基于海上油气平台的氢气制储用一体化系统技术方案

基于海上油气平台的氢气制储用一体化系统，包括供电机构、海上制氢站、海上油气平台、气井、海底油气储存区和加氢装置，供电机构分别与海上制氢站和海上油气平台相连接，海上制氢站分别与气井和加氢装置相连接，气井设置在海底油气储存区的海底油气储存区上层覆盖岩石上，气井与海底油气储存区相连通，气井与加氢装置相连接。本实用新型专利技术的有益效果是将海上风电机组发出的电能转换为氢气存储，降低海上风机在发电过程中的弃风率，即可避免海上风电通过海底电缆向陆地输电产生的输电损失，又可以避免利用油气管道运输氢气对油气管道造成的氢腐蚀，氢动力船舶可就近加注氢气，降低了燃料加注成本，缩短了抛锚等待时间，提高整体系统的经济效益。系统的经济效益。系统的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
基于海上油气平台的氢气制储用一体化系统


[0001]本技术涉及海上油气平台电
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氢联产系统领域，更具体地说涉及一种基于海上油气平台的氢气制储用一体化系统。

技术介绍

[0002]目前海上油气田开发的电力供应主要依靠自建电站，但自建电站设备投资大，占据平台空间大，并且自建电站运行成本和维修成本也很高，还会消耗大量化石燃料，排放大量的CO2、烟尘等排放物，而且发电过程中存在噪音污染，同时单一电源提高了海上油气田的供电风险，在无备用发电机组的情况下，一旦平台运行的发电机组故障导致平台失电，严重影响供电可靠性。
[0003]电解水制氢技术已经成熟，其将水电解生成氢气与氧气，氢气燃烧不排放二氧化碳，是未来重要的清洁能源之一，现有电解水制氢多采用纯水，且制备过程基本上在陆地完成，对于海水的关注和使用较少，而且电解水制氢技术需要消耗大量的电能，海上制氢对电能供应的稳定性要求较高。
[0004]海上风电平稳性较差，长距离传输电能不仅会造成电能损失，而且输电成本也会增加，不利于海上风电的经济性运行。

