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燃气轮机在海洋石油平台上的应用

燃气轮机在海洋石油平台上的应用
燃气轮机在海洋石油平台上的应用

浅谈海洋石油平台变压器差动保护误动原因

浅谈海洋石油平台变压器差动保护误动原因 发表时间:2017-12-11T17:05:21.527Z 来源:《电力设备》2017年第23期作者:张利霞1 任冬2 [导读] 摘要:随着我国海上油气田的开发和利用,海上油气田规模在逐步扩大,海洋石油平台电力系统的供电范围也逐步扩大,对电力系统设计的可靠性要求也越来越高,而变压器是作为电力系统的重要组成部分,它的正常运行及工作是电力系统正常运行的有力保障,起了极大的积极作用。 (1湛江南海西部石油勘察设计有限公司广东湛江 524057; 2中海石油(中国)有限公司湛江分公司广东湛江 524057) 摘要:随着我国海上油气田的开发和利用,海上油气田规模在逐步扩大,海洋石油平台电力系统的供电范围也逐步扩大,对电力系统设计的可靠性要求也越来越高,而变压器是作为电力系统的重要组成部分,它的正常运行及工作是电力系统正常运行的有力保障,起了极大的积极作用。当然,在变压器的各个部件中,差动保护对其作用是非常明显的,变压器的主保护也是由它担任的。差动保护有着使用原理简单,保护范围清晰等优势,但是在差动保护的日常运行中,难免会因为各种原因而出现一些无法避免的差动保护误动现象。基于此,本文针对变压器差动保护误动原因进行了分析与探讨。 关键词:海洋石油平台;变压器;差动保护;误动原因 1变压器差动保护基本原理 1.1基本原理 一般情况下,变压器正常工作或者有区外故障发生时,由基尔霍夫电流定律可知,变压器的电流是不会发生变化的,因此,差动继电器装置是不会发生动作的。但是当变压器的内部发生故障时,变压器内部的电流就会发生故障,差动保护装置接触到的二次电流之和和故障点的电流成正相关,这时,差动继电器保护装置就会发生动作。 1.2主要作用 在海洋石油平台电力系统中变压器的差动保护装置主要对电路上的短路故障进行检测预防,该短路一般发生在双绕组变压器绕组内部和其引出线上,同时也会对变压器中的单相匝中的短路故障进行保护。电流互感器装置会接在变压器的两端,并且按循环电流的接法对二次侧进行相接,也就是说电流互感器的同极性端都向母线一侧涌入,则将同极性端子进行相连,并将电流继电器并联接入两接线之间。继电器中感受到的电流是两侧电流互感器值的差值,这也说明差动回路上进行差动继电器的连接。根据前文可知,理论上来讲,当变压器正常运行或者出现外部故障时,差动回路的电流是零。但是实际情况中,两侧机器存在系统误差,特性并不是完全一样,当正常运行或出现外部故障时,仍然会出现细小的不平衡电流Iumb(Ik=I1-I2=Iumb)经过。虽然该误差是无法避免的,但是应该确保该电流应该尽量的小,继电器的保护装置不会出现误动。当出现内部故障时,差动回路中的I2改变了以前的方向或为零,这个时候继电器中流过的电流为I1和I2之和,这个时候就会使继电器稳定的工作。 1.3保护范围 变压器差动保护的电流互感器中间的电气设备以及连接这些设备的导线构成了差动保护的范围。差动保护的操作较为简单,不需要和相邻元件之间进行配合。

燃气轮机在船舶动力方面的应用

燃气轮机在船用动力方面的应用与发展 邵高鹏 (清华大学汽车系,北京 100084) 摘要:介绍船用燃气轮机的工作原理和特点,对比燃气轮机和内燃机性能的优缺点,总结燃气轮机应用于船用动力的现状和未来的发展方向。 关键词:船用燃气轮机;原理;应用;发展方向; 1.引言 燃气轮机动力装置在50年代开始用于船舶,在此之前,水面舰艇都已蒸汽轮机和内燃机作为其动力装置,大型舰船以蒸汽轮机为其主要的动力装置,蒸汽轮机的优势在于技术相对简单,制造相对容易,但是其同样存在油耗大,占用空间大等等劣势,而柴油机的单机功率有限,必须采用多机并用。并且由于燃气轮机汽固有的一些优点,使得它逐渐向柴油机动力在船舶动力上的统治地位发起了挑战。最初的燃气轮机还只能应用与军用舰艇,但是随着燃气轮机技术的发展,燃气轮机在商船上也逐步得到了推广。 2.船用燃气轮机的工作原理 船用内燃机的循环模式可以分为简单开式循环,其工作过程同内燃机类似,也可以分为吸气、压缩、做功及排气四个工作行程,但是与内燃机又有很大的不同,下图中是一种燃气轮机的结构示意图。 轴流压气机的转子高速回转,在压气机的进口处产生吸力,将新鲜空气吸入压气机,对应着吸气的过程。空气在轴流压气机中增压,压力和温度都有升高,空气继续流动经过扩压器,减速增压进入燃烧室中,此时的空气温度和压力都较高,比容很小,这就实现了空气的压缩过程。在空气进入燃烧室的同时,燃油同时喷入与空气混合形成可燃混合气,点燃后迅速燃烧,温度继续升高,而压力变化不大(由于流动损失的存在);高温高压的燃气,经过涡轮的静叶的导向之后冲击涡轮的动叶叶片,推动叶片使涡轮转子高速转动而产生转矩。涡轮常分为两级,第一级涡轮(高压涡轮)上产生的转矩用于驱动与之联动的压气机,第二级涡轮(动力涡轮)上产生的转矩经过传动轴和减速箱输出,这就是燃气轮机的燃烧和做工过

浅谈海洋石油钻井平台安全生产管理(标准版)

( 安全论文 ) 单位:_________________________ 姓名:_________________________ 日期:_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 浅谈海洋石油钻井平台安全生 产管理(标准版) Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times.

