30万吨级原油码头

30万吨级原油码头（精选三篇）

30万吨级原油码头篇1

随着国民经济持续快速的发展, 对石油及附属产品的需求量不断提高, 自产原油已经远远不能满足国内需求, 就2008年一年我国进口原油达到1.2亿吨。为了缓解国内石油供求紧张和降低石化企业的运输成本, 天津港和中石化合资建立天津港实华原油码头有限公司。码头设计为高桩墩台结构型式, 泊位吨级为30万 (可兼靠10万级船) , 引桥全长为13.2公里, 其中海上引桥8.8公里, 陆域引桥全长4.4公里。

文章以天津港30万吨级原油码头为依托, 介绍了运用自动化技术和工业通信网络技术所开发的输油控制系统。该系统采用集中管理的控制模式, 充分考虑结构设计的合理和规范, 操作方便、维护简单。

2 控制系统的组成

天津港30万吨油码头主要用于接卸原油并通过长输管线入库, 控制系统主要设计思路是基于这一生产工艺展开实施的。该系统设有调度室、码头操作间和8个远程控制站, 对平台10个阀门和5处压力检测点、1处温度监测点;输油管线6个阀门, 6处温度检测点、2处压力检测点;平台3处管线电伴热监控点、管线30处电伴热监控点的实时监控。同时此控制系统还实现了对码头输油臂、登船梯、氮气站、及附属设施设备的无缝连接。

3 控制系统设计

3.1 控制系统的结构

在天津港30万吨油码头中, 所有设备分布在16公里长的管线上, 功能独立但又相成为一体, 直接用电缆将这些分散设备集成起来, 即提高了造价又降低了可靠性, 所以本系统采用网络控制技术来实现对这些设备的集成。本系统采用了工业以太网和现场总线两种控制网络, 通过工业以太网实现了输油子系统、输油臂、氮气站、登船梯与监控计算机及码头操作间防爆显示终端的数据交换;采用INTERBUS现场总线实现输油子系统对8个远程站的监控。

3.2 控制系统的组成及功能

该系统是一个高可靠性、实时性的控制系统。根据本控制的网络结构, 可分为生产作业操作监控层和设备子系统层。

1) 生产作业操作监控层:生产作业操作监控层由调度室工业监控计算机、工作平台操作间防爆终端等设备组成。

在调度室内设置三台工业监控计算机, 第一台为输油系统监控站、第二台为系统通用监控站、第三台为防爆显示终端服务器。

主要实现以下功能:输油工艺流程的选择、启动、停止控制;输油设备的自动操作控制及故障显示;流程设备的状态及工艺流程实时监视、显示以及报警;温度、压力信号的自动采集处理和图形显示;与输油子系统、输油臂、登船梯、氮气站等子系统的通信以及工艺流程运转联锁协调控制、状态监视。同时将系统和各子系统的生产作业数据和工作状态、故障状态实时存储至管理系统。

2) 设备子系统层:设备子系统层由输油子系统、输油臂、氮气站、登船梯四个子系统组成。各个子系统功能对立, 用网络控制技术, 将四个子系统的PLC作为以太网内的1个子站, 实现与调度室监控计算机的信息交换。各个子系统的组成和所实现的功能包括:

输油子系统:主要由一台CPU处理器模块和配套的电源模块、RIO通信模块、以太网模块、INTERBUS总线模块、I/O模块等设备组成。本系统实现对管线阀门、电伴热、管线压力温度表等设备的监控。

输油子系统分为两部分组成。第一部分由输油子系统PLC的I/O模块、码头前沿区域设备组成。码头前沿区域离中控室距离较近, 相应设备可以通过电缆直接接入输油子系统PLC的I/O模块, 进行监控。第二部分由PLC的INTERBUS总线模块和总线上的八个子站组成。对于分布在长16公里管线上的设备, 系统采用INTERBUS现场总线技术。INTERBUS现场总线物理层采用RS485串行通信标准, 传输介质可为屏蔽双绞线、光缆等, 最多分支可为16层, 速率可达500K, 网络拓扑结构为树形, 最多可连接255个子站, 各子站无需编码。

