惰气系统介绍-孙新民

孙新民惰气系统的简介概述在渤中25-1油田的FPSO的电站模块上设置了两台惰气发生器，分别为主惰气发生器(FPSO-X-831)和辅惰气发生器(FPSO-X-832)，在船甲板上还分别布置了1台真空破断器(FPSO-T-833)和1台甲板水封(FPSO-T-831)，共同组成了惰气系统。两台惰气发生器都使用天然气或者柴油与空气直接燃烧产生惰性气体，其中进行天然气作为主燃料，生产出的惰性气体主要作为船体舱室和上部模块设备的惰封气体。目录惰气的概念及组成惰气用途惰气系统结构与组件作用惰气的产生原理及过程惰气操作惰气系统工作模式惰气一般故障处理大小惰气发生器的技术参数

惰气的概念

惰气的内容是根据1974年版《theIMOregulation62》，惰性气体是一种

气体或者气体混合物，比如燃料燃烧后烟气，它含有不充足的氧气。我们所说的惰气是由柴油或者天然气和空气燃烧后产生的混合气体，主要为氮气和二氧化碳，含氧量要低于5%．

惰性气体中含氧量的界限O2%<11%

易燃的最低含氧量O2%<8%

惰性气体的定义含氧量O2%<8%

报警界限O2%<5%

提供的惰性气体的含氧量界限惰性气体中的组分O2<1-5%CO2~13%N2~78%CO/H2<0.1%SO2<100ppmv

惰气用途通过燃料燃烧消耗空气中的氧气含量（含氧量5%以下），产生惰气，充入原油储存舱，各生产工艺舱等，使原油等介质与空气隔离开，起到防火、防爆作用；由于舱中无氧气也起到防腐的作用；在外输时，补偿油舱内压力，防止空气进入大舱，保护大舱由于真空大而被吸瘪变形！惰气系统结构与组件原理主/辅惰气发生装置橇块送风机惰气发生器海水洗涤塔现场控制盘辅助设施如燃油泵，含氧分析仪，撬内通风机，撬内加热器等．燃气控制箱及控制箱抽风机甲板水封罐压力/真空破断器惰气系统结构与组件原理惰气系统—甲板管线示意图

送风机

主辅惰气装置各有A/B两台风机，为单级离心式,电机驱动，可从现场控制盘LCP上选择。惰气发生器运行时单独使用其中一台，满负荷运转来提供惰气燃烧所需要的空气。在惰气发生器燃烧室的上部，有一个流量控制阀FCV-1342，通过该阀的开度，将过量的空气排出。惰气发生器主要组件点火装置燃油／燃气喷嘴燃烧室炉膛及夹套海水洗涤塔惰气发生器惰气发生器的前部点火装置点火装置：点火电极、火焰探头、点火喷嘴、

主燃油/燃气喷嘴主燃烧器燃烧室及冷却夹套燃烧室：燃气或经雾化的柴油在燃烧室充分燃烧。燃烧室夹套：燃烧室与外壳之间是夹套，它在燃气工作前充满海水，在燃烧过程中冷却燃烧室，以保护燃烧室。在惰气停机后应加冲洗淡水，进行冲洗防止结垢造成的冷却效果差。惰气洗涤塔惰气洗涤塔：捕雾器、海水喷嘴、高液位报警关断/复位开关燃烧充分的惰气经过洗涤塔洗去除水气、硫化物、烟灰、颗粒和杂质等并给燃气降温，然后从顶部排至甲板水封。