浅谈海洋石油钻井平台安全生产管理(标 准版) 和平年代,人们最关注的问题是什么?应该是安全问题。安全需要是人类生存和发展中仅次于生理需要的基本需要,在中国现阶段,生理需要基本得到满足的条件下,人们更加关注安全问题应该是顺理成章的。而安全问题在生产领域尤为突出,在此,笔者结合自身多年的工作经验,蜻蜓点水般谈谈海洋石油平台的安全生产管理。 海洋石油钻井平台用于海洋石油的勘探与开发,是一条特殊用途的船舶,因此除了要配备作为船舶的几乎所有系统(如动力系统、锚泊系统、起浮压载系统、通信系统、消防系统等)与设施(如救生设施、生活污水处理设施、油污水处理装置设施、垃圾处理设备设施等)外,还要配置满足其特殊功能专业系统装备,如钻井要用到

钻井绞车、顶驱、泥浆泵;处理泥浆需要配浆设备(配浆漏斗、配浆泵、搅拌器)、三除设备(振动筛、除砂器、除泥器、除气器);物体吊运需要用到各种起重设备如吊机、行车、铲车、气动和手拉葫芦;井控需要防喷器、导流器;监控检测需要硫化氢检测设施、摄像检测设备、泥浆池液面检测设备;对于半潜式或浮式平台还需要升沉补偿器、张紧器等设备系统。整个钻井作业过程还要涉及到录井、测井、下套管、固井等花样繁多的作业,这其中使用或设计到的设备设施更是五花八门。以上所列举的设备中有起重设备、锅炉、压力容器、压力管道等国家法律规定的特种设备;对于有的设备的使用和操作还需要起重工、电工、电焊工等特殊工种;在设备上或作业过程中还要用到危险化学品,如电气焊用到的氧气乙炔、防喷器控制系统和泥浆泵中要用到氮气以及试油时点火用到的液化石油气等压缩气体和液化气体属于危险化学品中的第二类,处理井底事故时爆炸松扣或爆炸切割工艺要用到的爆炸品属于危险化学品中的第一类,配置泥浆中用到的烧碱和蓄电池中用到的酸或碱液属于危险化学品中的第八类腐蚀品。其它几类危险化学品在平台上也

微型燃气轮机的应用和发展前景

微型燃气轮机的应用和发展前景 摘要 微型燃气轮机是一类新型热机,近年来随着全球范围内的能源与动力需求,特别是电力系统的放松控制以及环境保护等要求的变化,得到了高度关注和迅速发展。先进的微型燃气轮机具有清洁、可靠、高质量、多用途等特点,为小型分布式发电和热电联供提供了最佳方式。另外高效的微型燃气轮发电机组可用于航空、航天等领域,还可用于军用车辆、辅助动力装置、车用混合动力装置等。本文通过介绍国外微型燃气轮机的发展过程及应用情况,综述了先进微型燃气轮机的技术进展,探讨了微型燃气轮机在我国的应用前景。 关键词:微型燃气轮机分布式发电热电联供径流式叶轮机械混合动力汽车

Micro gas turbine applications and development prospects Abstract Micro gas turbine is a new type of heat engine, in recent years, with the global energy and power demand, especially the power system deregulation and environmental protection requirements change, and highly. Advanced micro gas turbine has a clean, reliable, high quality, multiple use and other characteristics, for small distributed power generation and cogeneration to provide the best way. In addition to efficient micro turbine generator can be used for aviation, aerospace and other fields, can also be used for military vehicle, auxiliary power unit, vehicle with hybrid power device. This paper introduces the development process of micro gas turbine and its application, summarizes the advanced micro gas turbine technology, discusses the micro gas turbine and its future application in china. Key W ords:Micro gas turbine Distributed power generation Cogeneration Radial flow impeller machinery Hybrid electric vehicle

