钻井平台空调
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的控制系统:BOP。
集成在一起的,即平台上的bop控制系统是和bopbop stack 处于悬挂状态,如果靠液压管链接控制,动态的很难控制。
因为sbopbop的相应时间。
ssbop 处于很深的海底,如果靠平台上的液压管来控制,降大大延长因此平台或钻井船的bop是和控制系统集成在一起的。
看看这个控制系统。
MGS--mud gas separaoer;和chock and kill manifole(节流压井管汇)同时使用,当bop关闭的时候用开始启用。
bop关闭后要进行节流,即通过chock line 节流,排放泥浆。
bop之所以关闭,是因为发生kick了,说明已经钻到含气层或含油层,此时会有气体和石油伴随泥浆出来,需要经过MGS来把气体分出来,特别是当里面还有硫化氢的时候是很危险的,分出的气体经管路通往flare boom点燃,这就是为什么我们会从电视或图片上看到平台上有个“火把”。
关闭bop后泥浆经过diverter流经MGS在流到chock and kill manifole前有一个U型管,防止气体逃逸。
节流压井汇管chock and kill manifold: ram上的橡胶。
bopkill是当打开是把泥浆充在ram上面来平衡ram 上下压力,防止打开时候损坏MGS一帖里讲过。
chock在是可以分开的,现在多数情况都是把两者和在一起,有专门厂kill manifold和实际上chock manifold商提供。
DP3--DYNAMIC POSITIONING (CLASS)3:-DYNAMIC POSITIONING 动力定位。
DPDP3是GL说法。
2,3种等级,不同船级社说法有点不同。
是要求等级。
有其中的30 ,1,大概就是依靠一系列传感器获得船舶或平台的移动信息,通过计算机控制几个推进器进行位置修正。
目的是使平台在复杂海况下保持位置在允许范围内变动,确保riser和钻管不会有太大偏移。
海上移动式钻井平台构造和设备规则(M O D UC OD E)-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN海上移动式钻井平台构造和设备规则(MODU CODE)目的《2009 年海上移动式钻井平台构造和设备规则》(以下简称“本规则”)旨在为海上移动式钻井平台的设计衡准、建造标准及其他安全措施提出建议,以最大限度地降低对这种平台、平台上人员和环境的风险。
适用范围本规则适用于2012 年1 月1 日或以后安放龙骨或处于类似建造阶段的第节中所定义的海上移动式钻井平台。
对本规则未涉及的生产系统的操作方面,沿岸国可提出附加要求。
定义定义就本规则而言,除非另有明文规定者外,其中所用术语的定义如下:1988 年载重线议定书系指经修订的《〈1966 年国际载重线公约〉的1988 年议定书》。
“A”级分隔与《安全公约》第II-2/3 条中的定义相同。
起居处所系指用作公共处所、走廊、盥洗室、居住舱室、办公室、医务室、影院、游戏及娱乐室、无烹调设备的配膳室的处所以及类似处所。
公共处所系指起居处所中用作大厅、餐厅、休息室的部分以及类似的永久性围蔽处所。
主管机关系指平台有权悬挂其旗帜的国家政府。
周年日期系指与有关证书期满之日对应的每年的该月该日。
辅助操舵装置系指在主操舵装置失效时使舵运动以便操纵平台的设备。
“B”级分隔与《安全公约》第II-2/3 条中的定义相同。
“C”级分隔与《安全公约》第II-2/3 条中的定义相同。
证书系指《海上移动式钻井平台安全证书》。
沿岸国系指对平台的钻井作业行使行政控制的国家政府。
柱稳式平台系指用立柱或浮筒将主甲板与水下船体或基础相连接的平台。
连续“B”级天花板或衬板系指仅终止于“A”级或“B”级分隔处的“B”级天花板或衬板。
控制站系指平台无线电设备、主要航行设备或应急电源所在的处所,或者是火警指示器或失火控制设备或动力定位控制系统集中的处所,或服务于各部位的灭火系统所在的处所。
浅谈自升式钻井平台发电机调试发布时间:2023-03-09T06:28:54.311Z 来源:《工程建设标准化》2022年第10月第20期作者:梁辉[导读] 自升式钻井平台电力系统进行了一定的介绍梁辉招商局重工(江苏)有限公司江苏南通 226116 摘要:自升式钻井平台电力系统进行了一定的介绍,简要论述了自升式钻井平台发电机调试过程中可能出现的一些问题,以及相应的保护措施,并对发电机现场负荷实验提出具体准备工作.简述再船厂发电机负荷实验所需要的条件和能完成是调试项目。
关键词:自升式钻井平台;发电机;调试一、自升式钻井平台电力系统的组成自升式钻井平台电力系统主要由电源、配电装置、电力网和电力负载四部分组成。
电力系统是保证平台正常运行的核心系统,发电机又是电力系统的心脏。
发电机调试工作对于平台或船舶建造过程中,处于里程碑的意义。
发电机调试也是预示着整体生产建造转为调试建造的开始,同时也为平台的按期交付吹响的冲锋号。
自升式钻井平台电力系统单线图,如图1-1所示。
自升式钻井平台电力系统简图系统图显示平台一次电力系统的全部设备,690V电盘,五台发电机,升降变压器,主变压器(690-480),钻井变压器。
同时平台电盘间还有480V电盘及230V电盘,480V电盘是做为发电机辅助设备电缆,同时包含了其他低压动力设备,例如主要通风系统、振动筛、泥浆搅拌器等。
230V电盘主要就照明系统、电盘热系统及生活区少量220V轴流风机等。
1.1电源电源是将机械能、化学能等能源转变成电能的装置。
自升式钻井平台电源主要为发电机。
其就是将机械能转化为电能的主要设备。
1.2配电装置配电装置是对自升式钻井平台电源、电力网和电力负载进行保护、测量、监视和控制的装置。
它包括各种开关电器、测量仪表、互感器、连接母线、继电保护、自动装置及各种辅助设备。
根据供电范围和对象的不同,配电装置可分为主配电板、应急配电板、各种照明及动力分配电板及蓄电池充放电板等。
浅谈海上钻井平台的安全危险及其管控解释海上钻井平台需要面对的火气安全危险的种类和不同的特点,并针对这些特点通过对海上钻井平台的不同区域的危险程度进行区分,对海上钻井平台相关系统的设计阐述,说明如何可以最大程度地对危险源进行管控,实现生产生活安全。
