單新新

引言

國(guó)內(nèi)海洋石油FPSO或平臺(tái)使用的電能，均是通過(guò)燃燒自發(fā)伴生氣或原油的透平發(fā)電機(jī)供給。截至2018年，中海油渤海油田共有發(fā)電機(jī)組127臺(tái)，發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量為1014MW，年發(fā)電量為47億千瓦時(shí)[1]。目前，國(guó)內(nèi)采油平臺(tái)電力系統(tǒng)以孤島形式建設(shè)，未形成全面一體化，若透平發(fā)生故障會(huì)影響整個(gè)油田電網(wǎng)穩(wěn)定性;此外，大部分主機(jī)都是進(jìn)口，技術(shù)、備件受外國(guó)技術(shù)保護(hù)，增加生產(chǎn)開(kāi)發(fā)桶油成本。

1岸電項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

因國(guó)內(nèi)油氣田還未開(kāi)展過(guò)岸電項(xiàng)目，無(wú)經(jīng)驗(yàn)可循。此外，岸電海纜、海上變電站的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)需進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

1.1岸電海纜受損

從陸地開(kāi)閉站電源引自國(guó)家電網(wǎng)的電源，通過(guò)陸地電纜送至海纜登陸點(diǎn)附近的陸-海電纜轉(zhuǎn)換井，再通過(guò)海底電纜將電力輸送至海上變電站平臺(tái)，為海上平臺(tái)進(jìn)行供電。

以秦皇島32-6區(qū)域岸電項(xiàng)目為例，海底電纜毗鄰京唐港錨地，可能遇到船舶落錨、失控船舶拖錨的危害影響。根據(jù)海南電網(wǎng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，海底電纜由外部損害引起的事故占82%，因內(nèi)部或者系統(tǒng)原因造成的故障占10.75%，其中，船舶的拋錨和拖錨等錨害風(fēng)險(xiǎn)是海底電纜最主要的風(fēng)險(xiǎn)源[2]。

根據(jù)中國(guó)交通運(yùn)輸部的數(shù)據(jù)，唐山港口2020年的吞吐量為70260萬(wàn)噸，在全球排名第三，港口的錨地和航道中的船舶對(duì)秦皇島32-6區(qū)域岸電項(xiàng)目的海底電纜也是一個(gè)挑戰(zhàn)。

1.2海上變電站火災(zāi)

1.2.1海上變電站構(gòu)成

海上變電站將變電站中的電氣設(shè)備集中布置在采油平臺(tái)上，變電站由上部鋼結(jié)構(gòu)、下部支撐組成。主要設(shè)備均布置在室內(nèi)，每層甲板留有運(yùn)輸通道、電纜通道、巡視通道等。與陸上變電站相比，其不僅需要配備常規(guī)的一、二次設(shè)備，還需要抵抗海洋高鹽腐氣候侵蝕、配備站內(nèi)新風(fēng)系統(tǒng)并建立微正壓環(huán)境，以確保各系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

1.2.2火災(zāi)隱患

海上變電站為鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)，內(nèi)部空間有限，各設(shè)備房間一般都根據(jù)設(shè)備需求的最小尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，如主變壓器室、GIS室、開(kāi)關(guān)柜室、二次設(shè)備室、電纜夾層等，散熱條件較差，當(dāng)出現(xiàn)短路、過(guò)負(fù)荷、變壓器油溫過(guò)高等情況時(shí)，容易引起火災(zāi)，且發(fā)生后極易蔓延，傳播迅速。當(dāng)火勢(shì)較大時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)受熱變形并影響平臺(tái)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，情況嚴(yán)重將導(dǎo)致海上變電站結(jié)構(gòu)坍塌。2017年7月14日，國(guó)內(nèi)某在建海上風(fēng)電場(chǎng)所在海域發(fā)生強(qiáng)雷電天氣，海上變電站35kV電纜發(fā)生爆燃，工作人員撲救未果后組織撤離，平臺(tái)上19名工人情急下跳海求生，1人失聯(lián)。因此，做好海上變電站運(yùn)行過(guò)程中的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)防控工作，顯得尤為重要。

2岸電項(xiàng)目預(yù)控措施

2.1海纜風(fēng)險(xiǎn)

目前，采油平臺(tái)均配備船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)（AIS），對(duì)海底電纜大范圍海域內(nèi)過(guò)往船舶進(jìn)行全天候、全方位安全監(jiān)控。通過(guò)AIS系統(tǒng)，對(duì)碰撞、禁航區(qū)以及偏航情況提前報(bào)警，采油平臺(tái)通過(guò)高頻對(duì)講機(jī)呼叫船舶、或通過(guò)守護(hù)船進(jìn)行提醒與驅(qū)趕。

2.2變電站火災(zāi)

海上變電站設(shè)置火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)、消防滅火系統(tǒng)等，變電站消防控制室與主控制室（或二次設(shè)備室）合并設(shè)置。

2.2.1火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)