浅谈海上平台的供配电技术应用

148 1?当前海洋平台电力分配系统 海上平台的正常运转离不开电力,做好海上平台供配电技术的应用有助于推动海上平台的健康发展。当前馈线式配电网和环形配电网是海上平台电力分配系统的2种方式。 1.1?馈线式配电网 馈线式配电网络在现阶段海上平台电力系统中得到了广泛的应用。馈线式配电网络由主配电板为各个用电装置或者分配电板提供电能,因此主配电板对整个电力分配系统起到了主要的控制作用。这种系统的显著优点就是馈电线路之间具有一定的独立性,即发生故障时,除故障线路以外的其他馈电线路仍正常运行。但缺点也是不容忽视的,一旦故障的发生位置距离母线较近时,故障点之后的用电负载将会失电。 1.2?环形配电网 环形配电网络是一个通过多个开关将所有的母线串联起来,从而形成环形闭合的电力分配系统。这种系统的优点是网络中的所有用电负载都具有双重保障,一条线路发生故障并不会影响该负载的正常用电,从而在一定程度上保障了供电能力的连续性和稳定可靠性。 2?智能变电站系统主要功能 在海上平台应用智能变配电技术能够提高运行效率,提高供配电系统的稳定性,为海上平台生产保驾护航。 2.1?基本功能 ①通信功能。通信功能就是通过一定的技术手段实现数据的及时有效传递。这是智能变电站系统最基础的功能。进行数据传递的过程是,开关柜、传感器等设备上产生的信息,通过连接在上面的硬接线进行数据采集,再通过各间隔智能电子设备传输到通信管理机上。这一步的所有传输都必须遵循IEC61850协议,以保障数据的一致性。最后通信管理机利用独立的l00M实时工业以太网将所需的信息进行实时传输。 ②对时功能。只有所有的设备都在同一个精确的时间系统内,才能保障系统的统一性,得以正常运行,并为后续工作提供良好基础。因此精确的对时功能是衡量变电站自动化水平的重要指标。针对不同的设备采用不同的对时模式,监控主机是SNTP网络对时,精度<50ms;其他各类智能设备是IRIG-B码时钟同步对时,精度<1ms。 ③五防功能。在线式防误操作。 ④故障管理。对系统中所有设备产生故障的所有信息进行统一管理,包括相关设备的保护状态,并进一步进行数据分析。 ⑤设备状态在线监测功能。该功能主要是利用传感器将相关设备的运行状态和智能设备的实时计算数据进行采集,从而进行实时监测。 ⑥WEB发布功能。将传感器采集到的信息进一步利用专用WEB发布计算机和专用网口传输到油田生产管理系统中,通过网页进行显示。 2.2?关键技术 为了保障海上平台供配电的连续性和可靠稳定性,在线式防误操作和设备状态在线监测2项关键技术起着至关重要的作用。首先,在线式防误操作技术:也称作在线式五防,这项技术完全替代了传统的五防钥匙和锁具,有效的避免了“误分误合”和“误入带电间隔”等故障的出现。其功能的实现主要是利用智能电子设备中的主机对增设的5个独立的防结点节点进行集中控制,并进入设备控制回路。从而实现全面、实时的五逻辑闭锁和操作命令锁定和电气操作票打开。第二,设备状态在线监测技术:该项技术主要是利用传感器、智能电子设备、监控通信网以及状态监测主机等对系统中设备的运行状态进行实时在线监测。此技术的功能是对供配电系统中的设备的运行状态进行实时监测及评估,一旦出现故障问题等特殊情况能够及时报警,以便及时维修。 3?新型环形配电系统的关键技术 直流配电保护技术是保障新型环形配电系统安全可靠性的关键技术,按其工作原理的不同,可以分为非直流断电器保护技术和直流断电器保护技术2种。第一,非直流断电器保护技术处理故障使用的主要是交流断电器和直流侧隔离开关。通过这2种设备的相互协作,首先利用直流电流突变和直流功率突变2种方法进行故障检测,一旦发现故障发生,利用握手法找到故障的发生位置,并进一步做隔离处理。但此技术也存在明显的缺点,首先非故障母线会出现短暂的失电现象,而且稳定性和速动性都不够高。直流断电器保护技术将保护区域划分为4块:交流电源、直流线路、交流负载和直流负载,如图1所示。此技术主要实现的功能有二,其一是实现过电流保护、欠压保护,这是通过对交流侧、直流侧的电流电压实时监测实现的;其 浅谈海上平台的供配电技术应用 刘冠荣 中海石油(中国)有限公司天津分公司 天津 300452 摘要:电能是海上油气平台得以正常运转的必须能源。但是由于海上平台远离大陆,导致其电力系统的独立性。这种电力系统的显著优点就是供电方式结构简单,但缺点也是不容忽视的,需要较大的资金投入,且可靠性不高。评价海上平台电力系统性能的关键指标就是其输出连续、稳定、可靠、高质量电能的能力。连续供电能力尤其是当电力系统中出现故障灯特殊情况下,最需要得到保障,从而确保不影响海上平台的正常运转。由此可见,保障海上平台电力系统的稳定可靠具有重要的意义。 关键词:海上平台?供配电?电力系统

海洋石油平台微电网的建模分析

Journal of Electrical Engineering 电气工程, 2016, 4(4), 187-194 Published Online December 2016 in Hans. https://www.doczj.com/doc/3d16282993.html,/journal/jee https://www.doczj.com/doc/3d16282993.html,/10.12677/jee.2016.44024 文章引用: 龚华麟, 张金泉, 杨志强, 张欢. 海洋石油平台微电网的建模分析[J]. 电气工程, 2016, 4(4): 187-194. Modeling Analysis of Micro Grid of Offshore Oil Platform Hualin Gong 1, Jinquan Zhang 2, Zhiqiang Yang 2, Huan Zhang 2 1State Grid Chengdu Electric Power Supply Company, Chengdu Sichuan 2 School of Electrical and Information, Southwest Petroleum University, Chengdu Sichuan Received: Nov. 18th , 2016; accepted: Dec. 2nd , 2016; published: Dec. 8th , 2016 Copyright ? 2016 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.doczj.com/doc/3d16282993.html,/licenses/by/4.0/ Abstract Offshore oil platform micro grid is a very important part of offshore oil platform, and its stability plays an important role in the safety of offshore oil platform. Therefore, establishing mathematical model of offshore oil platform of the micro grid and studying its stability helps monitor and access the safety state of offshore oil platform of the micro grid, and this provides early warning strategy and suggestions for the electrical engineers and management personnel operating platform and does good for improving the safe operation level of the offshore platform. These actions are of much theoretical value and realistic meaning. This paper first introduces the characteristics of offshore oil platform of the micro grid, then analyzes the main components of gas turbine, sets up the model by PSCAD, and establishes the model according to the circuit structure of the micro grid diagram. It carries out a series of simulation in different operating conditions and different motor load proportion by assuming the motor as the main load first and gets relevant conclusions. Keywords Offshore Oil Platform, Micro Grid, PSCAD, Modeling Analysis 海洋石油平台微电网的建模分析 龚华麟1,张金泉2,杨志强2,张 欢2 1成都供电公司,四川 成都 2 西南石油大学电气信息学院,四川 成都 Open Access

