FPSO船舶的空调通风设计研究

FPSO船舶的空调通风设计研究

季跃

启东中远海运海洋工程有限公司，江苏南通  226200

摘要：FPSO被称为海上石油工厂，海上原油开采后经过FPSO初加工及存储，将水和原油分离，随后将水通过钻进打入油田，实现循环利用。在FPSO船舶中空调通风系统是重要组成部分之一，对工作人员身体健康及安全影响巨大，因此本研究重点探讨FPSO船舶空调通风系统的设计，旨在提升FPSO船舶空调通风系统设计水平。

关键词：FPSO；船舶；空调系统；通风系统

随着海洋工程技术的发展，浮式生产储油卸油装置（FPSO）被广泛应用于海洋油田和天然气田的采油作业中。由于FPSO船舶在漂浮的同时还需要确保内部舒适的工作环境，对FPSO船舶的空调通风设计提出极高要求。为了确保工作人员的生命健康及安全，科学设计空调通风系统十分重要。通过优化空调通风系统的设计方案，提升FPSO船舶内部工作环境的舒适性，为FPSO船舶的实际工作提供技术支持。

一、FPSO船舶空调系统设计

FPSO船舶是一种将原油和天然气生产、储存和卸载到海上油气管道的船舶。由于工作环境恶劣，船舶内部舒适度要求高，因此FPSO船舶的空调系统设计显得非常重要。该系统需要实现室内温度、湿度、新风等参数的调节，同时满足节能、高效、稳定、可靠等要求。设计过程需要综合考虑船体结构、空间布局、通风设备选型、管道敷设等安装条件，以及实际工作需求、能源利用等方面因素，提出最佳的空调系统设计方案。针对FPSO船舶空调系统设计中还需重点关注电气相关房间（如通导房间）设计及可燃气体和毒害气体防护设计。

（一）通导房间设计

通导房间是FPSO船舶的重要控制室之一，空调系统设计时需要以通导室为基准。通导间内部设备密集，运行时会产生大量热量，容易影响内外通电设备的正常运行。同时，由于通导间具有较高的密闭性和通风难度，传统的通风方法难以满足舒适度和稳定性要求。针对上述问题，通导间的空调系统设计应综合考虑以下因素：一是确定适当的温度和湿度范围。通导间内部的设备对环境条件要求较高，应该将温度和湿度控制在一个合理的范围内，确保设备的稳定运行，提高操作员的工作舒适度和健康状况。二是采用分区送风模式，将通导间内部划分为多个区域，在每个区域内设置送风口，实现空气流动的均匀分布。更好地控制空气流速和室内气流方向，防止死角形成。三是满足新风需求。为了维持室内空气的质量和环境的稳定性，需要在通导间内部设置新风口或者引入外部新风系统，确保有足够的新鲜空气流入。同时需要考虑新风口的位置和数量，以及外部空气的温度、湿度和扬尘等因素。四是选择合适的通风设备。通导间的通风要求非常高，需要安装空调设备，如吊顶式或者柜式空调系统、风冷或者水冷式空调系统等。选型时需要考虑设备的优缺点、耗能情况和维护成本等因素。

（二）可燃气体及毒害气体防护

大部分FPSO船舶上层建筑是设置在艉部的，在原油初步生产以及储存输油过程中难免出现可燃气体泄露问题。当海洋油田中硫化氢含量较高时还会对人体健康带来巨大隐患。对此，FPSO船舶空调系统设计中应在FPSO船舶内部及外部风口设置气体检测系统，及时发现和识别可燃气体和毒性气体的存在，并给出警报信号。气体检测仪器应放置于重要区域，如库房、机房、控制室等，并及时更新检测记录，以提高监测的精度和可靠性。为了保证船体内部空气的安全，需装设空气流通系统，及时的将可燃气体或毒害气体排除。应采用含有过滤器的空气流通系统，确保内部空气的质量和环境的稳定性。通过主动的新风换气和强制的机械排风，能够及时排除室内毒性气体和可燃气体，保持空气清新。在通风设备布局中，对于涉及化学气体、原油等可燃和毒性物质的相关区域，应尽可能减少通风管道和储罐连接口，减少污染物泄漏的风险。通过调整通风设备的位置和布局，以及选择适当的通风方式，减少室内空气的浓度和移除有害的气体物质。此外，为了延长空调设备的使用寿命，让其在恶劣工况下仍能稳定工作，位于室外的空调需选择防爆空调。防爆空调具有耐严酷环境的特性，其压缩机和电器均可适应较高的温度、湿度和气压，能够在危险性区域内运行。采用防爆空调，可以减少火灾、爆炸和腐蚀等事故的发生概率，提高FPSO船舶内部的安全性和稳定性。