海上變電站火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)主要配置火災(zāi)報(bào)警控制器、火災(zāi)探測(cè)器、手動(dòng)報(bào)警按鈕、聲光報(bào)警器等設(shè)備。根據(jù)電氣設(shè)備的布置，在不同保護(hù)區(qū)域配置不同類(lèi)型的探測(cè)器或探測(cè)器組合。通常情況，在主變壓器室、GIS室采用紅外光束感煙火災(zāi)探測(cè)器;控制室、配電裝置室、二次設(shè)備室等房間采用點(diǎn)型感煙+點(diǎn)型感溫火災(zāi)探測(cè)器;主變及散熱器、GIS設(shè)備等部位采用纜式線型感溫火災(zāi)探測(cè)器;屏柜內(nèi)部采用火探管式滅火設(shè)備，并將探測(cè)及滅火信號(hào)反饋至火災(zāi)報(bào)警控制器;蓄電池室等房間內(nèi)設(shè)備采用防爆型[3]。

海上變電站為保證探測(cè)的準(zhǔn)確性和防止滅火系統(tǒng)誤動(dòng)作，在每個(gè)保護(hù)區(qū)域內(nèi)或設(shè)備上至少設(shè)置兩只相互獨(dú)立的探測(cè)器。

2.2.2噴霧式消防系統(tǒng)

目前海上變電站消防一般采用高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)。按照房間將變電站劃分為若干個(gè)防護(hù)區(qū)，每個(gè)防護(hù)區(qū)設(shè)置區(qū)域控制閥箱，在閥箱處實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)防護(hù)區(qū)滅火系統(tǒng)的手動(dòng)控制，在主控室和細(xì)水霧泵房實(shí)現(xiàn)對(duì)各防護(hù)區(qū)滅火系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制，并通過(guò)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)各防護(hù)區(qū)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)滅火控制。

高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)由高壓泵組、補(bǔ)水增壓裝置、區(qū)域閥組、不銹鋼管路、高壓噴頭、噴槍及其配件等組成。高壓細(xì)水霧系統(tǒng)用水量少、水漬損失少、滅火除煙效率高、隔熱冷卻效果好、電氣絕緣性能好，有利于保護(hù)人員疏散和消防員滅火;系統(tǒng)壓力高、管道管徑小、布置及安裝都較方便，比較適合用于布置緊湊的海上變電站[4]，性能優(yōu)異、有利于保護(hù)海上變電站的安全。

2.2.3自身防火控制

防范海上變電站火災(zāi)，尤其需要加強(qiáng)變壓器和電纜防火兩方面的考慮。變壓器由于體量巨大且充滿油，海上變壓器的防火是海上平臺(tái)所有電氣設(shè)備防火的關(guān)鍵，是保證平臺(tái)整體安全的重中之重。近年來(lái)，通過(guò)采取高燃點(diǎn)的酯類(lèi)變壓器油提高變壓器防火能力的應(yīng)用呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，酯類(lèi)油雖然不能完全消除變壓器的火災(zāi)隱患，但可以很大程度的降低火災(zāi)發(fā)生的可能性，且其環(huán)保和降解性能大大優(yōu)于一般變壓器油，這也有利于海洋的環(huán)境保護(hù)。

電纜是火災(zāi)蔓延的關(guān)鍵設(shè)備，因此需根據(jù)實(shí)際情況統(tǒng)籌進(jìn)行電纜防火等級(jí)的選擇，必要時(shí)進(jìn)行阻燃等級(jí)的提升，此外，還需在施工時(shí)加大對(duì)電纜防火質(zhì)量的把控工作，確保電纜防火封堵隔斷的作用。

3結(jié)論與思考

岸電項(xiàng)目通過(guò)改變?cè)泻Ｉ喜捎推脚_(tái)用能模式，探索利用陸地大電網(wǎng)為海上油田生產(chǎn)供電，以提高發(fā)電效率，減少海上油氣田能源消耗，削減海上CO2氣體和污染氣體的排放。本文對(duì)國(guó)內(nèi)首例岸電項(xiàng)目的安全穩(wěn)定運(yùn)行分析可能存在的安全風(fēng)險(xiǎn)，并對(duì)各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)提出相應(yīng)的預(yù)控措施，并論述了人員技能提升的方法及建議，為今后海上油氣田岸電工程提供了借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]張強(qiáng)，高璇.海上油氣田岸電一體化監(jiān)控方案設(shè)計(jì)[J].電工技術(shù)，2020（23）：88～90+93.

[2]林雪倩，吳文庚.海底電纜全天候安全監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用[J].中國(guó)電力，2018，51（5）：24-30.

[3]陳俊佑，姚春羽.海上風(fēng)電場(chǎng)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].建筑電氣，2021，40（02）：27-31.

[4]黃毅.風(fēng)電工程海上變電站消防系統(tǒng)優(yōu)化分析[J].水電與新能源，2018，32（09）：71-74.