关于海上平台电力系统研究

关于海上平台电力系统研究 发表时间:2019-07-18T09:37:45.573Z 来源:《科技尚品》2019年第1期作者:王玮鸿[导读] 文章介绍海上平台电力系统的发展历程,分析海上平台电力系统的结构以及与陆上电力系统的不同特点,并对目前海上平台电力系统应用和研究中的问题以及相应的解决思路和方法进行研究,以供参考。渤海石油管理局渤南作业公司渤中34-1油田1引言近年来随着我国经济的快速发展以及对石油资源的需求量不断增加,我国加大了对海洋资源的开发力度,其中对于海洋石油和天然气的开发和利用过对于缓解能源危机以及促进我国可持续发展战略的实施也具有重要作用。在目前的海洋石油资源开发过程中,海上平台电 力系统是海上油气平台的主要动力来源,文章就针对海上平台电力系统进行发展、结构、特点以及存在问题的介绍与分析,对其未来的发展前景进行展望。2海上平台电力系统的发展海上平台电力系统大致经历了以下发展阶段:首先就是上世纪60年代至90年代左右,在此阶段中主要的进展就是将船舶电力技术在海洋工程电力系统中进行应用,并且已经开始给海上固定或半固定工程平台来进行供电。其次就是上世纪90年代到本世纪初,此阶段的发展就是基于海上平台电力系统的本征原理来对电气设备结构和系统设计以及运行控制进行研究。此电力系统体系也逐渐完善并且变为海上油气平台群联合供电、特大型深海工程船舶的智能化供电以及远岸海岛供电的复杂大环网。最后一个阶段就是从本世纪初至今,此阶段就是基于其基本原理来引入大量的信息化技术以及清洁能源的实验等。经历上述三个阶段的发展之后,海上平台电力系统已经成为海上大联网,并且具有综合电力推进动能、新型风能、潮汐能发电、智能化操作等特点。3海上平台电力系统的结构和特点3.1结构海上平台电力系统主要有电源、配电装置、配电电网、负载等四个部分组成,其构建初期主要是作为辅助用电以及生活用电,而投产之后就可以为钻修井模块、采油、采气、油气处理、生活用电等供电。其系统结构如图3.1所示。图3.1 海上平台电力系统结构图3.2特点与陆地油田配电系统相比,其具有以下特点:首先就是具有较小的系统容量。通常是由多台同类型的发电机并联运行,单机容量和多机容量之和都比较小,但是在某些大容量的负载启动时可能会造成电网电压和频率发生较大的变化而影响电力系统的稳定性。其次就是具有较短的电网输电线路。这主要是由于此系统中的飞的那几端电压、电网电压以及负荷电压同属一个电压等级,因此输配电装置比较简单。而且电气设备设置比较集中,所用配电线路比较短且稳定,对发电机和电网的保护也比较简单。但是应用角度偶读变频控制装置,会存在较为严重的电网谐波污染问题。最后就是电气设备的工作环境比较恶劣。其工作环境不仅温度比较高而加速绝缘老化速度,湿度也较高容易导致绝缘受潮、发胀、分层和变形,加速金属部件腐蚀以及镀层剥落,此外,环境中的盐雾、霉菌和油雾等都会降低电气设备的绝缘性能和工作性能,甚至会由于平台和船舶的冲击和振动而造成设备损坏等故障,以及由于存在各种易燃易爆的气体还存在较大的危险性。 4面临的主要问题与未来展望4.1电源控制此系统主要以燃气轮机为主要电源形式,在运行中会进行一定量温室气体以及有害物质的排放,其运营成本也比较高。因此目前针对电源控制问题各国都在寻找清洁能源引入的方法。目前比较成熟的就是大规模引入风电技术,实现燃料的节约以及系统运行成本的降低。此外还有光伏以及海洋潮流等清洁能源形式的应用。但是在这些清洁能源应用中也存在随机性、波动性以及不可控性等特点,可能会对平台电力系统的电网频率和电压稳定性造成不利影响。针对此问题相关技术人员和专家做了较多的研究,提出了用电压源变换器-高压直流传输技术(VSC-HVDC)控制策略,以及采用CMS(condition monitoring systems)专门针对海上风电机组的状态监控以及基于可靠性的运行维护等方面进行研究,实现了风电场接入之后电网运行可靠性的显著提高。 4.2电力组网目前在海洋工程规模不断扩大的形势下,传统的一台一站模式已经无法满足生产需求,这就需要针对海上平台电力系统的特殊特点对其进行统一规划和电站资源的整合,形成海上油气田群电力组网。但是在此油气田群电网系统投入运行之后也发现许多励磁涌流、发电机自激励以及海缆充电功率过大等问题,目前针对此问题也提出采用能源管理系统来解决的方案,也就是EMS(energy management system),方案来实现投资的减少以及可靠性的提高。 4.3电能质量目前海上平台电力系统中的电能质量问题主要就是谐波和过电压的问题,前者主要产生于系统中的大容量变压器、电潜泵变频器以及UPS还有钻井设备等。针对此问题,部分学者进行变频调速系统谐波模型的建立来对负载静态特性和动态特性进行分析,并通过MATLAB 对内河船舶电力推进系统谐波分析进行数字仿真,通过新型推进变压器结构设施谐波抑制的新型感应滤波技术来对谐波进行有效抑制。后者就是在目前海上石油平台规模不断扩大以及海底电缆长度不断延长的情况下逐渐出现的问题。主要表现为工频过电压以及参数谐振过电压等现象。这就需要基于PSCAD/EMTDC仿真模型的建立和计算,采用:双机带空载海缆黑启动、防止新介入的海缆长度超过临界长度以及并联器黑启动等方法来对过电压问题进行抑制。 4.4未来展望随着我国对石油资源依赖率的不断增加,目前研究人员的工作重点就是确保海上电力系统的正常动力供给,还要兼顾环保以及经济利益。在提高系统安全、稳定以及高效的同时,明确可靠性指标,加强对海上平台电力系统可靠性的研究。此外还要结合目前海上平台电力系统构成的多微网系统的特殊物理结构和工作特性,实现具有交互、合作、协商等智能特征的海洋平台电力系统的多微网协调控制。5结语