根据本工程的实际情况, 将输油子系统PLC的INTERBUS总线模块作为主站, 在输油管线上设置八个子站, 分散在管线上的设备作为这些子站的内部设备同主站进行数据交换, 实现输油子系统PLC对输油管线上设备的监控。该部分的所监控的设备主要包括:电动阀门:工艺管线共有16台电动控制阀门, 每台电动阀门的电动执行机构受自动控制系统监控, 向PLC控制系统输出以下信号:远程可用、阀门开到位、阀门关到位、阀门开运行、阀门关运行。每台电动阀门电动执行机构接收PLC设备输出的以下控制信号:远程开阀信号、远程停阀信号和远程关阀信号。温度检测仪表:输油管线相应位置安装温度检测仪表, 将4~20m A信号传入PLC, 监视器上有油温的数字显示及历史趋势显示。压力检测仪表:输油管线相应位置安装压力检测仪表, 将4~20m A信号传入PLC, 监视器上有压力数字显示及历史趋势显示。

输油臂:码头平台共有4台输油臂, 实现油船和输油管道的连接。控制方式为本地控制及输油臂系统PLC控制。4台输油臂的对接完成、运行、故障、超限报警信号将通过硬线连接传送到输油系统PLC, 并将同中控室监控计算机建立通信, 向控制系统传输更多的监控信息, 受自动控制系统监视。

登船梯:码头平台设有1台登船梯, 由于人员的上下船。控制方式为本地控制。其运行、停止和故障报警信号将通过硬线连接传送到控制系统PLC, 并将同中控室监控计算机建立通信, 向输油控制系统传输更多的监控信息, 受自动控制系统监视。

氮气站:码头辅助平台内设有氮气站, 为管线进行氮气吹扫提供氮气。其主要设备包括两台空压机、一台干燥机、一台制氮机, 由一台PLC控制氮气站所有设备的运行。其运行、停止和故障报警信号将通过硬线连接传送到输油系统PLC, 并将同中控室监控计算机建立通信, 向控制系统传输更多的监控信息, 受控制系统监视。

本层实现以下功能:输油工艺设备状态的采集。包括温度、压力检测、阀门开关到位检测、巡更信息检测、电伴热状态检测, 同时也包括对输油臂、登船机和氮气站等单机设备与控制系统的硬线联锁信号的采集。输送工艺系统设备控制指令的输出。包括阀门打开、关闭、停止指令, 电伴热启动、停止等。

4 结论

天津港30万吨级原油码头控制系统在设计和选型上采用了国际上技术先进、性能可靠的软、硬件设备和控制方法。在投入运行后, 系统运行稳定, 自动化程度高, 各个监控画面清晰明了, 对作业现场进行了很好的监视和控制, 提高了作业效率。

参考文献

[1]法国施耐德公司.Modicon TSX Quantum硬件手册, 2003.

30万吨级原油码头篇2

关键词：打桩船,柴油锤,地层,沉桩

1 概述

本工程为新建30万吨级原油码头, 由1座码头和1座引桥组成, 均采用桩基墩式结构, 用大跨度钢桁架引桥连接。工程所在海域地质条件复杂, 设计要求桩尖达到层顶高程-49m处极密实粉细砂层, 但在层顶高程-12.15~-36.09m处夹有极密实粉细砂, 土质不均, 分布不连续, 平均厚9.67m, 标准贯入度在60<N<70击之间, 该层厚度较大时将给沉桩施工带来极大困难及误判导致桩端未有效穿透底部粘性土等现象。

2 主要船机设备性能

采用“葛飞腾2”打桩船, 该打桩船配备D-180柴油锤锤击Φ1.5m钢管桩, 成功穿透10m左右的极密实海底粉细砂层, 这在国内同类型打桩船中尚属首次完成, 打桩船和打桩锤性能见表1和表2。