二、FPSO船舶通风系统设计

依照相关规定，船舶需在员工住所通道、控制室、设备房等设置通风口，此类通风口通常设置在上层建筑及甲板外侧。通风口设置时应根据不同区域的实际情况选择合适的通风方式，如自然通风、机械通风或自然与机械通风相结合。同时需考虑该区域的环境温湿度、气味气体浓度、人员密度和工作性质等要素，达到通风质量、效果和节能目的。同时在通风设计中需根据实际情况确定通风系统的布局、送风量、风口位置等，保证空气流通畅通。对各种通风设备进行合理配置和布置，如机舱、配电板间、气体间、杂物间等的机械式和自然式通风系统的防火措施，防止通风管道成为火灾火场。通常而言，分散式通风模式成本较高，常见的设计中会设置公共进风口及排风口，设计中需考虑公共进风口及排风口管内流动风速问题，若风速过快易造成管道单反面压力过高，导致管道变形，影响通风量。为了控制调节通风量，需在通风支管中安装通风调节装置，以此控制通风支管通风量，避免单个支管通风负荷过大而影响整体通风效果。此外，需依照通风管穿过的舱壁的防火等级安装手动，气动或电动防火风闸，减少火灾的发生。除了上述管线设置要求外，还需合理掌控室内温湿度，利用合适的排湿和加湿设备，通过稳定的通风系统达到舒适、健康的操作环境。同时可以在通风系统中配置过滤器和相应的净化装置，提高空气清洁度，减少室内产生的灰尘和其他悬浮微粒的数量和分布，为工作人员提供健康舒适的工作环境。

三、FPSO船舶空调通风系统噪声管控设计

FPSO船舶的空调通风系统在运行时会产生一定噪声，大噪声会对船员的工作与休息造成不良影响。因此，需要在设计空调通风系统时，加强对噪声的管控。从噪声发生位置分析，FPSO船舶空调通风系统噪声来源于空调机室和其余舱室，需重点对这两种噪声发生地进行优化设计。

（一）空调机室噪声控制

为了减少空调机室噪声的影响，可以在空调机室的设计中通过合理规划空间设计来减少噪声的产生，如通过增加或改变墙面结构和隔离板，使噪声反射产生折射效应，从而减少噪声的传播和扩散。同时也需注重空调设备的选择，在选择空调设备时，应选择噪声较小的设备。应对通风机、空调机、排风机等设备进行噪声测试，并将其最小噪声作为选择标准。此外，可以在机械设备和送风口口附近布置吸声板，减少噪声的传播和扩散。需要考虑噪声反射、传播的方向、距离、传播路径等因素来选择合适的吸声板类型、布置方式、数量和位置等。采取合理的设计和管理措施，可以有效地控制噪声水平，维护人员的健康环境，保证船舶的正常运营。

（二）其余舱室噪声控制

除了空调机室，FPSO船舶的其它舱室通风系统也需进行噪声管控设计。很多舱室内部噪声的主要来源通常是设备和机械设备所发出的噪声，例如机舱、泵房、空压机室等。在设计空调通风系统时，在噪声敏感区域内应设置吸声板或噪声障碍来限制噪声产生。可通过合理选择通风机、选择低噪声或静音式设备，调整设备的运行状态等方法解决噪声问题。此外，可以采用与空调机室降噪设计相同的方案，如改变船舱墙体材料、增加粘贴隔音材料等，或在通风口和通风管道处安装隔音板和吸音棉等隔音设备来减少噪声传播。

四、结语

在FPSO船舶设计中，通风系统和空调系统是重要组成部分，对于船员的健康和生产效率具有重要的影响。对于空调通风系统噪声管控设计，可采用采用合适的通风方式、选择噪声较小的机械设备、设置噪声消除器、限制噪声水平等措施来控制噪声的产生和扩散，保证船员的健康和工作效率。通过合理的设计和管理，可以有效地控制噪声水平，实现空气质量、通风效果和能源节约的平衡。

参考文献：

[1]陈朝锋.FPSO船舶的空调通风设计研究[J].工程建设与设计,2019,No.402(04):86-87.

[2]冯耀东,刘庆祝.FPSO船舶的空调通风设计研究[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2016(05):172-173.

[3]叶栗栗. 船舶通风空调系统声学设计与噪声控制[D].江苏科技大学,2018.

[4]李明珠.探析船舶通风设计的关键点[J].船舶物资与市场,2022,30(06):13-15.