浅谈海洋石油平台电气设备防爆措施

浅谈海洋石油平台电气设备防爆措施 发表时间:2019-01-16T11:24:27.200Z 来源:《电力设备》2018年第26期作者:薛成平 [导读] 摘要:近年来,随着我国海洋石油事业的发展,各种海洋设备数量逐渐上升。 (中国石油集团海洋工程有限公司天津分公司天津塘沽 300451) 摘要:近年来,随着我国海洋石油事业的发展,各种海洋设备数量逐渐上升。这其中尤其是以电气设备为主,并且是确保海洋作业安全的关键点之一。随着全社会对安全意识的提高,人们对机械电气设备的安全因素的考虑也逐步加强,海洋石油平台是一个特殊的作业环境,活动范围相对封闭,作业过程中人和设备会触及到易燃易爆性气体,故石油平台电气设备的防爆性能和防爆措施就显得格外重要。 关键词:海洋平台;电气设备;防爆措施 一、电气设备防爆区域的划分 1、爆炸是物质由一种状态迅速转变成另一种状态,并在瞬间放出大量能量,同时产生具有声响的现象,是一种极为迅速的物理或化学的能量释放过程。爆炸必须具备的三个条件:(1)爆炸性物质,(2)空气和氧气,(3)点燃源。 2、爆炸区域的划分: 1)爆炸性气体环境:0区:爆炸性气体环境连续出现或长时间存在的场所。1区:在正常运行时,可能出现爆炸性气体环境的场所。2区:在正常运行时,不可能出现爆炸性气体环境,如果出现也是偶尔发生并且仅是短时间存在的场所。 2)可燃性粉尘环境:20区:在正常运行过程中可燃性粉尘连续出现或经常出现,其数量足以形成可燃性粉尘与空气混合物和/或可能形成无法控制和极厚的粉尘层的场所及容器内部。21区:在正常运行过程中,可能出现粉尘数量足以形成可燃性粉尘与空气混合物但未划入20区的场所。 二、海洋平台电气设备的使用 海洋平台电气设备的应用结合外部环境因素及应用条件进行综合考虑分析。海洋平台电气防爆设备不完全都是防海浪、风雨设备。其结构和外壳还要充分适应周围的环境。相关规定曾指出,不同电气设备的外壳防护都有明确的规定。而防爆设备的使用条件包括:船舶电源、电压及频率的波动。船舶电网的波动幅度较大也比较频繁,按照相关规定,交流电压的电网电压波动要达到+6%-10%。 三、海洋平台防爆电气设备的分类 海洋电气防爆设备一般有以下几种类型: 1、增安型:此型号的电气设备在结构和类型上都有很大安全保障,在运行过程中不会出现电弧、火花等带有爆炸型危险因素的存在,降低了爆炸的可能性。 2、本质安全型:在海洋平台电气设备运行过程中利用限制电流和电压等方法,即使在发生故障都不会出电火花和热效应,因为点燃爆炸性气体没有达到爆炸的规定范围。 3、隔爆型:此类电气设备实现隔爆是通过对止内部零部件点燃外部爆炸性气体的外壳进行阻止。隔爆外壳的机械强度十分强,爆炸时所造成的冲击和压力都可以承受,外壳的各个结合面的配合间隙都很小,间隙内部的火焰向外壳外部传递能够得到阻止。 4、正压通风型:外壳内部之所以接受不到外部易燃、易爆气体的冲击,则是因为正压通风型设备通过采取措使外壳内部在接受大气时产生了一定的正压,以此来达到防爆的目的。 5、防爆冲砂型:防爆充砂型电气设备与防爆充油型防爆电气设备相似,前者是将所有的带电零部件都放置于细颗粒装的填充物,使不会产生电弧或电火花点燃外部爆炸性气体。 6、防爆充油型:电弧的零部件可以通过此电气设备都沉浸在油中,之后通过其他技术手段来保护不产生电弧的所有带电零部件,以此来阻止点燃油面上可能存在的爆炸性气体。 四、海洋平台防爆电气设备常见的安全隐患 1、选型错误 防爆电气设备应该根据不同的危险等级和类别来进行选型,一般在对平台的检查的过程中发现错误较多的地方则是在系统中部分电气设备选型方面。如在爆炸性气体环境采用粉尘环境用设备,Ⅱ类环境采用I类设备,上述都是典型的选型错误。所安装环境如果不能配备正确的设备,有效防爆的目的则不能完成。 2、防爆电气产品本身存在安全隐患 比如防爆电气设备外壳出现破损现状,防爆电气产品铭牌缺失或者模糊不清,防爆增安复合型产品的隔爆腔和接线腔的隔离密封填料不符合要求。 3、设备使用不当造成的安全隐患 在对用于爆炸危险性环境中非防爆电气设备检查过程中,常常发现危险区域现场施工人员使用的手工具、温湿度传感器、仪表、电动工具等都是非防爆电气设备。而在危险区域使用上述物品会导致直接构成安全生产隐患,严重造成人员财产双亡。 4、使用防爆电气设备未经批准 海洋平台电气设备中的防爆设备往往的使用的过程中工作人员未能按照相关标准来操作,有些甚至对设备擅自更改。如将光源换成更大功率的,设备的温度组别就会受到影响,如果最高温度组别高于周围环境,此光源很可能会成为引爆周围环境因素,成为爆炸点,造成爆炸事故,后果不堪设想。 5、防爆电气设备隔爆间隙超差 考量隔爆型电气设备的重要参数之一则是隔爆型电气设备的隔爆间隙,也是保证设备不传爆的重要因素之一。隔爆型电气设备在海洋平台上由于采购验收程序不够规范,存在大量漏洞,尤其在后期使用过程中环境的间接影响,使隔爆间隙超差成为海洋电气设备防爆中最常见的问题之一。 6、防爆型电气社设备隔爆面严重锈蚀 海洋平台电气防爆设备中最常用的就是防爆型电气设备,而影响设备隔爆型能的关键因素在于隔爆面的粗糙度和清洁度。设备在很大程度上会因为严重腐蚀的隔爆面而失去防爆性能,海洋平台上隔爆面腐蚀缺乏正常维护,长此以往也成为设备出现的问题之一。