标签:海上钻井平台;危险区域划分;危险气体;火气系统;通风系统近年来不断发生的安全事故使得安全生产的重要性现在已经是深入人心了,而海上钻井平台由于其常年远离陆地,特殊的工作性质,一旦出现事故可能带来的环境问题和平台自身高昂的造价都使得平台自身的涉及到安全的系统从始至终都是十分重要的。
文章将主要谈论在最初的设计阶段,怎样设计来达到使这些安全系统能够保障平台自身的安全。
海上钻井平台相比于普通的船舶具有以下两个特点:(1)危险源的数量更多,危险性更大。
海上钻井平台要长期的进行原油的开采,那么在这个过程中就不可避免地会将地下的可燃气体和有毒气体带到平台上。
因此在整个从海底带上来的钻井泥浆的处理过程中,如何避免危险气体的扩散都是至关重要的。
(2)操作人员的人数众多和设备繁多。
一个钻井平台的日常操作人员至少在上百人以上,这与普通船舶的二十多人相差众多,而且钻井平台上的设备众多且都有不同的特点和要求。
针对第一个特点,首先我们需要知道一个概念,那就是什么是危险区域以及危险区域的划分。
根据ABS船级社的规范[1],危险区域的定义为在正常的操作过程中或者非正常的操作过程中能持续或者可能产生易燃易爆气体的区域都应该定义为危险区域。
危险区域的划分标准如下:0区:易燃易爆气体能够持续或者长时间存在的区域。
1区:易燃易爆气体在正常的操作过程中可能存在的区域。
2区:易燃易爆气体在正常的操作过程中不会产生,即使产生也只会短暂存在的区域。
根据规范所描述的危险区域的定义和划分标准,我们在设计的初期就要注意危险区域的划分。
一般来说,在危险源(比如危险气体管道的连接法兰)的周围1.5米可以定义为1区,再往外1.5米可以定义为2区。
海上移动式钻井平台构造和设备规则(MODU CODE)3.6.1 目的《2009 年海上移动式钻井平台构造和设备规则》(以下简称“本规则”)旨在为海上移动式钻井平台的设计衡准、建造标准及其他安全措施提出建议,以最大限度地降低对这种平台、平台上人员和环境的风险。
3.6.2 适用围1.2.1 本规则适用于2012 年1 月1 日或以后安放龙骨或处于类似建造阶段的第1.3节中所定义的海上移动式钻井平台。
1.2.2 对本规则未涉及的生产系统的操作方面,沿岸国可提出附加要求。
3.6.3 定义1.3 定义就本规则而言,除非另有明文规定者外,其中所用术语的定义如下:1.3.1 1988 年载重线议定书系指经修订的《〈1966 年国际载重线公约〉的1988 年议定书》。
1.3.2 “A”级分隔与《安全公约》第II-2/3 条中的定义相同。
1.3.3 起居处所系指用作公共处所、走廊、盥洗室、居住舱室、办公室、医务室、影院、游戏及娱乐室、无烹调设备的配膳室的处所以及类似处所。
公共处所系指起居处所中用作大厅、餐厅、休息室的部分以及类似的永久性围蔽处所。
1.3.4 主管机关系指平台有权悬挂其旗帜的国家政府。
1.3.5 周年日期系指与有关证书期满之日对应的每年的该月该日。
1.3.6 辅助操舵装置系指在主操舵装置失效时使舵运动以便操纵平台的设备。
1.3.7 “B”级分隔与《安全公约》第II-2/3 条中的定义相同。
1.3.8 “C”级分隔与《安全公约》第II-2/3 条中的定义相同。
1.3.9 证书系指《海上移动式钻井平台安全证书》。
1.3.10 沿岸国系指对平台的钻井作业行使行政控制的国家政府。
1.3.11 柱稳式平台系指用立柱或浮筒将主甲板与水下船体或基础相连接的平台。
1.3.12 连续“B”级天花板或衬板系指仅终止于“A”级或“B”级分隔处的“B”级天花板或衬板。
1.3.13 控制站系指平台无线电设备、主要航行设备或应急电源所在的处所,或者是火警指示器或失火控制设备或动力定位控制系统集中的处所,或服务于各部位的灭火系统所在的处所。
海上移动式钻井平台构造和设备规则(MODU COD)E目的《2009 年海上移动式钻井平台构造和设备规则》(以下简称“本规则” )旨在为海上移动式钻井平台的设计衡准、建造标准及其他安全措施提出建议,以最大限度地降低对这种平台、平台上人员和环境的风险。
适用范围本规则适用于2012 年1 月1 日或以后安放龙骨或处于类似建造阶段的第节中所定义的海上移动式钻井平台。
对本规则未涉及的生产系统的操作方面,沿岸国可提出附加要求。
定义定义就本规则而言,除非另有明文规定者外,其中所用术语的定义如下:1988 年载重线议定书系指经修订的《〈1966 年国际载重线公约〉的1988 年议定书》。
“ A”级分隔与《安全公约》第11-2/3 条中的定义相同。
起居处所系指用作公共处所、走廊、盥洗室、居住舱室、办公室、医务室、影院、游戏及娱乐室、无烹调设备的配膳室的处所以及类似处所。
公共处所系指起居处所中用作大厅、餐厅、休息室的部分以及类似的永久性围蔽处所。
主管机关系指平台有权悬挂其旗帜的国家政府。
周年日期系指与有关证书期满之日对应的每年的该月该日。
辅助操舵装置系指在主操舵装置失效时使舵运动以便操纵平台的设备。
“B”级分隔与《安全公约》第II-2/3 条中的定义相同。
“C'级分隔与《安全公约》第II-2/3 条中的定义相同。
证书系指《海上移动式钻井平台安全证书》。
沿岸国系指对平台的钻井作业行使行政控制的国家政府。
柱稳式平台系指用立柱或浮筒将主甲板与水下船体或基础相连接的平台。
连续“ B”级天花板或衬板系指仅终止于“ A”级或“ B”级分隔处的“ B”级天花板或衬板。
控制站系指平台无线电设备、主要航行设备或应急电源所在的处所,或者是火警指示器或失火控制设备或动力定位控制系统集中的处所,或服务于各部位的灭火系统所在的处所。
对于柱稳式平台,集中压载控制站应视为“控制站”。
但是,就第九章的适用而言,应急电源所在的处所不被视为控制站。
钻井设备及工具检测要求钻井是一项复杂的工程活动,涉及多种设备和工具。
为了确保钻井工程的顺利进行和安全性,对钻井设备及工具进行严格的检测是必不可少的。
本文将对钻井设备及工具的检测要求进行详细介绍。
一、钻井设备检测要求1. 钻井平台钻井平台是钻井工程的基础设施,对其检测主要包括以下几个方面:(1)结构完整性:检查钻井平台的结构是否完整,无裂纹、变形等现象。
