מערכות טיפול במים מחוץ לחוף הן קריטיות לספק מים לשתייה בטוחה ותמיכה בתהליכים תעשייתיים כגון קירור, זריקה, וניקוי על ספינות, פלטפורמות, יחידות ייצור צף.עם זאת, ההון והעלויות התפעוליות של המערכות הללו יכולות להיות משמעותיות, במיוחד עבור מפעילים קטנים יותר או פרויקטים ארוכי טווח. מאמר זה חוקר מגוון של אסטרטגיות יעילות בעלות - מטכנולוגיות חדשניות ועיצוב חכם ועד יעילות תפעולית ועד משאבים - ניצול ביצועים עם מגבלות מדיניות, הוא נבדק עם מגבלות מדיניות מעשית.

הבנת הנהגים עלות בטיפול במים Offshore

לפני צלילה לפתרונות, חיוני להבין היכן עלויות מקורן. Offshore טיפול במים בדרך כלל כרוך צריכת, טיפול טרום טיפול, טיפול ראשוני (סינון, אוסמוזה הפוכה, או דינקייה תרמית), לאחר טיפול, ושחרור או שימוש חוזר.

  • (FLT:0) צריכת אנרגיה (FLT:1) - משאבות, דחוסים ומערכות קרום יכול לקחת בחשבון 30–50% מההוצאות התפעוליות.
  • (ב) ,0) שימושים יקליים (FLT:1) - קוגניקטים, flocculants, אנטי-הסלמה, ו biocides להוסיף עלויות חוזרות.
  • (ב) ,0) , החלפה (החליפה) של ממברנס, מסננים, וחותמות יש תוחלת חיים סופית.
  • (ב) [15] ⁇ ו-[[1924]]]] ו[[1924]]]]]]
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

צמצום כל הנהגים הללו ללא אספקת איכות מים או אמינות הוא המפתח לטיפול יעיל בעלויות.

טכנולוגיות חדשניות שמחירים נמוכים

התקדמות במדעי החומרים, הנדסת תהליכים ואוטומציה יצרו טכנולוגיות אשר ישירות להתמודד עם אזורים בעלות גבוהה. להלן הם החידושים המשפיעים ביותר לטיפול במים על פני פני הים.

Membrane Filtration: Ultrafiltration ו-Nanofiltration

סינון תקשורתי מסורתי (sand, Anthracite) דורש כמויות גדולות של שטיפת גב והחלפת מדיה תכופה. membrane filtration - במיוחד אולטרה-מדבקות (UF) וננו-הננות (NF) - מורידים טביעת רגל קטנה יותר, יעילות הסרת לאחור עבור מוצקים ופתוגנים, וביקוש כימי נמוך יותר.

(בקיצור:0) ,(Case in Pointrov: 1FLT:1 A North Sea פלטפורמה החליף את מסננים המולטימדיה שלה עם UF מזחלות (UFLT) המערכת הפחיתה את צריכת המים בחזרה ב 60% ומחקה את הצורך בקידוד כימי, וחסכה 150,000 יורו בשנה בכימיקלים ובעלויות של סילוק (מקור: FLT:2 WaterWorldFLT 3).

מערכות אנרגיה סולארית ו היברידית

לעתים קרובות יש שפע של אי-דיור סולארי, אבל פלטפורמות רבות מסתמכות רק על גנרטורים דיזל.Integrating photovoltaic (PV) לוחות עם אחסון סוללות יכול לפוצץ חלק משמעותי של הביקוש לאנרגיה לטיפול במים, במיוחד עבור מערכות דלות-לחץ ובקרה.יחידות osmosis המופעלות על ידי השמש זמינות כעת מסחרית עבור יכולות עד 500 מ"ר / יום אפילו בתצורה היברידית, יכול להפחית את צריכת הדלק ולהפחית את צריכת הפחמן.

עבור מתקנים מרוחקים בחו"ל שבו חשמל רשת אינו זמין, מערכות המופעלות על ידי השמש מבטלות את הצורך בכבלים תת-ימיים ארוכים או משלוחים תכופים של דלק.פרויקט לאחרונה במפרץ תאילנד הראו ירידה של 35% בעלויות מחזור החיים הכוללות באמצעות מערכת השמש-שחית-RO בהשוואה לתצורה של דיזל בלבד (מקור: FLT:0shore EnergyFLT:1).

תהליכי Oxidation מתקדמים (AOPs)

לטיפול במים משטח מזוהמים עם פחמימנים, ביוצידס, או מעקב אחר אורגנים, תהליכי חמצון מתקדמים כגון UV / H2O2 ו חמצון פוטו-קטליטי יכול להחליף שיטות כימיות-רגישות כמו chlorination או או או או אוזון. AOPs להפחית את אחסון כימי וטיפול סיכונים, עלויות חיסול נמוכות יותר, ולשפר את יעילות הטיפול.

מערכת ניהול עלויות-אווירת מערכות עקרונות

אפשרויות עיצוב חכמות שנעשו במהלך שלב ההנדסה יש השפעה מכפילה על עלויות מחזור החיים.אסטרטגיות העיצוב הבאות מניבות באופן עקבי את יחס העלות לביצועים הטוב ביותר עבור מערכות טיפול במים על פני פני השטח.