国内外燃气轮机发电技术的进展与前景

国内外燃气轮机发电技术的进展与前景 1前言 随着社会生产力水平的不断提高和经济的迅速增长,对于能源的需求也在快速增长。目前,世界火电站汽轮机长期占统治地位的局面已开始动摇,“大型电站以联合机组为主,中、小型机组以热电并供居多”已是许多工业发达国家电站发展的主要格局。燃气轮机具有极强的适配性,能够作为多种发电模式,以成为当今世界发电的主要形式之一,由于该装置,特别是联合循环发电装置具有效率高、机动性好,不仅可以作为电网的调峰机组,且更多地用于电网的基本负荷发电,又能满足日益严格的环保要求,其地位将得到巩固和加强。 我国自改革开放以来,随着电力工业的迅猛发展和电网峰谷差的日趋增大,燃气轮机发电得到重视和发展。近几年已相继兴建了一批具有80年代国际先进水平的机组,在缓解电力紧缺的同时,有效地发挥了其增强电网调峰能力的作用。跨入21世纪,随着科技发展、能源政策的调整,如何高效、洁净利用化石能源已成为电力领 域的突出问题。燃气—蒸汽联合循环发电越来越受到国家有关方面的重视,必将得到进一步的快速发展。 2 国际燃气轮机发电技术

燃气轮机是从20世纪50年代开始逐渐登上发电工业舞台的,由于当时机组的单机容量小、热效率低而在电力系统中只能作为紧急备用电源和调峰机组。60年代加深了对电网中必须配备一定数量的燃气轮发电机组的认识,从安全和调峰的目的出发,燃气轮发电机组在电网中的比例达到8%~12%。从80年代以后由于燃气轮机的功率和热效率均得到很大程度的提高,特别是燃气—蒸汽联合循环机型成熟,再加上世界范围内天然气资源进一步开发,燃气轮机及其联合循环在世界电力系统中的地位发生了明显变化,它们不仅仅可以用作紧急备用电源和调峰负荷机组,还能带基本负荷和中间负荷。美国在1990~2000年期间新增长的发电容量为1.13亿kW,其中燃气轮机电站和蒸汽轮机电站的容量分别为44%,第一次出现了朗肯循环和布莱顿循环平分秋色的局面,在德国前者则占2/3左右,由此可见在世界范围内燃气轮机及其联合循环已成为火电发展的主要方向。 近几年来,世界燃气轮机工业取得相当的成就和飞速的发展,几家著名的公司GE、ABB、Siemens、西屋等均与航空发动机设计、研究、制造厂彼此联营,保证及时地把航空发动机领域内的先进技术用来武装重型燃气轮机,以确保技术的先进性。如压气机已采用“可控扩压”的概念进行设计,把单轴压气机的压缩比提高到了24~30的水平,透平叶片采用了航空机组的先进冷却结构和定向结晶制造工艺,使透平前的燃气温度提高到了1300℃的水平,由此明显地提高了机组的输出功率和热效率。如GE公司的9FA、Siemens的V94.3A等典型机组的燃机单循环功率为266MW,燃气初温为1270~1300℃,压缩比为16,

