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[摘 要]本文以胜利六号自升式海上钻井平台柴油机组冷却系统的更新改造为例，结合其系统改造后期使用情况，分析探讨改造方案的优缺点，进一步总结概括，提出钻井平台柴油机组冷却系统更新改造的推荐方案与注意事项。
[关键词]钻井平台 柴油机组 冷却系统 更新改造
中图分类号：TE52 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）02-0000-01
0 引言
随着海洋石油开采技术的逐步发展，海上钻井作业不断向深海域深井施工延伸，与此同时，海上安全环保法律法规更新，对钻井平台主柴油发电机组的排放要求日益严格。因而，近年来，国内不断有海上钻井平台进行主柴油发电机组的更新换代，以获取更大功率更优性能。在平台柴油机组改造过程中，冷却系统作为柴油机组五大关键系统之一，优化其改造方案，对降低升级改造物料成本、人工成本均具有重要影响。
1 钻井平台柴油机组冷却系统概述
目前，海上钻井平台柴油机组冷却系统多采用中央冷却系统，典型的冷却系统由海水泵、淡水泵，进出水管线、调温器，热交换器、散热器、风扇、膨胀水箱、温度表、压力表等部件组成，其基本特点是使用不同工作温度的两个单独的淡水（防冻液）循环系统，即高温淡水（约80℃～85℃）和低温淡水（约30℃～40℃）闭式系统。前者用于冷却主机，后者用于冷却高温淡水和各种冷却器。受热后的低温淡水再通一个中央冷却器由开式的海水系统进行冷却。由此，可保证只使用一个用海水作为冷却液的冷却器，简化了海水管系的布置，并可保证柴油机在工况变化时其冷却水参数变化较小。
2 胜利六号自升式钻井平台柴油机组冷却系统更新改造实例
2.1改造前系统的配置与布置情况。该平台原有3套EMD L12-645-E6主柴油发电机组，机组电功率1050kW，600V，60Hz，900rpm，无进气涡轮增压。其柴油机组冷却形式为海水热交换器（管式，散热量480KW）加风扇水箱散热（散热量：500KW），冷却系统布置在离平台生活区1层约5m处，中间间隔1桩腿固桩区，系统简略原理如图1所示（以一台柴油机为例）。
2.2 系统更新改造情况。平台更换机型为3套CAT 3516C主柴油发电机组，机组电功率1505kW，600V，60Hz，1200rpm，0.7pf，3相，进气涡轮增压。在冷却系统设计要求上，新機组比老机组多一路空气冷却，需要冷却系统散热量也更大。综合考虑成本与管线布局，平台最终确定在原冷却系统基础上，高温水（缸套水冷却一路）经管式热交换器加风扇水箱冷却，低温水直接用风扇水箱散热冷却，选用高转速大功率风扇（风扇型号：1800/8‐8/P9TR，功率：50.5KW，转速：1176RPM；电机型号：55KW/6Poles/440V，60Hz/IP55）和散热量更大的水箱（水箱通2路三防液，高温路散热量：680KW，低温路散热量：486KW），改造后的系统原理如图2所示（以一台柴油机为例）。
3 冷却系统更新改造后的使用情况与优化措施
3.1 改造后的使用情况。改造后，经过一口4700m左右的深井钻井施工实验，在主发电机组各种负荷下，该冷却系统均能满足机组冷却要求，温度范围适当，但在平台停工空闲期间，却暴露出问题：①由于低温三防液（增压进气冷却一路）无海水冷却，柴油机组低负荷运转时，仍必须使用散热风扇，增加用电消耗；②改造升级后所选用的风扇功率大、转速高，布置位置靠近生活区，噪音大，影响职工休息。
3.2 缺陷优化措施。为降低噪音，进一步优化冷却系统，后期，平台补充配置了3台6se7031—5ef61型变频器，通过控制风扇电机频率变化，在平台停工、试油等柴油机组低负荷工作时，将水箱风扇转速由1175RPM降至900RPM左右，既降低噪音又不影响机组冷却。
4 平台柴油机组冷却系统更新改造的推荐方案
反思该平台冷却系统改造后存在的散热风扇不能停、噪音大问题，结合上述改造经验，再一次进行类似钻井平台柴油机组冷却系统的更新改造时，可考虑如下图3所示方案。该方案配置两个散热量较大的板式热交换器代替原系统管式热交换器，如此高低温三防液均可直接由海水冷却，相当于一套备用系统，可随时切换使用，平时钻井平台海水深井泵常开，冷却系统使用板式热交换器既可，完全解决了噪音大问题，且板式热交换整体占用空间较同冷却面积的管式热交换器小，便于布置。
5 平台柴油机组冷却系统更新改造的注意事项
钻井平台柴油机组冷却系统的更新改造是一个涉及多个专业的复合性工作，尤其是在老柴油机组与新柴油机组的功率、转速与散热量相差较大的情况下，更要准确、系统、规范的考虑改造前后的布置、适用性和安全环保等各个事项，尤其应注意：①综合考虑柴油机组工况、安全环保要求、能耗等因素，合理确定冷却系统各部件参数；②冷却系统位置离主机远、用管线长时，应正确核算附加管线阻力；③保证冷却海水流量足够，海水出口温度不应超过55℃，以免盐分析出而沉淀积垢，影响传热。
参考文献
[1] 黄少竹主编.船舶柴油机.大连海事大学出版社，2006.
[2] 朱建元.船舶柴油机.上海交通大学出版社，2007.