(2)稳定性:对钻井平台的稳定性进行检测,确保其在各种工况下都能保持稳定。
(3)设备功能:检查钻井平台的各种设备,如发电机、空调、消防设备等是否正常运行。
2. 钻井泵钻井泵是钻井工程中的关键设备,对其检测主要包括:(1)工作性能:检测钻井泵的流量、压力等参数是否符合设计要求。
(2)密封性能:检查钻井泵的密封性能,确保其在运行过程中无泄漏。
(3)振动和噪音:检测钻井泵的振动和噪音是否在允许范围内。
3. 钻井井控设备钻井井控设备是保障钻井工程安全的重要设备,对其检测主要包括:(1)功能完整性:检查钻井井控设备的功能是否完整,如压力控制、流量控制等。
(2)响应速度:检测钻井井控设备的响应速度,确保其在紧急情况下能迅速切断井口。
(3)耐压性能:对钻井井控设备进行耐压测试,确保其在井口压力波动时能正常工作。
二、钻井工具检测要求1. 钻头钻头是钻井工程中的核心工具,对其检测主要包括:(1)硬度:检测钻头的硬度,确保其能在硬地层中正常工作。
(2)耐磨性:检查钻头的耐磨性,确保其在长时间钻进过程中仍能保持良好性能。
(3)切削性能:对钻头进行切削性能测试,确保其在实际钻进过程中能高效破碎地层。
2. 钻杆钻杆是连接钻头和钻井平台的重要工具,对其检测主要包括:(1)抗拉强度:检测钻杆的抗拉强度,确保其在钻进过程中能承受拉力。
(2)耐腐蚀性:检查钻杆的耐腐蚀性,确保其在复杂地层环境中仍能保持性能。
(3)连接可靠性:检测钻杆的连接部分,确保其在钻进过程中连接牢固,无松动现象。
试析自升式钻井平台钻井包介绍1 自升式钻井平台及钻井包主要系统介绍按系统及区域划分,平台主要由提升、悬臂梁滑移、钻井包(含水泥、泥浆、井控、管件作业等系统)、发电机及其配电、生活区及通风空调系统、内外通讯等系统组成。
钻井包作为实现钻井平台核心功能的重要区块,其功能的实现及过程安全控制,在整个平台完工调试中占有极其重要的地位。
以Letourneau workhorse自升钻井平台为例,钻井包主要含钻井控制系统、钻井甲板管件作业系统、高低压泥浆系统、干粉及其控制系统、井控系统、水泥等系统。
1.1 钻井控制系统钻井控制系统采用主流钻井AMHPION控制系统,此系统由操作人员自设备操作终端-钻井椅输入指令,信号采集-输入/输出模块进行信息收集,信息处理器-单板机进行信息集中处理,不间断供应电源确保电源供应以实现系统的持续运行,而且系统提供延展、备用接口,供客户进行设备更新或升级选择。
1.2 管件作业系统(Pipe Handling System)及简要工作流程管件作业是钻井系统重要作业环节,主要由钻井绞车(Drawworks)、顶驱(Top Drive)、管吊(Pipe Handing Crane)、猫步机(Catwalk Shuttle)、铁钻工(Rough Neck)、猫头(Cathead)、转台(Rotary Table)及排管机(Pipe Racking system)等设备组成。
整个钻井平台的管件作业分为井口(Tripping)及离线(Offine Standbuilding)两部分:首先,作业以管甲板为起点,采用特殊夹管器(Gripper yoke)作为专用工具,管吊将钻具(钻杆、钻铤等)吊起放置于猫步机;其次,操作人员自钻井椅操作设备,猫步机配合排管机将单根钻具送入钻井甲板狐狸洞,铁钻工完成上扣作业,排管机将接好的整柱钻具放入排管器,重复上述作业,完成管件的离线储备作业,供增加钻深时管件接长使用。
钻井平台简介常文恭钻井平台(DWP)是座落在井口平台(WHP)顶甲板上,完成油井钻井和修井的设备。
钻井平台由钻井设备模块(DES),钻井支持模块(DSM)和散料储藏设备(BSF)组成。
钻井设备模块由井架(Mast),钻台(Drill floor)和基座(Substructure)构成。
井架是一个约50米高的钢结构,重100-200吨。
顶部装有天车(Crown block assembly),约7000米钢丝绳,挂游车大钩(Travelling block),挂顶驱(Top drive)顶驱是钻井核心设备,全自动液压驱动,价格昂贵。
钻台是一个约16米*18米重达5-6百吨的可以在基座上滑动确定井位的钢结构模块,主要设备均安装在其上。
如:主绞车(Drawworks)用于提升大钩和顶驱。
转盘(Rotary table)旋转联接钻管。
高压管汇(High pressure manifolds)联接高压泥浆进出,固井高压水泥进出,防井喷系统联接。
防井喷控制系统(BOP control system).泥浆回收系统(Mud treatment systems)有振动筛(Shale shaker),除泥沙,除钻屑,除害气柜及设备。
基座是一个可以在甲板轨道上滑动,支持钻台和井架的钢结构。
DES模块上,各种类型的机动,液动,气动和各个电气控制柜,用不同电缆,不同管线,组成一座自动控制的钻井设备。
钻井支持模块(DSM)是为DES模块钻井提供电力,高压泥浆,设备仪表控制空气的机电设备模块。
主要设备:柴油发电机组,(4 x 1000KW)高压泥浆泵(HP Mud pumps)每台功率1200KW,约40吨。
空气压缩机及干燥器(Air compressors & air dryer)泥浆混合泵,输送泵,增压泵泥浆储存柜,混合柜,泥浆枪,搅拌器。
电气开关控制系统设备。
空调设备及系统消防系统。
顶甲板为钻杆存放区。
DSM模块也是一个机管电仪组成的自动化大设备。
论溴化锂吸收式制冷机在钻井平台空调系统中的应用王 文 臧云良 姜海军(烟台荏原空调设备有限公司,山东 烟台 264000)摘 要:对海洋钻井平台废热资源产生情况进行了分析,提出了一种溴化锂吸收式制冷机利用平台(固定式和自升式)废热进行制冷的方法,并对其可行性及经济效益进行了阐述。
关键词:溴化锂吸收式制冷机;固定式钻井平台;自升式钻井平台;废热回收;经济效益;环保效益0 引言近些年我国船舶产业发展非常迅速,2009年国务院出台了包括船舶业在内的十大重要产业调整振兴规划,更加速了我国船舶产业的发展。