燃气轮机及其在石油化工领域的应用(一)

燃气轮机及其在石油化工领域的应用(一) 关键词:燃气轮机,石油化工,应用摘要:简单介绍了燃气轮机的发展史、燃气轮机的分类、工作原理、主要结构材料、影响燃气轮机效率的因素及其在石油化工领域的应用等。 一、引言 燃气轮机是以连续流动的燃气作为工质带动叶轮高速旋转,将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械。它是以燃气而不是以水蒸气作为工质,因此可省去锅炉、冷凝器、给水处理等大型设备。不仅如此,燃气轮机与以煤为燃料的蒸汽轮机相比,它具有重量轻、体积小、装置效率高、污染少、开停灵活等优点。 作为燃气轮机的重要部件—--透平,其雏形在古代就已出现。公元前150年,古埃及亚历山大城的希罗(HERO)描述的希罗球;我国南宋高年间记载的走马灯和1510年意大利人达﹒芬奇(LEONARDODAVINCI)提出的烟气装置,其工作原理基本相同,是现代涡轮机(透平)的雏形。 之后,燃气轮机的发展经历了漫长的试验过程。直至1906年,法国人阿尔芒研制成世界历史上第一台能输出功的燃气轮机,这台燃气轮机的压比只有4,效率只有3,因而没有推广使用。1920年,德国人霍尔茨﹒瓦特制成第一台实用的燃气轮机,其效率为13,功率为370KW,但因按等容加热循环工作,存在重大缺陷而放弃。 随着空气动力学的发展,人们逐渐掌握了压气机叶片中气体扩压流动的特点,解决了压气机的高效率问题。与此同时,透平的效率也有了相应提高。在高温材料方面,出现了能承受高温的铬镍合金等耐热钢,因而可以采用较高的燃气初温,等压加热循环的燃气轮机终于得到了成功应用,从此燃气轮机进入了实用阶段,并开始迅速发展。 随着科学的不断进步,计算机等辅助设计的出现,耐更高温度的高温材料的发现和透平叶片冷却效果的提高,使燃气初温逐步提高,燃气轮机的效率也不断提高,燃气轮机开始在国民经济各行业中获得了广泛的应用。在荷兰等欧美发达国家,为了合理利用燃料资源,已有50的化工部门安装了燃气轮机。在我国燃气轮机的发展和应用起步较晚,目前在石油化工装置的应用更是凤毛麟角。但随着国内能源市场的发展和变化,国家对环境的日益重视,以及燃气轮机技术的进一步改进,燃气轮机的市场前景十分广阔。在油田、炼厂、化工厂、海上平台、油气田的注水注气、天然气的压缩和储存以及西气东输管线上的增压站等都可用燃气轮机作为压缩机及泵的动力。 二、燃气轮机简述 燃气轮机从负荷情况上划分可分为重型和轻型两类。一般工业上用于拖动发电机组发电,或用于机械驱动的燃气轮机都是重型燃气轮机;而用于飞机发动机的燃气轮机为轻型燃气轮机。从结构上划分,燃气轮机可分为单轴、双轴和多轴燃气轮机。单轴燃气轮机因其压气机、透平与负载共轴,负载的转速变化规律直接影响压气机转速,使吸入压气机的空气量发生变化,甚至使压气机喘振而发生事故。为了使负载变化规律对压气机转速的影响降低到最小程度,即负载变化规律不直接影响压气机的转速,负载转速的变化规律只能通过内部气体工质的工作过程来间接影响压气机的工况,人们设法使压气机与负载不共轴,因而产生了双轴和多轴燃气轮机。由上可见,在实际选型时,选用单轴、双轴还是多轴燃气轮机,取决于系统中负载的变化情况,当系统负载变化不大时,一般选用单轴燃气轮机,如大型火力发电厂用于拖动发电机的燃气轮机;当系统负荷变化较大时,可视其具体情况选用双轴或多轴燃气轮机,如石油化工工业上用于机械驱动的燃气轮机。 燃气轮机的工作原理 燃气轮机主要由压气机、燃烧室和透平三部分组成。

舰船电力系统的发展现状及发展趋势

` 舰船电力系统的发展现状及发展趋势

摘要 随着国家海洋战略的逐步展开,舰船的大型化,全电力推进发展的同时,舰船电力系统的地位也从辅助系统变成主动力系统。对电力系统的稳定新,可靠性,智能化等提出了更高的要求。为了适应这种发展趋势,一些新技术新思路随之出现。本文详细论述了智能电网在舰船电力系统中应用发展,云计算的舰船电力资源调度系统等领先技术。 关键字:智能电网云计算