技术实现思路

[0005]本技术克服了现有技术中的不足，提供了一种基于海上油气平台的氢气制储用一体化系统。
[0006]本技术的目的通过下述技术方案予以实现。
[0007]基于海上油气平台的氢气制储用一体化系统，包括供电机构、海上制氢站、海上油气平台、气井、海底油气储存区和加氢装置，供电机构分别与海上制氢站和海上油气平台相连接，海上制氢站分别与气井和加氢装置相连接，气井设置在海底油气储存区的海底油气储存区上层覆盖岩石上，气井与海底油气储存区相连通，气井与加氢装置相连接。
[0008]所述供电机构包括海上风力发电机组、升压变压器、陆地电网、陆上开闭站和海上升压站，风力发电机组通过升压变压器与海上升压站相连接，陆地电网通过陆上开闭站与海上升压站相连接，海上升压站分别与海上制氢站和海上油气平台相连接。
[0009]所述海上制氢站通向所述气井连通的管路上依次设有氢气干燥装置和氢气压缩装置。
[0010]所述气井通向所述加氢装置连通的管路上依次设有氢气缓冲罐、氢气解压装置和氢气提纯装置。
[0011]所述氢气缓冲罐、所述氢气解压装置和所述氢气提纯装置设置在所述海上油气平台上。
[0012]所述气井上设有三通阀，三通阀分别与所述海上制氢站和所述加氢装置相连接。
[0013]所述氢气压缩装置设置在海上制氢站上。
[0014]所述加氢装置设置在悬链式浮筒系泊装置上。
[0015]所述海上油气平台离岸距离小于80km，水深小于100m。
[0016]所述悬链式浮筒系泊装置距离海上油气平台的距离小于80m，水深小于100m。
[0017]本技术的有益效果为：本方案提供一种新型系统，将海上风电与海水制氢相结合，充分利用海上风电场的资源优势，降低海水制氢成本，实现电
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氢联产，适用于已有或弃置的海上油气平台，适合开展前期示范工程。本系统在供电稳定性、资源利用与经济效益等方面具有以下优点：
[0018]1.在本系统中陆地电网稳定性强，具有较强的调节能力，能够补偿海上风电机组因风速变化引起的风电输出波动，保证电能质量，消除海上风电稳定性差对于海上油气平台电力系统与海上制氢站的影响；
[0019]2.在资源利用方面，利用具备使用条件的油气田作为海底油气储存区储存氢气，氢气缓冲罐、氢气解压装置、氢气提纯装置均设置于海上油气平台上，加氢装置设置于悬链式浮筒系泊装置上，提高了现有资源的利用率；
[0020]3.在经济效益方面，通过海上风电电解海水制氢，存储于海底油气储存区，就地直接加注至氢动力船中，避免了运氢过程中对管道或储氢容器造成的氢腐蚀，提高整体系统的经济效益。
附图说明
[0021]图1是本技术的整体结构示意图；
[0022]图中：1海上风力发电机组；2升压变压器；3海上升压站；4海上制氢站；5氢气干燥装置；6氢气压缩装置；7海底油气储存区上层覆盖岩石；8海底油气储存区底层岩石；9海底油气储存区；10气井；11三通阀；12氢气缓冲罐；13氢气解压装置；14氢气提纯装置；15氢动力船；16悬链式浮筒系泊装置；17加氢装置；18海上油气平台；19陆地电网；20陆上开闭站。
具体实施方式
[0023]下面通过具体的实施例对本技术的技术方案作进一步的说明。
实施例
[0024]基于海上油气平台的氢气制储用一体化系统，包括供电机构、海上制氢站4、海上油气平台18、气井10、海底油气储存区9和加氢装置17，供电机构分别与海上制氢站4和海上油气平台18相连接，海上制氢站4分别与气井10和加氢装置17相连接，气井10设置在海底油气储存区9的海底油气储存区上层覆盖岩石7上，气井10与海底油气储存区9相连通，气井10与加氢装置17相连接。
[0025]供电机构包括海上风力发电机组1、升压变压器2、陆地电网19、陆上开闭站20和海上升压站3，风力发电机组1通过升压变压器2与海上升压站3相连接，陆地电网19通过陆上开闭站20与海上升压站3相连接，海上升压站3分别与海上制氢站4和海上油气平台18相连接。
[0026]海上制氢站4通向气井10连通的管路上依次设有氢气干燥装置5和氢气压缩装置6。
[0027]气井10通向加氢装置17连通的管路上依次设有氢气缓冲罐12、氢气解压装置13和氢气提纯装置14。
[0028]氢气缓冲罐12、氢气解压装置13和氢气提纯装置14设置在海上油气平台18上。
[0029]气井10上设有三通阀11，三通阀11分别与海上制氢站4和加氢装置17相连接。
[0030]氢气压缩装置6设置在海上制氢站4上。
[0031]加氢装置17设置在悬链式浮筒系泊装置16上。
[0032]海上油气平台18离岸距离小于80km，水深小于100m。
[0033]悬链式浮筒系泊装置16距离海上油气平台18的距离小于80m，水深小于100m。
[0034]本方案的工作原理如下，如图1所示，海上风力发电机组1将风能转换成电能后传输至升压变压器2；经升压变压器2升压后的电能由海底电缆传输至海上升压站3；海上升压站3还通过海底电缆与陆上开闭站20连接，陆上开闭站20与陆地电网19连接；海上风力发电机组1和陆地电网19输送的电能汇集到海上升压站3，海上升压站3通过海底电缆将电能传输至与其位于同一个海域内的海上油气平台18和海上制氢站4，由陆地电网19和陆上开闭站20对因风速变化引起的风电输出波动的海上风力发电机组1进行
[0035]补偿，保证电能质量，消除海上风电稳定性差对于海上油气平台电力系统与海上制氢站的影响。经海上制氢站4制取的氢气一部分通过氢气干燥装置5和氢气压缩装置6进行干燥与压缩后，通过管道运输经过三通阀11、气井10输入至海底油气储存区9储存入海底，其中海上制氢站4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于海上油气平台的氢气制储用一体化系统，其特征在于：包括供电机构、海上制氢站、海上油气平台、气井、海底油气储存区和加氢装置，供电机构分别与海上制氢站和海上油气平台相连接，海上制氢站分别与气井和加氢装置相连接，气井设置在海底油气储存区的海底油气储存区上层覆盖岩石上，气井与海底油气储存区相连通，气井与加氢装置相连接。2.根据权利要求1所述的基于海上油气平台的氢气制储用一体化系统，其特征在于：所述供电机构包括海上风力发电机组、升压变压器、陆地电网、陆上开闭站和海上升压站，风力发电机组通过升压变压器与海上升压站相连接，陆地电网通过陆上开闭站与海上升压站相连接，海上升压站分别与海上制氢站和海上油气平台相连接。3.根据权利要求1所述的基于海上油气平台的氢气制储用一体化系统，其特征在于：所述海上制氢站通向所述气井连通的管路上依次设有氢气干燥装置和氢气压缩装置。4.根据权利要求1所述的基于海上油气平台的氢气制储用一体化系统，其特征在于：所述气井通向所述加氢装置连通的管路上...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙兆恒，李宁，李志川，陈松，李子航，马佳星，
申请(专利权)人：渤海石油航务建筑工程有限责任公司，
类型：新型
国别省市：