[3] 王源庆.船舶冷却水系统的研究与设计.[硕士学位论文]_大连海事大学，2009.
[关键词]钻井平台 柴油机组 冷却系统 更新改造
中图分类号：TE52 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）02-0000-01
0 引言
随着海洋石油开采技术的逐步发展，海上钻井作业不断向深海域深井施工延伸，与此同时，海上安全环保法律法规更新，对钻井平台主柴油发电机组的排放要求日益严格。因而，近年来，国内不断有海上钻井平台进行主柴油发电机组的更新换代，以获取更大功率更优性能。在平台柴油机组改造过程中，冷却系统作为柴油机组五大关键系统之一，优化其改造方案，对降低升级改造物料成本、人工成本均具有重要影响。
1 钻井平台柴油机组冷却系统概述
目前，海上钻井平台柴油机组冷却系统多采用中央冷却系统，典型的冷却系统由海水泵、淡水泵，进出水管线、调温器，热交换器、散热器、风扇、膨胀水箱、温度表、压力表等部件组成，其基本特点是使用不同工作温度的两个单独的淡水（防冻液）循环系统，即高温淡水（约80℃～85℃）和低温淡水（约30℃～40℃）闭式系统。前者用于冷却主机，后者用于冷却高温淡水和各种冷却器。受热后的低温淡水再通一个中央冷却器由开式的海水系统进行冷却。由此，可保证只使用一个用海水作为冷却液的冷却器，简化了海水管系的布置，并可保证柴油机在工况变化时其冷却水参数变化较小。
2 胜利六号自升式钻井平台柴油机组冷却系统更新改造实例
2.1改造前系统的配置与布置情况。该平台原有3套EMD L12-645-E6主柴油发电机组，机组电功率1050kW，600V，60Hz，900rpm，无进气涡轮增压。其柴油机组冷却形式为海水热交换器（管式，散热量480KW）加风扇水箱散热（散热量：500KW），冷却系统布置在离平台生活区1层约5m处，中间间隔1桩腿固桩区，系统简略原理如图1所示（以一台柴油机为例）。
2.2 系统更新改造情况。平台更换机型为3套CAT 3516C主柴油发电机组，机组电功率1505kW，600V，60Hz，1200rpm，0.7pf，3相，进气涡轮增压。在冷却系统设计要求上，新機组比老机组多一路空气冷却，需要冷却系统散热量也更大。综合考虑成本与管线布局，平台最终确定在原冷却系统基础上，高温水（缸套水冷却一路）经管式热交换器加风扇水箱冷却，低温水直接用风扇水箱散热冷却，选用高转速大功率风扇（风扇型号：1800/8‐8/P9TR，功率：50.5KW，转速：1176RPM；电机型号：55KW/6Poles/440V，60Hz/IP55）和散热量更大的水箱（水箱通2路三防液，高温路散热量：680KW，低温路散热量：486KW），改造后的系统原理如图2所示（以一台柴油机为例）。
3 冷却系统更新改造后的使用情况与优化措施
3.1 改造后的使用情况。改造后，经过一口4700m左右的深井钻井施工实验，在主发电机组各种负荷下，该冷却系统均能满足机组冷却要求，温度范围适当，但在平台停工空闲期间，却暴露出问题：①由于低温三防液（增压进气冷却一路）无海水冷却，柴油机组低负荷运转时，仍必须使用散热风扇，增加用电消耗；②改造升级后所选用的风扇功率大、转速高，布置位置靠近生活区，噪音大，影响职工休息。
3.2 缺陷优化措施。为降低噪音，进一步优化冷却系统，后期，平台补充配置了3台6se7031—5ef61型变频器，通过控制风扇电机频率变化，在平台停工、试油等柴油机组低负荷工作时，将水箱风扇转速由1175RPM降至900RPM左右，既降低噪音又不影响机组冷却。
4 平台柴油机组冷却系统更新改造的推荐方案
反思该平台冷却系统改造后存在的散热风扇不能停、噪音大问题，结合上述改造经验，再一次进行类似钻井平台柴油机组冷却系统的更新改造时，可考虑如下图3所示方案。该方案配置两个散热量较大的板式热交换器代替原系统管式热交换器，如此高低温三防液均可直接由海水冷却，相当于一套备用系统，可随时切换使用，平时钻井平台海水深井泵常开，冷却系统使用板式热交换器既可，完全解决了噪音大问题，且板式热交换整体占用空间较同冷却面积的管式热交换器小，便于布置。
5 平台柴油机组冷却系统更新改造的注意事项
钻井平台柴油机组冷却系统的更新改造是一个涉及多个专业的复合性工作，尤其是在老柴油机组与新柴油机组的功率、转速与散热量相差较大的情况下，更要准确、系统、规范的考虑改造前后的布置、适用性和安全环保等各个事项，尤其应注意：①综合考虑柴油机组工况、安全环保要求、能耗等因素，合理确定冷却系统各部件参数；②冷却系统位置离主机远、用管线长时，应正确核算附加管线阻力；③保证冷却海水流量足够，海水出口温度不应超过55℃，以免盐分析出而沉淀积垢，影响传热。
参考文献
[1] 黄少竹主编.船舶柴油机.大连海事大学出版社，2006.
[2] 朱建元.船舶柴油机.上海交通大学出版社，2007.
[3] 王源庆.船舶冷却水系统的研究与设计.[硕士学位论文]_大连海事大学，2009.