3 施工方法

3.1 施工工艺流程

海上沉桩流程:施工准备 (安装调试GPS定位系统) →运桩→沉桩船舶驻位→打桩船移至运桩驳起桩→移船立桩→管桩进龙口→移船就位→调平船、调整龙口垂直度或斜度→调整桩位平面扭角和GP精确定位、收紧缆绳→桩自沉→依据GPS调整船位和龙口→压上柴油锤和替打→依据GPS再次调整船位和龙口→启动小冲程锤击管桩→正常锤击管桩→根据GPS软件反映贯入度变化及时调整锤击频率→满足沉桩控制条件后停锤→估测桩偏位→起吊锤和替打→移船取桩。

3.2 操作要点

3.2.1 施工准备

首先在岸上已知的坐标控制点上设置GPS参考基站, 通过进行参考站安装的GPS信号发射装置与打桩船上的GPS信号接受系统联合调试, 把具体桩位坐标、仰/俯角、斜率等参数输入GPS打桩软件, 具备打桩施工船舶定位条件。另外要掌握海水的流速和风力等情况, 确定每根的沉桩作业时间, 确保沉桩质量和安全;熟悉详细的地质资料, 以便施工过程中预测沉桩阻力及时调整锤击频率。

3.2.2 移船抛锚定位

打桩船由起重量为15t的抛锚艇负责抛锚, 使用4个10t、3个8t海军锚进行海上移船定位工作, 每个锚上配用Φ38mm起锚钢丝绳及浮漂, 定位船、运桩驳船停泊在打桩船附近, 保持150m左右间距。在锚缆设置上, 船体左右抛设交叉十字锚和单前进缆以及尾八字锚, 锚绳大约布置350m左右, 以保持船身平稳。

3.2.3 起桩与立桩

(1) 起桩。紧松锚缆, 将打桩船移至运桩驳船一侧, 令两船的中心线保持互相垂直状态, 龙门架前倾, 下放主副吊钩。钢管桩上设有3个吊点, 2个120t主吊钩吊挂靠近桩顶的2个前吊点, 1个80t副吊钩吊挂桩尖部位后吊点。待起吊钢丝绳卡环锁好钢管桩后, 主副吊钩同步上升, 使钢管桩脱离运桩驳船, 通过移船绞车松紧锚缆移动打桩船至桩位附近, 准备立桩。 (2) 立桩。打桩船左边120t主钩与右边80t副钩采用2点起吊将钢管桩由水平状态调整到竖直状态, 同时右边120t主钩逐渐带劲, 钢管桩将绕轴心扭转180, 观察操作台称重计量器, 使左右两钩受力平衡, 即由2个主钩共同承担桩身自重, 此时可将桩身下部副钩吊点的抽销卡环解脱。最后操作桩架变幅油缸使龙口架后倾, 让钢管桩与龙口架滑道基本保持平行, 桩身靠上龙口架卡背板。启动抱桩器, 通过液压支臂抱桩并锁定, 操作桩锤绞车使替打沿龙口架轨道滑移, 套住桩顶完成立桩。

3.2.4 GPS定位与落桩

(1) GPS定位。海上测量定位采用“海工工程远距离GPS打桩定位系统”, 该系统主要由三台固定在船体上的GPS流动站和岸基GPS参考站以实时动态模式控制船体的位置、方向和姿态。GPS流动站的坐标数据经信号反馈线路传入计算机测控软件, 软件根据船上3台GPS流动站与2台激光测距仪的相对位置, 推算出2台测距仪的坐标数据, 结合输入软件的桩基要素, 从而推算出桩基中心坐标, 并在测控软件上显示设计桩位坐标的位置。后续只需将船体动态桩基位置移至设计桩基位置, 即可完成精确定位工作, 定位精度达到2cm以内。 (2) 落桩。通过移船绞车松紧锚缆, 按照GPS软件的指示使钢管桩到达设计的桩位, 并将钢管桩调整至设计斜率;慢慢下放主吊钩, 待桩尖入土2~3m后, 暂停下桩, 观察GPS软件显示界面, 对桩体进行进一步的校正, 然后继续下桩, 直至在桩体自重作用下不再下沉为止。在此基础上落下桩锤, 此时管桩将继续下沉直至稳定, 微调船体左右平衡, 要求桩锤、替打和桩身保持同一轴线上, 检查无误后, 解开2个主钩吊索卡环, 完成落桩工作, 具备开锤条件。