אדריכלות מודולרית ו- Scalable Architectures

במקום לתכנן רכבת מונוליטית יחידה, גישה מודולרית משתמשת בסקילים סטנדרטיים שניתן להוסיף או להסיר אותם כשינויים בביקוש.מערכות מודולריות מציעות מספר יתרונות עלות:

  • (FLT:0) הוצאות ייצור ממוחזרות 1FLT - ניתן לבנות מודולים סטנדרטיים במקביל ולבחון בחנות לפני ההתקנה offshore, מצמצם עבודה בחו"ל יקר.
  • (ב) ניתן לבודד מודולים בודדים כדי ליישב ללא סגירת המערכת כולה.
  • (FLT:0)ExpandabilityFLT:1 - מפעילי יכולים להתחיל עם מערכת קטנה יותר ולהוסיף מודולים כמו עלייה בייצור, מפריחת הון.
  • (ב) ניתן לנסח מחדש בין פלטפורמות או להזדקק לתכונות מים שונות.

מפעיל מרכזי אחד בבריטניה קונטיננטל Shelf אימצה חבילת UF /RO מודולרית לאחסון ייצור צף חדש ועומס (FPSO) כלי שיט.המערכת אפשרה להם להגיש את תחנת הטיפול שלושה חודשים לפני לוח הזמנים, לחסוך 2 מיליון ליש"ט בזמן ייצור אבוד.

שימוש בחומרים דוריים, Corrosion-Resistant Materials

סביבות Offshore להאיץ את קורוזיה, במיוחד עבור רכיבי פלדה פחמן במגע עם מים ים או מים כלור.specifying duplex נירוסטה פלדה (למשל, UNS S318, סגסוגת סופר-דופלקס, או מפלסטיק ברמה גבוהה (PVC-C, PVDF) עבור חלקים רטובים עלות חומרים ראשוניים על ידי 10-20%, אבל מרחיב את החיים על ידי שלוש פעמים בהשוואה לחומרים סטנדרטיים סטנדרטיים של מחזור חיים (pre-C) באופן עקבי) עלות ירידה במשקל 3.

עיצוב הידרוקולי

חוסר יעילות הידרוקולי - דינמיקה של נוזל בינוני, כופים מופרזים, משאבות תואמים גרוע - בזבוז אנרגיה ולהגדיל ללבוש.התנהלות ניתוח נוזלי חישובי (CFD) במהלך עיצוב יכול לזהות לחץ טיפות נקודות חמות ומשאבה אופטימיזציה sizing. כוננים תדר משתנה (VFDs) על משאבות לאפשר זרימה כדי להתאים בדיוק, צמצום צריכת האנרגיה על ידי 15-25% בהשוואה להפחתה קבועה של צריכת חשמל, כמו גם ירידה יעילה יותר.

אסטרטגיות ניכוי עלויות

ברגע שהמערכת מותקנת, שיטות תפעוליות יכולות לעשות או לשבור את התקציב.אסטרטגיות הבאות הוכיחו יעילות על פני מתקנים מרובים של offshore.

בקרה אוטומטית ובדיקה מרחוק

הפעלת ידנית של צמחי טיפול במים offshore היא גם יקר ו נוטה טעות אנושית. מודרני בקרים לוגיים סבירים (PLCs) מצויד אלגוריתמי למידת מכונה יכול לייעל מינון כימי, לוחות זמנים שטיפת גב, מחזורי ניקוי membrane המבוססים על נתונים באיכות מים בזמן אמת, מעקב מרחוק באמצעות לוויין או קישור רדיו מאפשר על מהנדסי החוף לפקח על פלטפורמות מרובות, צמצום הצורך עבור אדם אחד גדול דיווחו על צמצום של 50% לחץ דם מותאם אישית על עלויות ניטור אוטומטי.

אלגוריתמים של תחזוקה חיזוי, המשולבים במערכת הבקרה, יכולים להזהיר את מפעילי לפני המשאבה נכשלת או מזכרת עבירות שלא צפויות, תוך הימנעות משעות השבתה יקרות.העלות של יישום אוטומציה היא בדרך כלל התאוששה בתוך 12-18 חודשים באמצעות חיסכון בעבודה, כימיקלים ואנרגיה.

תחזוקה סדירה ומחסילה של שידול

נכסים מחוץ לחוף יקרים לגייס עבור תיקונים חירום.תוכנית תחזוקה מונעת שעוקבת אחר המלצות היצרן ומשלבת גורמים המבוססים על מצב (למשל, לחץ על פערי משקל, ירידה בשפעת) מרחיבה את חיי הציוד ומונעת כישלונות גדולים.

  • (בשורה הראשונה) ,0) ניקוי כימי זמני של קרומברנס (CIP) מונע פגיעה בלתי הפיך ומשחזר ביצועים.
  • (ב) ויקרא י"א: ויקרא י"ד: ויקרא י"ד: ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ,0) ,התמדה של כפל 1 (השניים הראשונים) - חיישנים מדויקים מבטיחים ביצוע כימי נכון ולהימנע משימוש יתר.
  • (FLT:0)Spare parts ManagementFLT:1 - החזקת חסמים קריטיים (מרומים, חותמות, חיישנים) באתר מפחיתה את זמני הלוגיסטיקה.