然而,船舶产业在飞速发展的同时,也伴随着船舶能源消耗的急剧上升,越来越多的船舶废热废气被排放到大气中,特别是在海洋石油钻井平台领域,近几年来随着石油需求量节节攀升,国内外造船行业都加大了钻井平台的生产规模,但在能源利用率特别是在废热资源利用上一直处于粗犷状态,造成能源极大浪费,因此在海洋石油钻井平台领域提高能源利用率的研究就变得非常紧迫而有意义。
而夏季空调制冷也是绝大部分石油平台的能耗大户之一,如果能回收平台废热用于空调制冷系统,这将会节约非常大的能源,并将有显著的经济效益和环保效益。
1 海洋钻井平台能耗及废热产生情况以某自升式钻井平台为例,该船总重量7 500 t,钻井深度3 000 m,人员定额110人。
船体分为机械区、生活区和钻井模块3个部分。
该平台产生废热的设备诸多,包括柴油发电机、控制设备(如配电板、变压器、变频器等)、升降系统、绞车系统、起吊系统、钻井系统等。
有些系统产生的热量便于回收,有的系统产生的热量却很难回收或回收需要付出很大的成本。
由于钻井平台类型船负荷需求较大,发电机产生的废热已足够全船夏季制冷空调使用,因此这里暂且只讨论产生废热量大且相对便于回收的柴油发电机废热回收问题。
全船采用1 600 kW柴油发电主机5台,4用1备,柴油机及发电机组采用海水冷却;750 kW应急发电机1台,柴油机及发电机采用风冷,由于应急发电机只有在主发电机故障情况下应急用,因此这里不考虑应急发电机废热回收。
钻井平台工作原理
钻井平台是一种用于海上或离岸钻探的设备,其工作原理主要包括以下几个方面:
1. 平台建设:钻井平台通常是根据钻井需求在海上或离岸地区建造的。
建设过程包括选择合适的钻井位置、安装钻井平台的支撑结构和设备。
2. 钻井设备:钻井平台上配备了各种钻井设备,包括钻井机、钻井液循环系统、钻井塔和井口设备等。
钻井机通过转动钻杆,驱动钻头旋转进入地下岩层。
3. 钻井操作:钻井平台上的作业人员根据钻井需求,根据地下岩层的情况制定钻井方案。
他们操作钻井机和相关设备,将钻头逐渐深入地下,同时注入钻井液以冷却钻头并带走岩屑。
4. 井壁控制:钻井过程中,井壁控制是非常重要的一环。
通过注入一定量的钻井液,来维持地下岩层的平衡。
同时,钻井液还能渗透至井壁,形成一层膜来防止油气从井中溢出。
5. 钻井过程监测:钻井平台上配有各种监测设备,用于实时监测钻井过程中的各项参数。
包括测量井口温度、压力、地层属性等,以确保钻井过程的安全和顺利进行。
总的来说,钻井平台通过合理的钻井设备和作业人员的操作,提供稳定的工作平台,以实现钻井作业的目标。
这些操作涉及
到平台建设、井壁控制和钻井过程监测等方面的工作,并需要严格遵循相关的钻井规范和安全标准。
148海上钻井平台的安全危险及其管控蔡玉阳 中海油田服务股份有限公司【摘 要】由于受到全球能源枯竭和社会生产导致的能源需求上升的影响。
当前,我国高度重视能源的全面开发利用。
由于我国对石油能源的需求非常大,因此不仅需要扩大进口,而且有必要加强当地石油能源的全面发展。
安全生产的重要性,已在最近的安全事故中尤为重要,由于离地面的距离太远以及作业的性质,海上事故钻井平台在发生事故时会引起环境问题和平台本身的高昂成本。
由于成本原因,平台本身与安全相关的系统自始至终都非常重要,本文主要介绍如何在早期设计阶段设计这些安全系统以保护平台本身。
【关键词】海上钻并平台;危险区域划分;危险气体;火气系统;通风系统【DOI】10.12316/j.issn.1674-0831.2021.12.070前言与陆地石油资源相比,我国海洋石油资源丰富,这为国内石油的发展提供了很大的帮助。
但是,海上石油钻探是一项危险的任务,因此,需要发展科学的风险管理和海上钻井作业管理。
在此基础上,本文详细分析和描述了海上钻井作业,描述了海上钻井平台必须面对的火灾和瓦斯安全隐患的类型和各种特征,并描述了海上钻井平台,并通过检查不同区域来实现这些特性,了解如何区分危害,为海上钻井平台设计相关系统,以及如何最大限度地控制和控制危害,以保障生产和生命安全。
一、海洋石油的生产要求及具体特征因海洋石油开采平台的工作环境非常恶劣,并且该开采平台受到海水腐蚀的外部因素的极大影响。
因此,在进行海上石油勘探作业时,确保安全可靠的生产是重中之重。
另外,有必要明确钻井平台的建设目标,并严格按照规定的程序和标准完成钻井平台的建设。
此外,钻井平台还存在重大安全问题,因为它们在开采石油和天然气时会产生易燃易爆的气体。
此外,繁琐的工作对安全生产钻井平台构成了潜在的威胁。
较小的操作空间极大地限制了操作员的性能。
因此,为了消除安全隐患,减少安全事故的发生,从安全性,稳定性和可靠性的角度出发,有必要加强对海上钻井平台的监控。
海上的移动工厂—钻井平台内舾装设计摘要:本文以自升式钻井平台(下简称为CP-300)为例概述了海上钻井平台的生活楼的内舾装设计,并简单探讨了内舾装的施工工艺等问题。
关键词:钻井平台;舾装;设计1引言内舾装又称居装,包括舱室的划分和保温、防火的设计,船用家具与卫生设施的制造安装,厨房冷库和空调系统的组成与安装,船用门窗的安装。
随着人类对油气资源开发利用的深化,油气勘探开发从陆地转入海洋。
因此,钻井工程作业也必须在浩瀚的海洋中进行。
在海上进行油气钻井施工时,几百吨重的钻机要有足够的支撑和放置的空间,同时还要有钻井人员生活居住的地方,海上石油钻井平台就担负起了这一重任,现代的钻井平台俨然是一座可以移动的工厂。
钻井平台是一种综合性的产品,涉及行业可划分为两大类,即石油钻采和船舶制造。
但细分起来所需要了解的知识可谓是林林总总,如钻井工艺、固井工艺、录井工艺、结构、内舾装、外舾装、轮机、电气和管系等。
现在国际上越来越提倡人权,提高工作人员工作以及生活的品质,内舾装作为平台工作人员日常接触最多的部分,设计和建造过程中要以总体结构为基础,与其他专业充分协调,并坚持以人为本的安全性、美观性和舒适性的三大原则来进行,并且要满足环境保护的原则。
严格遵守SOLAS公约及其修正案、国际劳工组织公约和相关船级社、相关政府机构、相关组织的规范及准则。
2内舾装工程设计2.1钻井平台内舾装设计概况CP-300是一艘三桩腿的带悬臂梁结构的自升式钻井平台,钢质非自航,生活楼设置在船体的艏部,可以提供105人的生活居住条件,平台船籍为CCS。
生活区距离钻井区域较远,安全性好。
生活楼布置在平台艏部内侧,生活楼主体分四层布置,01甲板为公共设施区,布置有餐厅、厨房、更衣室、洗衣房等;02、03甲板为居住区,主要布置了单人间、双人间和四人间,配套有公共浴室、盥洗室和卫生间。