高液位报警关断/复位

捕雾器海水喷嘴燃气控制箱此外，在控制箱里的燃气管线上还有温度传感器、流量计、阻火器。控制箱内设有加热器、可燃气探头。燃气控制箱及管路：经过V201洗涤的燃气进入燃气控制箱，然后将燃气送到炉前燃气管内。燃气控制箱包括：手动外部关断阀、一级关断阀、二级关断阀、放空阀、流量调节阀、氮气吹扫阀等。燃气排气风机为了保证全，防止箱内管线泄漏出燃气聚集，在惰气集装箱顶配有两台抽风机，一用一备，连续运转，负责将控制箱内气体排到安全域。含氧分析仪现场控制盘–LCP1052惰气的产生原理及过程利用燃油和空气在惰性气体发生器中的炉膛中进行充分燃烧，产生惰气。燃料采用天然气和柴油，天然气是主燃料。空气主要是由79%的氮气和21%的氧气混合而成。在惰性气体发生器的炉膛内进行的燃烧过程，实质上是碳氢化合物和氧气之间进行的一种化学反应，燃烧后的主要产物则是碳的氧化物和水蒸汽。水蒸汽中的较大水粒冷凝后变成水，空气中的氮气在离开炉膛时并没有变化，此外还剩有一些很少量的碳的氧化物和氢。因此可以说，所产生的惰气主要是由氮气和二氧化碳气所组成。燃烧后热的烟气首先在炉膛内，被由海水形成的水套所冷却，然后这些烟气才往后流入洗涤器的冷却段中，在冷却段内进行冷却的同时，硫的氧化物被洗涤水洗掉。在出口温度下，惰气中含有的饱和状态下的水分，当这些惰气流过冷却段的末端时，饱和状态的水分又被以水滴的形式被分离出来。最终形成含氧量低于5%的混合气体通过甲板水封进入全船惰气管路中。在利用燃油与空气进行燃烧来产生惰气的功能中，燃烧空气是经鼓风机中的空气进气管路，以集装箱式的罩壳外部吸入的，并经过主燃烧器进入炉膛中的。天然气是经每个惰气发生器所配备的天然气处理橇处理后天然气。燃油是两台燃油输送泵中任何1台，从日用柴油柜抽取的。经过燃油管线中的阀门，经柴油滤器过滤后，进入主燃烧器和点火燃烧器，被喷入炉膛中。惰气的产生过程海水进入洗涤塔海水进入冷却夹套空气进入燃烧室点火供油/供气燃烧燃烧室燃烧经洗涤塔冷却洗涤洗涤塔顶部除雾器去掉水滴惰气经顶部至甲板水封洗涤塔内海水进入底部泄放大小惰气发生器的技术参数（1)主惰气发生器制造厂商： 挪威AP公司主惰气发生器生产量: 10000Sm3/h

惰气发生器设计压力: 201kPaA

惰气发生器操作压力: 116kPaA

惰气发生器设计温度： 150℃

惰气发生器操作温度： 100℃

风机排量： 10000Sm3/h

风机设计压力： 141kPaA/86.6kPaA

风机操作压力： 100kPaA

风机设计/操作温度： 120℃/100℃

柴油泵排量： 0.8m3/h

泵设计压力/温度： 4000kPaA/140℃

泵操作压力/温度： 121kPaA(吸入口)/33.5℃ 3600kPaA(排出口)/33.5℃

风机操作压力： 100kPaA

风机设计/操作温度： 120℃/100℃

橇块尺寸： 10700×3500×6470mm

橇块干重： 30000kg

橇块操作重： 32000kg大小惰气发生器的技术参数(2)辅惰气发生器制造厂商： 挪威AP公司主惰气发生器生产量: 2000Sm3/h

惰气发生器设计压力: 201kPaA

惰气发生器操作压力: 116kPaA

惰气发生器设计温度： 150℃

惰气发生器操作温度： 100℃

风机排量： 2000Sm3/h

风机设计压力： 141kPaA/86.6kPaA

风机操作压力： 100kPaA

风机设计/操作温度： 120℃/100℃

柴油泵排量： 0.17m3/h

泵设计压力/温度： 4000kPaA/140℃甲板水封装置惰气发生装置的甲板水封罐是一个气体密封装置。

作用:为防止原油储存舱内的可燃气体在燃烧空气风机停止运转时或惰气装置出现故障时，在舱内压力作用下回流，经过惰气供给主管，流入惰气发生器的罩壳内而造成危险。甲板水封工作原理

当惰气装置处于正常供气状态时，由甲板水封装置进气口进入的惰气，将内腔中的水几乎全部压至罐体的外腔中，此时进入的惰气便能顺利地从内腔出来后，经环形空间流向从罐体的出气口流出。若进入甲板水封罐的惰气压力低于水封罐下游惰气总管上的惰气压力时(如惰气发生器装置故障或停机等)，由于压差作用，使罐体外腔中的水又流回到内腔中，而关断了惰气的回流，也停止了惰气向用户的提供。压力/真空破坏器处理能力12000Sm3/h。