3.2.5 动态控制锤击过程

D-180柴油锤有四个档位, 可通过外置手柄拉索控制供油量来调整柴油锤爆发能量应对不同地层情况。一般开锤前, 通过关闭柴油锤供油装置的方式, 用“空锤”锤击钢管桩3~4次, 进一步下沉钢管桩, 避免海底淤泥层过厚造成“串桩”现象。待桩身稳定后打开抱桩器和背板, 启动桩锤, 开始正常施打, 开始锤击时油门需控制的小一些, 以后逐步加大, 直至打至要求的设计标高或控制贯入度。

在盘锦荣兴港30万吨原油码头项目的沉桩施工中, 起始地层标准贯入度N≤30击, 属于中密砂土层, D-180柴油锤通常使用2挡沉桩。当桩尖进入密实砂土层时, 标准贯入度也随之增大, D-180柴油锤切换为3挡沉桩。当标准贯入度N≥60时, 沉桩贯入度急剧变小, 为突破该地层需切换为4挡沉桩直至桩尖位置达到设计要求。通过实践, “葛飞腾2”打桩船配备的D-180柴油锤在锤击过程中按照地层变化实时动态控制柴油锤锤击状态, 可以有效地穿透标准贯入度60<N<70的海底粉细砂地层, 在满足设计要求的同时, 锤击数减少30%, 可以有效地延长柴油锤的使用寿命。

3.2.6 停锤

按照本工程钢管桩沉桩停锤标准, 以标高控制为主, 贯入度为辅。桩尖达到设计标高, 最后10击平均贯入度不应大于5~7mm/击。

4 结束语

配备D-180柴油锤和GPS卫星打桩定位系统的“葛飞腾2号”93.5m打桩船, 工作精度高, 柴油锤爆发能量大, 在盘锦荣兴港钢管桩沉桩施工中, 成功穿透极密实粉细砂层, 可在类似大型海上桥梁工程和港口工程的桩基施工中应用和推广应用。

参考文献

[1]JTJ 254-98, 中华人民共和国行业标准《港口工程桩基规范[S].交通部第三航务工程勘察设计院编制.

[2]许清侠, 胡中雄.沉桩的挤土效应[J].地下工程与隧道, 1998 (03) .

30万吨级原油码头篇3

一直以来, 超大型油船 (VLCC) 作为世界油运市场上的主力军, 全球目前拥量达到近千艘。从1966年首艘VLCC在日本建造成功, VLCC已经发展了四十多年, 技术不断更新换代, 已比较成熟。在世界上, 目前只有少数国家掌握了设计建造VLCC的技术, 中国在2002年已由大连新船重工实现了造船业在超大型油轮“零”的突破, 现在能够设计与建造超大型油轮的船厂已有好几个。近年来, 中国经济持续高速发展, 国内对石油的需求不断上升, 对VLCC油船需求量也在增加, 可以预测, 未来较长时间内, VLCC的市场需求量仍会保持稳定增长。

船舶舵机是船舶中关键的部位, 起到了控制船的航行方向的作用, 其安装工艺和安装质量对舵机功效的发挥影响巨大, 安装不当容易引起各种问题。而不同的问题都会在使用时产生各种不便, 在这方面, 要能及时发现和解决安装不当引起的问题, 离不开经验技术丰富的技术人员。本文就是主要论述了某船厂一艘30.8万吨原油船舵机故障的分析和排除过程。

