惰气系统介绍-孙新民

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 检查点火电极 检查点火喷嘴脏堵情况 燃气模式调整燃气控制阀的初始 开度
3.甲板水封压力低 调整甲板水封泵出口至排舷外的 阀开度 现场确认液位，是否误报警
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。
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。
燃气排气风机
含氧分析仪
现场控制盘 – LCP 1052
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。
惰气操作
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
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(valve test1、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；
100 kPaA 120℃/100℃ 10 700 × 3500 × 6470 mm
30 000 kg
32 000 kg
大小惰气发生器的技术参数
(2) 辅惰气发生器 制造厂商： 主惰气发生器生产量: 惰气发生器设计压力: 惰气发生器操作压力: 惰气发生器设计温度： 惰气发生器操作温度： 风机排量： 风机设计压力： 风机操作压力： 风机设计/操作温度： 柴油泵排量： 泵设计压力/温度：
挪威AP公司 2000 Sm3/h 201 kPaA 116 kPaA 150℃ 100℃ 2000 Sm3/h 141 kPaA/86.6 kPaA 100 kPaA 120℃/100℃ 0.17 m3/h 4000 kPaA/1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。
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： 主惰气发生器生产量: 惰气发生器设计压力: 惰气发生器操作压力: 惰气发生器设计温度： 惰气发生器操作温度： 风机排量： 风机设计压力： 风机操作压力： 风机设计/操作温度： 柴油泵排量： 泵设计压力/温度： 泵操作压力/温度：
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
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
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
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
大小惰气发生器的技术参数 惰气系统工作模式 惰气操作 惰气一般故障处理
惰气的概念
惰气的内容是根据1974年版《the IMO regulation 62》，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%．
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。
惰气系统 的简介
孙新民
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-X832)，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-T831)，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。
惰性气体中含氧量的界限
O2 % < 11% O2 % < 8% O2 % < 8% O2 % < 5%
易燃的最低含氧量 惰性气体的定义含氧量 报警界限 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 < 100 ppmv
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： 点火电极、 火焰探头、 点火喷嘴、 主燃油/燃气 喷嘴
点火装置
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
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。
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”。
风机操作压力： 风机设计/操作温度： 橇块尺寸： 橇块干重： 橇块操作重：
挪威AP公司
10 000 Sm3/h
201 kPaA
116 kPaA 150℃ 100℃
10 000 Sm3/h
141 kPaA/86.6 kPaA
100 kPaA 120℃/100℃
0.8 m3/h 4000 kPaA/140℃ 121 kPaA(吸入口)/33.5℃ 3600 kPaA(排出口)/33.5℃
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
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。
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，IGS ready 灯亮； 根据指令，按下DEL.TO DECK，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