FPSO动力模块建造精度控制研究

【摘　要】文章以FPSO动力模块为依托，通过论述FPSO模块设计建造现状分析、FPSO动力模块工作原理、FPSO动力模块建造精度控制研究，诠释了FPSO动力模块建造精度控制的重点及难点，掌握FPSO动力模块建造的关键技术，将为我国海工模块建造的发展产生积极的作用。

【关键词】FPSO；模块建造；精度控制

0．前言

由于当前国际原油价格的不断攀升引发了新一轮的海洋油气开采热潮，海洋工程各界加速扩建海洋工程钻采和生产装备，使海工产品建造市场走向空前的繁荣。在海工产品制造过程中，大型模块的建造对增加整个工程进度将产生重要影响。FPSO动力模块中的燃气透平发电机组是为FPSO提供电力的重要模块，通过对此模块建造过程中精度控制的研究，掌握FPSO动力模块建造的关键技术，将为我国海工模块建造的发展产生积极的作用。

1.国内外FPSO模块设计建造现状分析

1.1 国外FPSO模块设计建造现状及发展趋势

国外FPSO模块设计建造已处于较为成熟的阶段，目前百分之九十以上的模块设计与建造均在国外，欧美和印度等国家对FPSO模块工艺部分的设计处于领先地位，新加坡在FPSO的改装领域占有大量订单，同时也包揽了大部分模块的建造工程。国外船厂由于受到场地资源的限制以及人工成本相对较高，所以他们的发展趋势则向技术含量较高的高附加值项目发展。

本世纪初，韩国以高技术、高质量、高附加值的“三高”方针奠定了本国造船业的发展方向，而海洋工程装备作为其中的代表得到了迅速的发展。目前，韩国三星重工、大宇造船海洋和现代重工都有各自侧重的海洋工程产品，其中三星重工在钻井船建造的领先优势日益扩大，而大宇造船海洋和现代重工则在新建FPS0和半潜式钻井平台上略胜一筹。此外，三大企业都着重发展新式海洋工程装备。

1.2 国内FPSO模块设计建造现状及发展趋势

FPSO模块建造项目在国内目前主要集中在中海油公司、大连中远船务工程有限公司、天津勃迈克公司等，目前FPSO是当前海洋工程热点之一，上部功能模块更是各公司争抢焦点。虽然我国近年来建造FPSO模块逐渐增多，但我国现在FPSO模块设计水平还处于初级阶段，国内只有少数中海油等几家公司能够设计些简单功能模块。所以说在模块设计方面我们还有较长路要走。

2.FPSO动力模块工作原理

海上采油气平台和大型浮动生产、储存、卸货油轮FPSO等，由于其远离陆地，所采用的电力系统，具有独立性和特殊性。一般要求海上平台电力系统所选用发电机，调压动作时间短、调节速度快，发电机要有较强励磁能力和过载能力。而燃气轮机发电机组完全符合这些特征，同时具有效率高、启动快、运转平稳、气体污染小等特点。燃料可以“就地取材”，利用海上采油气平台在正常生产中采集到的天然气来供给燃气轮机消耗，避免了采油平台远离陆地，燃料运输过程中带来的不便和危险以及高昂的运输费用；同时避开了采油平台地方狭小，难以储存大量燃料的困难；体积小、功率大、机组安装简便、系统自动化程度高、管理方便，所以燃气透平发电机组已广泛地被应用在海洋采油设施中。

FPSO动力模块的发电机组是整个FPSO的心脏，它发出的电能供全船用电设备使用，是保证模块安全和正常工作的前提和基础。FPSO动力模块包括了启动系统（START SYSTEM）、燃料系统（FUEL SYSTEM）、滑油系统（LUBE SYSTEM）、电力系统（ELECTRICAL SYSTEM）、密封系统（SEAL SYSTEM）、主机清洗系统（ENGINE CLEANING）、进气系统（TURBINE AIR INLET SYSTEM）、排气系统（TURBINE EXHAST SYSTEM）等多个系统，工作介质（燃油、燃气、滑油、液压油、压缩空气、淡水等）由MARINE部分和其他模块共同提供。同时也为各模块的相关设备提供热介质。

3.FPSO动力模块建造精度控制研究

精度控制：

为了保证分段制作和合拢的精度要求，减少分段制作和缩短合拢周期，应对本模块建造实施精度管理。

3.1划线的范围

每个分段在胎上进行组装，上胎板的基准网络线、余量线及其200mm检查线、所有内部构件的安装线、重要结构的理论线同侧100mm（100+t）检查线。

3.2划线的技术要求

i. 划线使用的方法应当可靠，工具应经计量且统一，并应符合现行的精度标准。划线使用的符号必须统一，中心线、轮廓线、结构线、余量线、对合线，等都要用色漆表示清楚，并打上洋冲标注。

ii.平直分段或子分段：

在划线完成后，施工单位在做内部构件安装线或根据余量处理方案处理余量之前，对上胎板的对角线尺寸、边框尺寸（长和宽）进行检测，如果尺寸偏差大于2.5mm,应反馈。对划线尺寸进行检查后修改，直至最后满足要求为止。

3.3控制余量划线精度

i. 大合拢采用无余量合拢。横缝划线工作是分段建造过程中所有装配工作的基础。因此，控制无余量划线精度是保证分段制作精度和分段合拢顺利进行的前提。

ii.划线前，划线人员应仔细研究图纸和有关资料，掌握分段的各种关键尺寸，并根据余量处理方案中的有关规定，考虑各个方向上补偿的加放，在划线时严格控制主要尺寸的精度，保证各主要尺寸的误差在标准公差要求的范围之内。

iii.所有分段的划线工作均需向检验员交检，通过后方可装配构件。检验员在验收时除了结构线外，还应控制加放值和余量处理方案的网络线和检查线，以便及时发现纰漏错误。

3.4控制分段制作精度

所有分段和总段施工者在分段制作的中间过程中应多少次测量分段的主要尺寸，发现问题及时反馈并同车间主管一起采取合理的处理方法，在装配后的焊接过程中应严格遵守规程。

3.5控制分段余量切割精度和边缘坡口质量

在切割前必须看清图并掌握坡口角度方可切割。切割过程中应该经常检测切割误差并随时进行调整。切割精度及质量必须符合要求。

3.6生产设计图纸余量表

(a)分段工作图根据精度控制要求，按照余量符号系统全面标注余量，作为指导各施工阶段余量处理的技术据。最终建造公差要符合API RP 2A和业主规格书的要求，凡未提到的误差要求均按上述技术规格书或规范执行。

(b)注意事项:各道工序的开始，必须在上道工序测量检查合格并验收后进行。焊接时要有一定的固定措施及焊接顺序。临时吊点使用后应即切掉并打磨、防腐。

(c)施工机具和辅助用料:

(1)施工机具：海吊、岸吊、履带吊、汽车吊、千斤顶、倒链及拖拉绳等。

(2)工装：分段合拢工装、脚手架。

4.结束语

总之， 由于模块建造仅仅是整个海工产品建造构成的一个重要环节，鉴于它的技术含量、建造成本和功能上的特殊地位，模块的总体建造水平的高低总体上完全能够反映出一个企业海洋工程装备的建造能力和项目管理水平，因此有必要从行业和国家的角度出发进行分析，认清形势，及时调整自身方向，力争在最短的时间内缩短与先进海工制造企业的差距，早日为我国海工事业的腾飞做出应有的贡献。　[科]