1 舵机现状检查

某船厂的造的30.8万吨VLCC原油船交船不久后发现舵机振动大, 噪音大, 并且在舵机的液压油里面发现了大量的黄色金属粉末。在对船舵机进行了一系列检查后, 现场检测数据如下述。

(1) 油缸安装基准测量 (对角) 和四个油缸等高测量。在对油缸安装基准测量后, 得到四个油缸的安装基准点距离对角中心的距离值最大相差为0.5mm, 在许可范围内, 符合要求。

通过将直尺归置于舵柄上, 测量油缸基准面的高度, 进行等高测量后, 得到四个油缸的高程表如表1。

(mm)

按照相关规定, 四个油缸的高度值的公差应在0.15mm内, 而表中所示值为3.04mm。分析表中数据得到如下结果:1号缸与2号缸同一柱塞相连, 3号缸与4号缸同一柱塞相连。其中1号缸和2号缸高度相差0.68mm, 3号缸和4号缸高度相差0.36mm, 均超出安装要求, 对舵机的运行产生直接影响。2号缸和3号缸高度相差3.04mm, 超差严重, 不利于舵机的运行, 考虑其不与同一柱塞相连, 因此对于金属粉末的产生不起主要作用。

(2) 柱塞和油缸垂直方向平行度测量。将直尺规置于油缸上, 测量油缸基准面与柱塞之间的距离, 允许值:h1~h2值的差在0.10mm以内。测得的值如表2。

分析表中数据, 要求公差值在0.1mm以内, 实测2号缸与3号缸超差, 其中3号缸公差达到0.16。

(3) 柱塞与油缸铜衬套间的间隙测量。柱塞与油缸铜衬套间的间隙的允许值, 也就是船艏与船艉之间的差值的绝对值 (|e1-e2|) 应不大于0.07mm, 测得的数据如表3。

根据表中数据, 各缸“上”间隙均超过0.27mm, 说明有磨损。2号油缸的|e1-e2|超出许可值, 同时“船艉”处间隙只有0.05mm, 说明2号油缸的磨损是现阶段液压油内金属粉末的主要来源, 此点可在2号油缸密封圈附着的金属粉末数量来证实。

(4) 其它检测结果。经测量滚轮与淬火钢板间隙后, 得知间隙相对较均匀, 但船艉4号缸侧的下部淬火钢严重磨损。然后又做了安全阀起跳试验 (试验压力25MPa) , 在试验中, 导向杆与油缸端面之间的间隙由1.75mm扩大到约6mm, 打开排气阀后该间隙复原至1.75mm, 分析得舵机机座发生小量弹性变形, 钢性不满足要求。之后是检查主泵与电机联接的联轴节平行度及倾斜度略有超差, 本此测量中已将其调整至允许范围内。2号泵组运行时, 在柱塞进入NO.4油缸的时候声音偏大, 且NO.4油缸侧震动明显。

2 检测结果总分析

经过对所测数据进行充分分析研究, 对该舵机评定如下:

(1) 舵机安装现状超出舵机的安装及调整要求, 对舵机的使用极其不利。特别是油缸的不等高直接造成柱塞与铜衬套的严重磨损 (注:L0001所用的《电动液压舵机船内安装及调整要领》对油缸高差未提出要求) , 由于柱塞表面镀有铬, 要比铜衬套硬得多, 铜衬套因磨损形成的铜粉会粘附在柱塞表面, 形成粘附磨损, 在V型密封圈的作用下, 铜粉脱离柱塞表面形成游离颗粒而直接进入液压油, 是液压油中出现黄色金属粉末的原因。并且对金属粉末进行取样检测, 检测结果显示金属粉末的主要成份是ZCu Sn10Zn2, 证实了是铜衬套的材质。

