电源进线开关。当井口平台恢复送电时,其主进线开关具有自动合闸功能；b)联络柜：内部设有空气断路器作为母线联络开关；c)馈电回路:由模式断路器组成，向各分配电系统馈电。d)马达控制中心：由模式断路器、接触器、热继电器、按钮、指示灯组成，对电动机实行单机的起/停控制。4.2.8照明系统照明分为正常、应急和临时应急三种。正常照明由正常照明配电盘供电，应急照明由应急照明配电盘供给，而应急照明中有一部分自带蓄电池作为临时应急照明，其工作时间不得少于0.5h。4.2.9电伴热系统电伴热系统是用于工艺生产设施和生活设施的各种油管线、水管线以及容器防凝、防冻保护和保温加热。电伴热系统分为正常电伴热系统和应急电伴热系统。电伴热系统应有漏电检测和保护功能，各设备的防护等级和防爆要求应满足所处场所的要求。4.2.10雾笛导航系统平台上应设置导航、航空障碍灯和雾笛装置。雾笛装置包括主雾笛和备用雾笛，主雾笛声响范围至少为2海里,备用雾笛则至少为0.5海里。正常时主雾笛工作，另一雾笛备用。当主电源失电时，导航和航空障碍灯及雾笛装置工作时间至少