大气压下压力/真空破坏器对货油舱过压/真空起保护作用。它是货油舱压力/真空状态的最后保护。平时应多注意压力/真空破坏器内的液位，达到指示位置。并注意防冻，或配置防冻液。压力/真空破坏器—内管压力/真空破坏器—夹套壳压力/真空破坏器工作状态当惰气主管线压力建立并逐渐超过1750mmWG时，内部水经过内管向外溢出，然后惰气可以迅速释放，降低管线压力。当惰气主管线压力建立并逐渐降低，出现真空时，壳内的水在大气压作用下，进入惰气主管，然后空气迅速进入主管，建立起压力保护大舱。惰气系统工作模式

(1)

燃油模式

(2)燃气模式

(3)双燃料模式

这是一个自动模式，它可以自动将燃气模式转换为燃油模式，如果燃气压力降低，低压报警器PAL-1784将会启动，并自动将系统转换为燃油模式。首先，系统将自动设置成“吹送到大气”。其次，惰气系统将逐渐减少燃气的使用，同时增加燃油消耗量。当燃气量降至零时，燃气管道将自动用氮气吹净，最后，如果生产气中的含氧量已经足够低的话，系统将自动设置成“吹送到甲板”。

这种自动转换只能由燃气模式变为燃油模式，反之则不行。

(4)新鲜空气模式

根据实际工作要求和领导指令，由位于中控的主控制盘进行选择。

惰气操作一、启动前的检查（进入惰气间前要将门口的二氧化碳选择开关打到manual）检查海水洗涤管线入惰气间的手动阀在关闭位置，洗涤塔海水出口手动阀门在全开位置。检查甲板水封罐液位及海水压力是否正常，确保甲板水封泵正在运行检查风机入口手动阀门是否打开。在LCP上手动测试各阀门的开关动作是否正常(valvetest1、2);这一测试目的在于保证没有外部物质进入阀内或管线内，不会影响阀的正常运转。用燃油模式启动惰气发生装置；检查燃油油柜液位是否正常；检查燃油柜出口关断阀，进入惰气发生器前的燃油手动阀，燃油泵及点火油泵ABC的进出口手动阀是否处于开启位置。检查燃油管线是否存在泄漏。检查风机隔离开关，燃油泵ABC的隔离开关，惰气间通风风机隔离开关，燃气控制箱的气体引出风机隔离开关全部在AUTO位置。检查惰性气体发生器装置，包括柴油系统、天然气系统和洗涤系统等，它们的设备、管系和阀门等是否完好，并检查调整好参数整定值；燃气模式启动前:

检查燃气管线及阀门是否存在泄露给燃气管线放凝析液（有两处SDV7224和橇下）打开氮气瓶出口阀，确保氮气供给（瓶内压力不低于5MPa，出口压力不低于1.5MPa）打开燃气控制柜前的手动阀

惰气操作二、启动确定海水压力控制阀PCV-1240有最小开度(没有完全关闭)后，再联系泵工,启动相应的惰气冷却海水泵,打开海水进口阀,保持海水压力在180Kpa左右(此压力过大可能会导致炉膛进水)注意海水泵启动后要尽快启动惰气发生器,否则也有可能造成炉膛进水；此外，启动海水泵的同时要将炉膛夹套上的放气阀打开，放出海水管线中的空气，直到流出的海水比较匀畅。确认现场控制盘上没有报警后按下启动按钮；当含氧量达到5%时，IGSready灯亮；根据指令，按下DEL.TODECK，将惰气送往甲板用户注意连续启动三次失败后应该确认故障原因后再进行启动启动后要及时查看火焰燃烧情况，风机、油泵、有无异常、注意用点温计测量炉膛夹套及洗涤塔外壁温度惰气操作惰气操作三、停机按下STOP按钮；待风机完全停止运转后，通知泵工停海水泵；将燃烧室冷却夹套充淡水置换海水，防止腐蚀；待炉膛完全冷却后，打开炉门，对积碳进行清理

惰气一般故障处理1.含氧量高

校验含氧分析仪

更换含氧分析仪滤器

检查燃油泵压力，燃油泵前滤器

检查油头堵塞

检查燃气管路是否通畅

检查燃气压力

惰气是否超负荷运行2.点火失败

检查燃/油燃气压力

检查风机风压力

检查点火泵启动状态，油压

检查火焰传感器校正

检查点火