(2) 舵机基座刚性不能满足舵机使用要求, 表现为油缸端面与导向杆之间的间隙变化。

(3) 由于舵机压力及回油正常, 故较大的声音与震动都与安装及基座刚性有关。

(4) 短期内该舵机仍能正常使用, 为保证长期安全、正常使用, 希望尽快重新调整舵机并加强基座。

3 解决方案

基于以上的分析和评定, 解决措施分为二个阶段:舵机未调整前的使用注意事项和舵机的重新安装调整。

3.1 舵机未调整前的使用注意事项

在航行过程中注意检查金属粉末的含量, 同时使用船厂提供的净油器, 对金属粉末进行过滤;使用过程中加强检查, 特别是注意导向杆与油缸端面的间隙变化情况及工作油的清洁度, 以防止频繁的间隙变化变成永久变形;注意舵承的充分润滑, 包括圆柱面及平面的润滑;尽量少操或不操大舵角。

3.2 舵机的重新安装调整

舵机的调整严格按照《电动液压舵机船内安装及调整要领 (2010版) 》展开。

3.2.1 前期准备工作

(1) 船厂准备工作。外加工、租赁资材和劳务, 其中包括需要进行更换的16对垫片和止推斜楔16块, 舵机测量工具和常规工具, 专业的电焊工1人, 专业钳工8名。

(2) 舵机准备工作。包括如下三项:专业的检修技术人员, 舵机专用工具及资料, 准备8块滚轮淬火钢板和配套螺丝8套。

(3) 船东配合工作。舵机的检修同样也需要船东的配合工作, 具体所需做的事情如下:①安排维修时间和维修地点;②办理动火证, 等相关登船证件;③提供液压油和洗缸用油, 数量为舵机系统额定用量;④提供动能和车床。

3.2.2 工作前检测

耗时1天。测量柱塞与油缸铜衬套间的间隙和导向杆与油缸端面之间的间隙, 记录数据。

3.2.3 舵机重新调整、安装

耗时5天。重新调整和安装舵机的步骤如下:①锁舵、固定舵;②拆除侧撑锲块, 松开地脚螺栓, 利用临时顶丝托起舵机;③测量相关数据, 机加工垫片;④按舵机厂提供的《电动液压舵机船内安装及调整要领 (2010版) 》进行调整安装;⑤垫片拂配, 侧撑拂配。钻孔、地脚螺栓拉紧固定;⑥止推块点焊 (或者加顶丝) 。

3.2.4 更换滚轮侧板

耗时2天。更换滚轮淬火钢板板的步骤如下:①测量滚轮淬火钢板数据;②加工滚轮侧板, 滚轮侧板的加工要求如下图 (其中两平面粗糙度为0.8, 两平面平行度和平面度不超过0.02) ;③安装滚轮侧板;④锁舵拆除。

3.2.5 舵机座的加强

耗时5天。对舵机座进行加强, 具体方案如下:1舵机座工字梁上面和下:①面均需增加加强肘板;②舵机座四角需增加8块加强肘板;③舵机座侧向8块肘板尺寸需加大 (见附图2云线圈处) ;④朝船艏艉向的4个开口需补孔封住, 改为在船的左右舷方向分别开4个600X400的人孔, 具体形式分别见附图2和3所示。

3.2.6 清洁和油漆

耗时1天。清洁按如下顺序进行:①机带油箱清洁;②柱塞缸清洁;③管路及阀件清洁, 使用压缩空气吹, 及专用布料擦拭;④加注新液压油;⑤对烧焊部分进行打磨和油漆。

4 结语

本文案例详细说明了问题的检查和解决的过程, 并对舵机安装、使用过程中存在的问题进行整改安装调整, 更换了8块淬火钢板 (全部) , 并且对舵机底座进行了加强。目前今该船舵机运行良好, 并将舵机的加强方案应用于后续船, 实现了舵机的安装优化。

参考文献

[1]黄基伟.Huang Jiwei船舶建造检验的首要环节开工前检查[J].广东造船2008, (01) .

[2]马波论船舶法定检验质量管理体系的基本目标和要求[J].珠江水运2004, 06) .

[3]李欢浅谈内河船舶消防设备的检验和管理方法[J].珠江水运2007, (08) .