自升式海洋平台压缩空气系统设计【文献综述】

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1、毕业设计文献综述船舶与海洋工程自升式海洋平台压缩空气系统设计前言：2008年金融危机爆发，全球石油需求下降，油价大幅下跌。在资金短缺和利润空间下降的压力下，石油公司逐步缩减了海洋油气上游投资，海洋钻井作业量大幅减少，从而导致许多浅水及中深水钻井平台闲置，日费率相应下降。同时，新一轮建造平台的高峰加剧了这种市场低迷的情况，并加快了平台的更新换代。随着油价的回升，各大石油公司加大了海洋油气上游投资的力度，浅海和中深海平台市场出现回暖的迹象。深水钻井平台受金融危机影响较小，市场需求一直保持旺盛。适合深水、超深水和极地等恶劣环境的钻井平台是未来海洋钻井平台市

2、场发展的一个主要趋势。我国在这方面的钻井装备水平仍比较落后，适合深海和极地钻井平台的工艺技术仍处于起步阶段，应充分发挥后发优势，适时进入深海、超深海和极地油气勘探开发领域。而自升式钻井平台就是目前世界上广泛采用的海洋钻井装备之一，主要是在滩涂和浅海区域作业，近年来，自升式钻井平台的建造量逐年增加，我国在海洋钻井平台的设计、建造、检验和科研方面都迫切需要发展，特别是在海洋钻井平台的基本(技术)设计上，我国在独立设计方面尚有一定的差距，大多依靠外国设计技术。因此，开展上述相关方面的研究工作，是提高我国海洋结构物设计制造能力的需要，也是提高海洋平台设计国际

3、竞争力的需要，这对于我国海洋资源的开发和我国海洋工程事业的发展都具有重要意义。其中压缩空气系统是一个相对独立而又非常重要的系统，它是海洋平台的重要动力气源，在海洋平台的各个相关联的系统部位中起着至关重要的作用。本平台的压缩空气系统主要包括空压机橇块、柴油机驱动空压机、空气瓶、起动空气瓶、应急空气瓶。通过本系统，可有效保障平台的动力气源，消防安全，生活、生产、清洁需要。正文:压缩空气系统是平台系统中的关键设备，要让它既能发挥应有作用又合理，必须通过周密的设计来满足应用上的特殊需求。为了选择高效率的优化设计，须将5个基本因素考虑到设计中。这5个因素为压缩

4、空气的需求量，品质，供应，储存，管路系统(分配及控制管理)。所有这5个因素必须综合考虑，才能达到最佳的运行状态。(l)压缩空气需求量决定压缩空气系统的实际需求量是非常重要的，也是非常困难的。空气系统的用气量经常大幅度波动，有时会超过预先估计的平均用气量。如果我们能知道任何时间的用气量，就能设计储存及分配系统。测试一个现有系统的需求与时间关系的最精确的方法就是用一只流量计监测空气流量。流量计可以装在系统的许多点上，不过通常是安装在空气主系统的起点，记录数据如空气流量和压力，这样就可以用来绘制流量图。泄露和假需求在整个需求中占了相当的比例。泄露可以在关闭

5、所有的空压机并且没有气动工具运行的情况下通过许多方法测试，比如测试储气罐压力下降的时间、测试满载运行的和时间、测试用气点的泄露。压缩空气系统的假需求是由于系统压力与用气设备要求的压力不一致造成的。可以通过在用气点或在管路的起点加装压力调节器来调整。在决定一个新系统的压缩空气需求时，必须考虑工作压力要求、压缩空气要求和每台设备的运转周期。每台气动设备都有其最佳运行状态，通常是运行在额定的流量及压力时。这样，就要求设计一个提供单一压力的压缩空气系统，必须平台压缩空气系统的设计与实现确保所有气动工具和设备都有效工作。(2)压缩空气品质不同的应用需要不同级别

6、的压缩空气质量。一般平台上的压缩空气系统，根据系统用气的不同，会选择油水分离器、干燥器、过滤器等设备对压缩空气进行处理，得到符合品质要求的空气。(3)供应需求压缩空气供应是由空压机提供的。可以利用充分的储存和合理的管路分配来满足需求。如果供应、储存及管路布置不当，会引起压力波动过大，使操作成本上升。大多数的空压机由用气点压力控制。例如，压力降低说明用气量增加，需要增加空压机输出;压力升高说明用气量减少，需要减少空压机输出。空压机使用控制系统来监控压力变化，并使空气供应适应其变化的需求。一般船上采用至少两台空压机互为备用，并选配PLC逻辑控制器的方式来

7、控制空气供应量。(4)压缩空气的储备压缩空气储备由系统中所有的容纳设备组成。充足的储备是非常重要的，代表了在任何需要的时候可释放或补充的能量资源。空气瓶通常表示了整个储备量的大小。这也就要求要有尺寸合理的空气瓶，能为任何需求高峰提供充足的储备。在高峰时，一个设计不良的系统会造成管网压力的下降。另外，在多台空压机的系统中，不是每台每时都在运行，所以实际的供气量可能比系统设计的供气量低。在另外一台空压机起动之前，储备的压缩空气就可用来防止系统压力的下降。储备量的确定要考虑到以下几个方面:超额需求量、空压机起停次数以及补充储备气量的时间。(5)管路系统设计

8、压缩空气系统的设计选型与自动控制管路系统负责传输压缩空气，并连接供应、储备及需求。理想的管路系统为所有用气点