0引言 进入21世纪以来,智能化和数据处理技术的优越性引起了各行业的广泛关注,随着国家海洋战略的不断推进,计算机技术被不断的运用到舰船系统的各个方面,尤其在舰船电力系统的在作用越来越重要的情况下,计算机技术对提高舰船电力系统优越性发挥了巨大的作用。 1智能电网在舰船电力系统中应用发展 1.1舰船电力系统智能电网 智能电网的概念涵盖了电网的发,输、变、配、用电等各个环节,智能电网正在给全球电力行业带来新的机遇与挑战,是2l 世纪重大科技创新和变革趋势,国外研究学者纷纷开始关注智能电网的研究和建设,以实现传统电网的升级换代及电网运行控制新思路的改革。随着舰船电力系统规模日益扩大和综合电力系统概念的提出,电力系统配置、网络结构、运行模式和控制策略等方面较传统舰船电力系统都发生了较大的改变,对供电质量、可靠性和生命力提出了更高的指标。从舰船总体角度来说,舰船智能电网是舰船综合电力系统的一个重要组成部分,舰船综合电力系统还包括舰船动力推进、高能武器发射等部分。随着技术的发展,未来舰船综合电力系统在大中型舰艇上将获得绝对的优势地位,带来舰船性能的全面提高。全电力化舰船采用综合电力系统结构形式,更加可靠、高效和灵活,并有较强的战斗力和生命力。可见,舰船电网智能化是实现舰船综合电力系统的需要和发展趋势。 1.2舰船智能电网特征 舰船智能电网的发展目标是利用现代信息技术,通信技术、计算机技术、测量技术、自动化技术等先进技术,抵御各种事故损害,提高舰船电力系统在发电侧、输变配电侧、用电侧的能源转换和传输效率,确保电网运行更安全、更可靠、更灵活、更经济,电网与负载之间能进行实施的交互信息。基于舰船电力系统的独有的特点、发展需求和目标,舰船智能电网特征主要表现为以下几个方面: 1)自愈性。自愈是电网智能化的重要标志。实时掌握电网运行状态,预测电网运行趋势,故障发生时,在没有人工干预下,能够快速隔离故障、自我恢复,避免断电事故的发生。

索拉燃气轮机

燃气轮机发电案例介绍-天然气应用 1 案例背景 燃气轮机热电(冷)联产系统可同时提供电能和热(冷)能,相比传统能源解决方式,系统效率高,简单可靠,应用灵活,节能环保,且受国家政策鼓励,可广泛应用于各种场合,为用户降低能耗并改善当地环境,以下是以天然气为燃料,应用于工业用户的典型案例介绍。 1.1 现场条件(以上海为例) 海拔高度5m 设计大气温度14℃ 设计大气压力101.3Kpa 设计大气相对湿度60% 1.2 燃料 以天然气为燃料 燃气热值:8400 KCal/Nm3 燃气压力:0.3Mpa(假设) 1.3 热电负荷及运行时数 最大蒸汽流量:29t/hr 蒸汽压力: 1.0 Mpa 蒸汽温度:185℃ 年供热时间:7000小时 年运行小时数:7000小时 2 方案 燃气轮机热电联产系统一般根据以热定电的原则进行设计和设备选择,该项目选用1台索拉公司大力神130(TITAN 130)燃气轮机,配1台余热锅炉,两台燃气压缩机(1用1备),整个系统可布置在简易厂房内,总占地面积约3200平方米。 2.1 燃气轮机 每台大力神130机组在项目现场主要参数如下: 铭牌功率:15000KW 发电机出力:14556 KW 燃烧空气进口温度:14℃ 燃机工况点:满负荷运行 燃料流量:4339Nm3/hr 涡轮排气温度:500 ℃ 尾气流量:177882 Kg/hr

2.2 余热锅炉 每台余热锅炉在项目现场主要参数如下: 蒸汽温度:185.5℃ 蒸汽压力: 1.03 Mpa 蒸汽流量:29245 kg/hr 2.4 系统总容量及实际出力 总装机铭牌功率:15000 KW 现场实际净输出功率:14556 KW 总蒸汽流量:29245 Kg/hr 总燃气消耗量: 4339 Nm3/hr 3 索拉中国业绩 索拉公司进入中国已经超过30年,在国内已经有超过260台机组,其中金牛60机组超过70台,大力神130超过70台。在项目执行过程中和国内的许多设计院建立了良好的合作关系,他们也对索拉机组有充分的了解,可以非常快速地和可靠地完成设计任务。 此外,上海力顺燃机科技有限公司作为索拉在中国工业发电行业的代理,已在国内完成了多个燃气轮机热电联产项目,可以为项目的规划、建设提供技术服务。 在国内已经建设成功、投入使用的索拉燃气轮机天然气热电联产项目有:浦东国际机场能源中心热电联产项目和成都国际会展中心热电联产项目,其中浦东机场项目运行已经超过十年,目前运行情况良好。 ●浦东国际机场能源中心(1×4000KW)1999年建成并投入使用。 ●成都国际会展中心(1×10690KW,1×5670KW)分别于2005年11月 和2009年4月建成并投入使用。 此外,针对中低热值燃气应用,索拉燃气轮机热电联产项目清单: 1)山东金能煤气化有限公司一期项目(1×5670KW 热电联产),2006 年4 月 投产,目前运行情况良好。 2)内蒙古太西煤集团乌斯太项目(2×5670KW 热电联产),2008 年10 月投产, 目前运行情况良好。 3)山东金能煤气化有限公司二期项目(3×5670KW 联合循环),2008 年4 月 投产,目前运行情况良好。 4)河南顺成集团煤焦有限公司一、二项目(2×15000KW 热电联产),分别于

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