生活楼顶部布置中央控制室。
内舾装工程的设计部分包括生活区域划分、防火区域划分、门、窗、内装板、绝缘、敷料、卫生设备、舱室设备、医务室设备、厨房洗涤设备、冷库、家具、室内梯、纺织品和五金件等,门类十分繁多,所以这里我们只对重点方向进行阐述。
FPSO的空调通风冷藏系统设计介绍HVACR System Designed For FPSO陈安扬,陈旭(上海708研究所上海200011)摘要介绍了大型FPSO船的空调冷藏通风系统设计思想和特点.关键词FPSO 空调 通风 冷藏 正压控制Abstract The paper briefly described the HVACR system design for a large FPSO.Keywords FPSO, air-conditioning, ventilation, refrigeration, over-pressure control海上浮式加工储油船(FPSO)是海上油田采油系统的重要一环.海上钻井平台把海底石油采出后,用输油管将原油送至FPSO,由FPSO上的加工模块进行粗加工(去水除气),并将原油中脱出的水返至钻井平台,充入海底油田.当FPSO的储油舱蓄有足够油量时,由尾部输油装置将油卸至穿梭油船,转运至岸上.这也是当前海上采油较常采用的一种方式.FPSO作为加工平台,船上载有相当多的工作人员,因此空调、冷藏的能量都相当大,通风系统多且复杂.“渤海世纪”号150,000t FPSO是秦皇岛海上油田(32-6)的主要项目之一,我们在承接该项目时,参照国外设计的模式,按我们的国情和本船的特点进行了详细设计,顺利完成并交付使用.下面简要介绍该船的空调冷藏通风工程设计思想和特点.1空调系统1.1设计参数室外室内夏季35℃,70% RH 25℃,50% RH冬季-15℃,50% RH 20℃,50% RH个人最少新风量:25m3/h海水温度:30℃新风比:夏冬季50%,春秋季100%1.2 设备1) 压缩冷凝机组2台型号:ZRHW150R 半封闭螺杆机组制冷剂:R-22制冷量:500kW蒸发温度:5℃2) 空调器2台包括:混合段、过滤段、加热段、制冷段、加湿段、风机段.其中:加热段:电加热功率272kW制冷段:500kW加湿段:采用电极式加湿器,加湿量80kg/h风机段:风量36300m3/h 出口静压2200Pa3) 布风器和球形送风头若干(其中大部分布风器带电加热器)4) 管道式加热器若干5) 回风机1台风量:26000m3/h出口静压:600Pa1.3 特点空调系统在夏冬季为一次回风50%的循环系统;在春秋季系统则采用全新风直流式通风方式.空调系统的夏季运行与常用的船舶空调基本相同.考虑到FPSO长期泊在预定海域工作,维护保养及维修不易,因此,系统留有足够的裕度,每台压缩机组的制冷量和每台空调器的送风量皆可达到设计指标的75%.冬季运行时,因FPSO上不设蒸汽锅炉,系统采用电加热形式,分4档进行能量调节,末端设有再加热装置.冬季加湿采用电极式加湿器,加湿量由湿度控制器自动调节控制.1.3.1末端加热器在空调系统正常运转情况下,由于朝向不同,不同舱室的温、湿度状况并不完全与设计指标吻合,而船员由于穿着、活动情况、年龄等的不同,其冷、热感也是不同的.在一般情况下,船员感到舱内偏冷时,只能通过减少布风器的出风量来调节舱内的温度,这会破坏系统原有的风量平衡.在达到新的平衡点后,其他舱室的送风量会受到影响,进而其他船员也可能会调节自己舱室的风量,从而使系统始终处于一种变化的状态下,并可能导致新风量不足,空气质量下降.通过在空调系统末端设置再加热器,能够在设计温度的基础上对室内温度进行调节,避免了船员对布风器风量的频繁调节,使整个系统处于稳定的工作状态,并满足不同人员的需要.1)末端加热量的确定常用的末端再加热能量在整个系统中所占比例的分配方案有:(1)主空调器负担全部的冬季加热量,单独运转即能满足冬季室内20℃的要求,末端加热的作用为微量调节;(2)主空调器仅负担一部分的冬季加热量,必须与末端加热器同时工作,才能满足冬季设计要求.相对于第一种分配方案,第二种方案的温度调节范围较大,在冬季可以更好地满足人们对舱内环境的要求.但在夏季,由于末端加热是无效的冷热抵消的损耗,其能量损失也较大,此外,由于加热量大,相应的电功率也大,从安全的角度考虑,居住舱室内不宜设置功率过大的电热设备.本船最终采用了第一种分配方式,末端加热器的调节范围在(0~5)℃左右.2)末端加热器的布置本船的末端加热器采用了两种布置方式:居住舱室的空调送风量较小,使用的是带末端加热器的布风器,加热功率为(350~700)W不等;由于公共舱室,如中央控制室、餐厅、阅览室等的加热功率较大,因而采用了管道式电加热器,根据风量的不同,加热功率为(1.5~4.6)kW不等.由于末端加热器数量较多,本船在每层设了分电箱,每个带电加热器的布风器均有温控器和保护装置,在分电箱中有故障显示功能,以便于检修.1.3.2 重要场合配备空调备机 本船作为海上油田的一部分,其发电模块除能满足自身的需要外,还向配套的钻井平台输出电力,发电能力是相当惊人的,相应的电气设备发热量也相当大,并且不同于一般的船舶,船上设有专门的应急配电板室.对于这类舱室,控制好温、湿度,保证电气设备在适当的工作环境下运行,其作用是不言而喻的.因此,中央控制室、主配电板室、应急配电板室内除了设有正常的空调送风外,还专门配备了立柜式独立空调器,以在中央空调系统发生故障时,可以提供必要的工作环境,而不至于影响油田的生产.2 通风系统本船共使用了45台风机,在通风系统的设计上有以下几个特点:1)在机械通风的处所大量采用双风机配置,但又按舱室性质的不同,采用不同的配置方式.(1)安全区内的舱室.采用1送1排的方式进行通风,通过送风机与排风机以及空调系统的配合,确保安全区内维持一定的正压.(2)危险区.如蓄电池室等处采用负压通风和一机备用的形式,单机容量应满足通风换气次数的要求.(3)机器处所.在有柴油机的舱室中,一台风机满足平时柴油机不运行时的维修通风用;柴油机启动时,二台风机同时送风以满足燃烧、散热等的风量要求.2)泵舱属于危险区,采用负压通风.进风道直接利用上下梯道,不再单独设围壁风管.