转载-LNG FPSO终端总体布置设计

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LNG FPSO终端总体布置设计

   世界上第一艘浮式液化天然气生产、储存和外输（LNG FPSO）终端（下称浮式终端）预计今年完工，可以预料我国很快也将建造属于自己的浮式终端。浮式终端是集天然气处理、净化、分馏、液化、储存和卸载以及发电和居住功能于一体的特大型海上装备，这么多功能要积聚在一个有限的空间内，总体布置成为浮式终端设计最大的难点之一。
    海洋工程建造常以模块化形式进行，浮式终端按功能可分为生活模块、直升机模块、公用（发电）模块、转塔模块、工艺用公用模块、天然气预处理（净化）模块、天然气液化模块、液化气石油气(LPG)分馏模块、火炬塔模块、输液臂模块、起重模块等。主甲板以下的水密空间可分为液体储存舱、空舱和机泵舱等。总体布置的设计思路将参考下图进行说明。（图片上不去呢）

    总体布置的设计最关键、最主要的一项就是确定生活模块的位置。生活楼的位置设定选择只有两个——浮体的艏部或浮体的艉部。从安全角度看，生活楼设在浮体艏部比较恰当。由于浮式终端通常系在一个单点上，受风标效应的影响，生活楼将始终处于常年主风向的上风向。处于上风向的好处，一是正常作业时，火炬燃烧后的废气、冷放空的可燃和有毒气体以及电站、热站燃烧后的废气不会吹向生活楼；二是在发生大量气体漏泄或发生爆炸、火灾的应急情况下绝大多数人员处于上风头，不受烟气的干扰，便于逃生和外来船舶及直升机的救助。但是，由于艏部迎浪，颠簸比较大，会影响人员的舒适度。如果生活楼设在艉部，其缺点是日常作业时生活区的人员容易吸入废气、毒气和可燃气；当爆炸、起火时吸入烟气。唯一的好处是人员受浮体颠簸影响较小。因此，综合考虑，笔者认为对于FPSO，生活楼设在艏部较好；对于LNG FPSO 主要危险是大量可燃气的漏泄，生活楼更应该设在艏部。
    生活楼就好比是龙头，龙头应设在最安全的位置，龙头确定之后，其他模块的位置就会迎刃而解。比如中控室是终端的神经中枢，理应设在龙头之内；避难所在应急时为人员提供庇护，设在生活楼之内最安全。直升机甲板就像龙头上的帽子设在生活楼之上，便于人员传送和应急救助；救生设备设置在紧靠居住区两侧，以便应急时将人员迅速撤离。
    火炬和冷放空对居住区和直升机起降影响最大，应设在离居住区和直升机甲板最远之处，最远之处就是浮体的艉部，因此，火炬塔（常伴有放空立管）就像龙尾一样矗立在浮体的艉部。
    龙头和龙尾确定之后，接下来就该设计龙身了。
    公用模块是非危险区，适宜紧靠生活楼布置并作为生活区与危险区之间的缓冲区，有利于减少危险区大量可燃气漏泄或爆炸事故对生活区的冲击。
    天然气预处理模块，要除沙、除水、脱酸、脱汞并得到凝析油，靠近井流输入源（转塔）是合理的选择。转塔有内转塔和外转塔之分，若选择外转塔，井流进入浮体要经过生活区；如果选择内转塔，井流就以最短的距离进入预处理设备，这就是内转塔常常受到人们青睐的原因。为了得到较好的风标效应，内转塔越靠近艏部越好，为了保证人员安全，生活楼离内转塔越远越好，因为转塔处一旦井流漏泄将对生活区构成最大威胁。因此，内转塔位置的选择应在保证浮体风标效应的情况下，离生活区越远越好，同时，为了提高生活区的安全等级，在面向内转塔一侧的墙壁要设计成防火防爆墙。


    天然气净化之后，紧接着就是液化。通常的做法是先把LPG分馏出来，这是因为LPG比LNG具有更高的经济价值。LPG模块和LPG储存舱通常设在最艉部，因为LPG比LNG的发热值大，但燃点较低，因此，就火灾、爆炸而言，LPG具有更大危险性。所以，LPG分馏设备和储存舱通常设在离生活区最远的地方。而天然气液化设备和LNG储舱就设在了中部偏后的位置。
    凡是划分为危险区的模块，如预处理模块、液化模块和分馏模块应设在通风良好的开敞区以利于漏泄气体的快速离散，另外，在这三个模块中，设备和管路设置的拥挤度不易过大，以减轻意外爆炸的后果。
    外输管汇和回气管汇、输液臂和回气臂通常设在浮体的中部并分两舷布置，这种布置方式是与当前市场上LNG运输船舶旁靠接受方式相匹配。
    起重设备的选型、布置和数量要考虑：拆装设备的最大重量；吊机要覆盖的范围；吊机作业时，尽可能避免重物一旦坠落时产生灾难性的事故（如爆炸、火灾或液化天然气漏泄等）；要有防止吊机操作时碰撞障碍物的措施；设置足够大的货物吊装安放平台等。
    逃生路线的布局，应遵循的一般原则是：任何一个区域都要有两条逃生路线至避难所或撤离地点；任何事故的发生都不能使两条路线同时失效，逃生路线尽量沿浮体的边缘设置，使烟气热辐射的影响减至最低。
    最后，在布置设计时还应考虑为设备维修提供足够的空间，比如要为热交换设备的蕊子抽出留出余地；为各设备的维护、保养和看管提供方便的通道。