为避免排风因泵舱积水而失效,在风口处设有应急气动风闸,当舱内积水淹没风口1时,可打开应急气动风闸,气流改由风口2排出(见图1).图1 泵舱排风口布置除在泵舱内的应急气动风闸附近布置应急气动风闸控制阀外,还在艏楼甲板的泵舱进风口处布置了另一组控制阀.尽管泵舱的换气次数较多,但由于泵舱内结构纵横交错,构件尺寸大,因此对气流组织很不利,危险气体容易积聚.为防止局部区域的危险气体浓度增高,专门加设了气流导引系统.系统中该风机风量仅4000m3/h,但压头高达3500Pa,气流通过喷嘴高速喷出,能使各部分气流在高速气体的诱导作用下充分混合.3)本船电梯为逃生通道之一,设有防烟加压系统.在失火时,风机启动,通过将室外空气送至电梯井内,使其保持对周围空间的正压,能有效避免烟气进入.既可以防止电梯井形成烟囱效应,又可以保证人员安全疏散.4)主配电板室、应急配电板室除设有中央空调和备用空调器外,仍设机械通风系统以保证冬季运行.3 伙食冷藏3.1 设计参数伙食冷藏库设计参数见表1.表1 伙食冷藏库设计参数库名库容(m3/h) 库温(℃)肉库43.4 -20鱼库36 -20蔬菜库76.4 4干粮库88.75 8湿粮库59.0 8缓冲间29.4 8大气温度:35℃海水温度:30℃3.2 设备1)压缩冷凝机组型号:RCU-1502制冷剂:R-22制冷量:15.1kW蒸发温度:-28℃冷凝温度:40℃2)冷风机UGS-015 1台用于缓冲间UGS-030 5台用于干粮、湿粮和蔬菜库UGS-030E 2台用于鱼库UGS-040E 2台用于肉库其中UGS-030E和UGS-040E配有电融霜加热器,蔬菜库配有臭氧发生器.3.3 说明由于FPSO长期停泊在海上,补给不便,且船上人员相对较多,因此库容较大.冷库的隔热采用拼装式聚氨酯发泡冷库板(表面覆不锈钢板),隔热效果良好,且施工方便.温度控制采用了数字显示式温度控制器.总的说来,FPSO的伙食冷藏与一般船舶相比,除了要考虑一机打五库的管路平衡问题,形式上基本相同.4 风道设计4.1 公共风道本船的相当一部分通风子系统用于艏部艏楼甲板以下区域内的舱室通风.如果进出风口采用鹅颈或菌型通风头,则既不可能在艏楼甲板布置大量的通风头,且有的系统风管需要穿过几层甲板(如用于B平台的备件间的风管须穿过A平台和上甲板后才能到达艏楼甲板),也不合理.因此本船采用公共风道来解决进出风的问题.只有上甲板的部分舱室,如冷冻机室和厨房采用了通风头,因它们的排风不宜并入公共风道.公共风道分别布置在居住区的左右两侧,从A 平台贯穿各层甲板至第二甲板,左舷为排风道,右舷为进风道进出风口细节见图2和图3.图2 公共进排风口布置(1)很显然,在失火时,公共风道会造成烟囱效应,同时使烟气在各层甲板间蔓延.为避免这种情况的发生,在各通风子系统接至公共风道的风管上均安装了气动防火风闸,见图4.采用气动防火风闸,而不是普通防火风闸的原因,会在后面谈到.图3 公共进排风口布置(2) 图4 气动防火风闸安装示意由于FPSO是处理原油的特殊船舶,会产生大量的碳氢气体.为确保安全,通风系统的进风口处须安装危险气体探测器.采用公共风道,在减少通风头的同时,实际上也减少了危险气体探测器的需求量,降低了成本.而且在紧急情况下需要关闭的通风头数量大大减少,提高了应急关断系统(ESD)的可靠性.4.2 空调风道4.2.1 送风空调新风由公共风道接至空调器室,与部分回风混合,经空调器处理后,通过主干风道,送至各舱室.该主干风道贯穿B平台、A平台至第二甲板.如果按照一般船用布置方式,则在其中用多根螺旋风管直接从空调器室分送空调风至各个空调舱室.由于空调舱室较多,布置上存在困难,我们将其部分作为围壁风管(主干风道内还要布置回风管),在每层甲板以预绝热双层螺旋风管接出,这样既降低了风速,减小了噪声,又保证了各舱室的风量要求.4.2.2 回风一般船舶在设计空调系统时,由于要满足春秋季节100%新风的要求,新风管尺寸是按100%空调风量计算的,回风管则根据实际的回风量确定.FPSO的设计有所不同,还必须考虑短时间100%回风的情况.在新风口附近的危险气体浓度过高,超过安全标准的情况下,新风口和排风口处的气动防火风闸会自动关闭,使空调系统成为一个封闭的循环系统.当关闭新风进口时,在确保主配电板室、中央控制室、变压器室、应急配电板室等重要处所空调送风的情况下,可以考虑关闭阅览室、娱乐室等公共处所的空调送风,以减小空调器总的送风量.因此本船选用的回风机风量为26000 m3/h,相当于空调送风量的55%.回风干管的尺寸为1650×800,最高回风风速为5.5m/s.5 正压控制由于FPSO本身的工作性质,居住区(安全区)实际上处于危险区的包围之中,若使居住区内的空气压力高于外界大气压力,就能有效避免危险气体的渗入.习惯上,居住区内的气压高于外界气压时,我们称之为正压,反之为负压.一般情况下,正压值应控制在50Pa左右,过低,不能满足安全上的要求;过高,又会影响门窗开启等正常的操作.可通过气动压力调节阀或平衡风闸的控制,保证居住区为正压.1)气动压力调节阀通过探测安全区内外的压差,由气动压力调节阀控制回风管和新风管上的气动风闸,调节回风量,保持安全区内的正压.因为在一般情况下,新风风闸和回风风闸都不会要求100%开启和关闭,气动风闸必须是双气缸式的,通过气动压力调节阀来调整两个气缸的压差,以控制风闸的开度.这种控制方式的优点是灵敏度高,可靠性强,但设备比较复杂,成本高.2)平衡风闸图5 重力平衡风闸结构示意图除了气动压力调节阀外,还可以采用平衡风闸来确保安全区内的正压.首先在空调通风系统的设计上,应确保总的送风量大于排风量,使安全区和大气间有一定的正压,然后通过平衡风闸的调节使正压控制在指定的范围内.相对于气动和电动平衡风闸,重力平衡风闸具有结构简单,安装方便,成本低廉的优点,但密闭性较差.综合各方面的要求,本船采用了重力平衡风闸,其结构示意图参见图5.P1表示大气压力,P2表示舱内气压.调节杆与叶片有一定的夹角,可以提供必要的力矩,以避免P2稍大于P1即会打开风闸.挡板则能保证在任何情况下,空气都只会由舱室流向大气,而不会向室内倒灌. 调整调节杆上调节螺母的位置,可以改变调节杆的重心,进而改变打开风闸所需的压差,即可调整安全区内的正压.需要注意的是,为保证安全区内的正压,送风机与抽风机应该是联动的,先开送风机,然后才能打开抽风机.抽风机关闭以后,才能关闭送风机.6 ESD系统和气动防火风闸ESD系统主要用于处理各种意外事故,针对不同的情况自动采取相应的措施,以保证人员和FPSO 的安全.本FPSO承担着周围6个钻井平台的动力电源的供给,所以FPSO的ESD系统必须能够在发生事故时,在保证足够安全的条件下,有效控制事故范围,确保油田继续生产,减小经济损失.为此,本FPSO上采用了大量的遥控防火风闸,不仅能就地感应火灾信号,同时还能由中央控制室集中控制,切断火势的蔓延.在FPSO上,根据防火区域及分区的重要性,对防火风闸实行分级管理.在防火风闸的选用方面,除了局部地方设有少量故障安全型防火风闸,本船采用了大量的遥控型防火风闸.由于某些防火风闸的位置靠近甚至处于危险区域,必须采用气动驱动、电气控制的形式.考虑到设备的一致性,所有的遥控防火风闸都采用了气动-电遥控方式.在材质的选用上,也考虑了恶劣的海上环境和使用寿命的要求.7 结束语FPSO既不同于一般的船舶,又有别于海上石油平台,它的各个子系统必须具备完善的功能,以保证整个系统安全、可靠的运行;所采用的设备既要满足船用要求,又必须有较长的寿命期限和较高的可维修性(FPSO有20年不进坞的要求).本文所介绍系统的设计均按上述要求进行,作为国内第一次独立进行大型FPSO的空调通风冷藏系统设计,经验不足在所难免,我们仅以本文作一个初步的总结,以期在今后的设计中不断完善,使我国的海洋石油工程得到更好的产品.作者简介:陈安扬男高级工程师长期从事船舶空调制冷设计.德国开发出海上油污收集系统 德国柏林技术大学交通研究所科学家开发出一种海上油污高效收集系统,该系统采用的不是传统水面油污清理办法,而是靠收集船在行进过程中将水面浮油挤压进收集舱。
教材、教案模块举例1.培训对象:1.1.入职新员工;1.2.学历:2.培训内容:钻井平台空调装置3.培训课时:3.1.理论培训:6 小时3.2.实操训练:x 小时4.了解内容:4.1.船用空调的原理和基本要求钻井平台上使用的空调按用途分为:生活用空调和工业用空调。
生活用空调主要是为平台工作人员提供舒适的休息环境,满足船员生活的需要,因考虑到安装空间和操作方便平台生活区域使用的大部分是中央空调,对温度、湿度要求并不十分严格,允许空气参数在稍大的范围内变动。
工业空调是用在一些生产场所为满足精密仪器的要求所用的恒温恒湿空调,对温度、湿度要求比较严格,如配电间等区域。
平台上常用的中央空调空调按蒸发形式分有:直接蒸发式和冷媒水式两种。
4.1.1船用空调的原理;平台用船用空调一般都是将空气集中处理后再分送到各个舱室,称为中央空调。
如图6-11.中央空调器;2.主风管;3.布风器;4.回风吸口;5.排风机;6.新风口;7.通风机图6-1图6-1给出了船用中央空调装置的示意图。
通风机7由吸口6吸入外界空气(称为新鲜风),同时也从走廊的吸口4吸入一部分空气(称为回风),二者混合后在中央空调器1中经过过滤,然后加热、除湿,或冷却、除湿,达到要求的温度,最后送入若干并排的主风管2再经各支风管分送到各舱室的布风器3,对舱室送风。
而舱室的空气则通过房门下部的隔栅流入卫生间及走廊,走廊中的空气一部分做为回风又被空调器吸入,一部分排往舱外。
可能有不卫生气体或有异味气体产生的舱室(例如厕所、浴室、病房、公共活动室、厨房等),设有机械排风系统,由排风机5将排至舱外,以保持舱内负压,避免这些舱室的气味散发到走廊和其他舱室。
4.1.2船用空调的要求:船用空调装置属舒适性空调,在舱外空气条件不超过规定参数时,室内空气应符合一下几方面的要求:1)温度:空调使人舒适与否,最重要的是能在一般衣着条件下,自然地保持身体的热平衡,其中影响最大的是空气温度。
一般冬季19-24℃,夏季21-28℃。
房间各处温差不超过2℃。
为防止感冒,舱内外温差不宜超过6-10℃。
我国船舶空调舱室设计标准是:冬季室温为19~22℃,夏季室温为24~28℃,室内各处温差不超过3~5,夏季室内外温差不超过6~10℃。
2)湿度:人对空气的湿度不十分敏感。
相对湿度以50%左右为宜,而在30%-70%的范围内都不会明显感到不适。
夏季空调采用冷却除湿法,室内湿度一般控制在40%~50%;冬季室内湿度以30%~40%为宜,以便减少送风加湿量,并防止靠外界的舱壁结露,如果湿度过低通常采用喷水蒸气或喷水的方法加湿。
3)空气清新程度:空气清新是指空气清洁(含粉尘和有害气体少)和新鲜(有足够的含氧量)。
如果只为满足人呼吸氧的需要,新鲜空气的最低供给量每人 2.4m3/h·人即可,要使空气中二氧化碳、烟气等有害气体的浓度在允许的程度以下,则新风量就需达到30~50m3/h·人。
4)气流速度:在舱室内人的活动区域,要求空气有轻微的流动,以使室内温、湿度均匀和人不感到气闷。
室内气流速度以0.15-0.20m/s为宜,最大不0.35m/s。
此外,距舱室内空调出风口1m处测试的噪声应不大于55-60dB(A)。
5)我国和ISO所定的船舶空调装置设计参数如表6-1所示工况项目冬季夏季室内温度 19—22℃ 24—28℃室内外温差 6—10℃相对湿度 30%~40% 40%一50%风速 0.35m/。
以下新鲜空气量 30—50m3/h人允许噪声级 55~60dB(A)舱外条件(远洋) 一18℃ 80%35℃28℃(湿球)ISO SF6 舱外22℃一20℃27℃ 50%30℃ 70%4.2.船用空调系统的分类;4.2.1直接蒸发中央空调的基本结构:1.直接蒸发式中央空调的基本原理直接蒸发式中央空调的结构相对于冷媒水式中央空调简单一些,其主要组成有:压缩机;冷凝器;膨胀阀;蒸发器;空气热交换风箱;鼓风机;加热器;加湿器;温控器;湿度控制器;空气过滤器;风管;布风器等。
在冬季使用的加热器有两种,一种是利用锅炉蒸汽加热,另一种是电加热;在钻井平台上通常采用电加热。
在这种系统中,送风由中央空调器统一处理,然后通过直接蒸发送到各个舱室,如图6—2所示。
由于各舱室的送风参数相同,所以对各舱室空气参数的个别调节就只能靠改变布风器风门的开度,即改变送风量来实现。
这种系统比较简单,初置费较低,在货船上用得最普遍。
但因采用变量调节,调节幅度不宜过大,否则难以保证舱室的新风供给量和室内空气参数基本相等,此外,调节时还会对其它舱室的送风量产生干扰。
1.空气过滤器;2.空气加热器;3.加湿器;4.风机;5.空气冷却器;6.挡水板;7.主风管;8.布风器图6-2直接蒸发中央空调原理图2.直接蒸发式中央空调的组成直接蒸发式中央空调的自动调节主要包括降温工况的自动调节和采暖工况的温度调节、湿度调节;图6-3是典型的船用中央空调系统,下面将以此为例说明空调器的各部分组成和工作原理。
1-新风进口;2-新风调风门;3-风机;4-回风调风门;5-空气滤器;6-冷剂回气集管;7-空气冷却器;8-制冷剂分液器;9-挡水板;10-加湿器;11-空气加热器;12-底架;13-检查门;14-进风混合室;15-消声室;16-空气处理室;17-承水盘;18-送风分配室图6-3直接蒸发式中央空调1)空气的吸入、过滤和消音外界新风和空调舱室的回风分别经新风进口1和回风进口被风机3吸人。
在新风和回风进口处装有铁丝网或百叶窗,以防吸入较大的异物。
新风量和回风量的比例可用手动调风门2、4进行调节。
回风量和总风量之比称为回风比,设计时已经确定。
调风门的开度在空调装置调试时已按要求调好,一般情况不予变动。
空调通风机的静压应能克服空调器和送风系统的阻力,故采用风压较高、噪声较低的离心式通风机。
高速系统可采用效率较高的后弯叶型风机,而低速系统因所需的风量较大,为减小风机尺寸多采用前弯叶型风机。
利用风道截面积突然改变,使气流低频噪声消减,为降低空调器室的噪声,空调器内壁的多孔性吸声材料使高频噪声消减;现在多将风机安装在空调器内。
由于风机工作时所产生的热量将使排出的空气温度升高,高速系统为了避免降温工况时送风温度过高,并有利于提高空气冷却器的蒸发温度,通常多把风机布置在空调器的进口,称为压出式空调器。
在低速系统里,由于风压较低,空气流经风机的温升较小,故可把风机布置在空调器的出口,以使空气能比较均匀地流过各换热器,称之为吸入式空调器。
2)空气的冷却和除湿一般当外界气温高于25℃时,就应使空调装置按降温工况运行。
空气的冷却和除湿在空调器中是由空气冷却器和挡水板来完成的。
如图6-4所示空气冷却器由蛇形肋片管构成,空冷器管壁温度一般都低于空气露点,对空气冷却时有除湿作用,显然管壁温度越低,除湿作用越大;但空调冷却器应避免管壁结霜,以免妨碍空气流动,故冷却器管壁温度不能低于0℃。
肋片管式空冷器管壁温度通常比管内冷却介质温度高约2~4℃,因此,当当空调采用直接蒸发方式时,图6-4直接蒸发式空调空冷器制冷剂的蒸发温度最低应不低于-2℃~-4℃,一般为0~7℃。
空气冷却器的凝水沿管外肋片下流,汇集在底部的承水盘中,然后沿泄水管排走。
泄水管出口有U形水封,防止空气旁通或漏泄。
为防止凝水被携入风管中,在空冷器后设有挡水板,挡水板由许多曲板组成;空气流过时气流方向不断改变,所携带水滴碰撞到曲板上,然后落到承水盘中泄出,曲板出口弯成挡水沟用以挡住水滴。
3)空气的冷却和除湿:一般当外界气温低于15℃时,就应使空调装置按取暖工况运行。
在空调器中空气的加热和加湿是由空气加热器和加湿器来完成的。
空气的加热可采用电加热、蒸气加热或热水加热等方式;除间接冷却式空调系统在取暖工况利用同一换热器改以热水加热外,船用集中式空调器多使用电加热。
加湿可采用蒸汽加湿或喷水加湿,在某些小型独立的空调装置中还采用电热加湿器。
船用集中式空调器采用蒸汽或水加湿的较多。
最简单的加湿器就是用一根镀锌钢管(φ10~20mm),该管在迎风方向开有两排直径为1~2mm的蒸汽(水)喷孔(中心夹角90˚,孔距50mm左右)。
由于蒸汽加湿采用的是低压饱和蒸汽,稍有降温就会产生凝水,使加湿效果变差,为此又设计了其它各种干式蒸汽加湿器。
加湿器放置在加热器后比较合适,因为此处空气温度较高,相对湿度较小,喷入的蒸汽(或水)容易被空气吸收,同时还可防止加湿器在进风温度太低时冻结,但应防加湿过多而造成舱内壁面的结露。
4)布风器:舱室的送风是通过布风器送入的,布风器应满足以下要求:●能使送风与室内空气很好地混合,从而使室温均匀性好;●能保持人的活动区内风速适宜;●能单独进行调节;●阻力和噪声较小;●结构紧凑,外形美观,价格较低。
布风器的分类:布风器按安装位置的不同分为顶式和壁式两类。
壁式布风器靠舱壁底部垂直安装,使用方便。
顶式布风器装在天花板上,不占舱室地面,在艺术造型工能与顶灯配合,起到装饰效果,所以,在船舶空调系统中采用较多。
布风器按送风诱导作用的强弱可分为直布式和诱导式两类。
平台上常用的是直布式布风器。
直布式布风器(如图6-5)是一种将送风直接送人舱室的布风器,其出口做成有利于送风气流扩散的形状,如喇叭形、格栅形等。
直布式布风器的出口风速较低,一般为2~4m/s,送风与室内空气混合较慢,所以送风温差不宜过大,一般在10℃以下。
图6-5直布式布风器图6-5为一种直接蒸发直布式布风器,属锥形扩散式,进风管1通入处设有容积较大的消音箱5,有可使风门2升降以调节风量的调节旋钮6,颈部风速可从2m/s直至10m/s,有一定诱导作用,故送风温差可提高到10℃左右,其阻力在直布式布风器中也稍大,约为150~300Pa。
4.2.2直接蒸发式空调的自动调节:1.制冷工况的温度自动调节:采用直接蒸发式空气冷却器的空调制冷装置,一般都采用带容量调节的制冷压缩机与热力膨胀阀相配合,调节制冷剂流量,使蒸发压力、蒸发温度保持在一定范围内。
每个热力膨胀阀适用的制冷量范围有限,故有些热负荷变动较大的空调制冷装置一个空气冷却器配了二组电磁阀和膨胀阀,必要时切换使用。
如图6-5所示的采用能进行三级容量调节的六缸空调压缩机的吸气管路的示意图。
图6-6制冷装置低压管路简图当外界空气温度和湿度较高,送风量较大时,空气冷却器热负荷较大,这时蒸发压力较高,两个容量控制器P2/3、P3/3和低压控制器小于P都接通,压缩机六缸运行,两个电磁阀1DF、2DF也同时开启,较小的膨胀阀1TV和较大的膨胀阀2TV同时供液。
随着外界空气温度、湿度的降低,部分布风器也可能关小,空气冷却器的热负荷相应减小,蒸发压力也随之降低。
为了避免蒸发压力太低使制冷系数太小,同时为防止空气冷却器结霜,蒸发压力就会相应降到使容量控制器P3/3断开,压缩机遂减为四缸运行,同时电磁阀1DF关闭,仅剩下较大的膨胀阀2TV供液。