מחקר שנערך על ידי מפרץ מקסיקו הראה כי תוכנית תחזוקה מונעת קפדנית הפחיתה את אירועי תחזוקה לא מתוכננים על ידי 70% והרחיבה את חיי קרום מממוצע של 4 שנים ל-6.5 שנים, וחוסכת כ-1.2 מיליון דולר על פני חיי התפעוליים של המערכת.

מים חוזרים ומחזרים

תהליכים רבים בחו"ל מייצרים זרמי פסולת שניתן לטפל בהם ולשימוש בהם מחדש.לדוגמה, לייצר מים משמן ומפעילות גז ניתן לטפל בהם עם ביולוגיים של membrane או להתפזר גזים, וניתן להשתמש בהם מחדש עבור הזריקה או כביסה. אפילו אמצעים פשוטים יותר - כמו איסוף וטיפול בניקוז, קירור מים זורמים, או ריכוז - יכול להפחית את נפח המים הגולמיים שיש לטפל בהם באמצעות מחזור מים גולמי, 000 מים, צריכת מים סגורה, צריכת מים נוזלית, צריכת מים נוזלית וצריכת מים נמוכה יותר, צריכת מים נוזלית (F) וירידה של 40% ממטר מים נוזלית (RDC).

שימוש במשאבים ובחומרים מקומיים

בהתמדה מה זמין מקומית - הן מבחינת חומרים ומשאבים אנושיים - יכול להפחית באופן דרמטי את ההון והן את ההוצאות התפעוליות, במיוחד עבור מתקנים מרוחקים.

חומרים סורקים ושותפים אזוריים

קביעת אמצעי סינון, כימיקלים וחלקי חילוף של ספקים סמוכים מפחיתים עלויות המשלוח, זמני ההובלה, ומלאי המלאי לשאת עלויות. עבור פרויקטים בדרום מזרח אסיה, ניצול צינורות PVC המיוצרים באופן מקומי ואביזרים יכול לקצץ בעלויות חומריות ב-25 עד 40% בהשוואה לייבוא מאירופה או צפון אמריקה. בדומה, באמצעות חול זמין מקומי וחצץ עבור מיטות טרום-filter (אם רלוונטי) נמנעים תחבורה יקרה, עם איכות, יש לציין סטנדרטים ISO או סטנדרטיים.

הרס אנרגיה מתחדשת מקומית

בעוד שמש הוזכר מוקדם יותר, משאבים מקומיים אחרים כמו רוח ואנרגיה טיטד יכולים גם להשתלב.עבור פלטפורמות בחוזים באזורים סוערים (למשל, הים הצפוני), טורבינות רוח קטנות הרכובות על המבנה יכולות להוסיף כוח לטיפול במים.גם אם רק 10-20% של הביקוש לאנרגיה מתבטאת, הפחתת צריכת הדלק מתורגמת לחיסכון משמעותי לאורך שנים.

אימון והעצמה של כוח אדם מקומי

במקום לטוס במהנדסים expatriate עבור כל ניתוח תחזוקה, השקעה באימון מפעילי מקומיים וטכנאים בונה יכולת ביתית.זה מקטין עלויות נסיעות, משפר את זמני התגובה, ומבטיחה שמירה על ידע תוכניות הכשרה צריך לכסות את פעולת המערכת, תחזוקה שגרתית, פתרון בעיות, ותהליכי בטיחות. מפעיל אחד במערב אפריקה ספציפית יותר צוות של שישה טכנאים מקומיים במשך שנתיים; הצוות מטפל כיום 90% של כל משימות תחזוקה, צמצום עלויות נוספות, על ידי תמיכה מקומית, כדי להבין טוב יותר מ- 400,000, יותר, יותר, יותר טוב יותר, כדי לפתור בעיות מקומיות.

שימוש באופן טבעי ב-Occurring Coagulants and Disinfectants

במקומות מסוימים, חומרים טבעיים כגון זרעי Moringa oleifera או שיטורוסאן יכולים לשמש כשותפים זולים להסרת טורחות. בדומה, חיטוי סולארי (SODIS) או קרינת UV מהשמש יכול להשלים חיטוי כימי. בעוד שיטות אלה לא יכולות להיות מתאימים עבור מערכות בקנה מידה גדול, הם יכולים להיות יעילים עבור פלטפורמות קטנות יותר או גיבוי חירום, הפחתת ההסתמכות על כימיקלים מיובאים על Offshore יש שימוש בהצלחה עבור פתרונות כימיים.

ניתוח מחזור חיים: מסגרת לקבלת החלטות

יישום כל מדד עלות עלות דורש ניתוח עלות מחזור חיים יסודי (LCCA) שחשבונות על הוצאות הון (CAPEX), הוצאות תפעול (OPEX), ועלויות סוף החיים. פרויקטים מחוץ לחוף יש חיים תפעוליים ארוכים (20-30 שנים), כל כך הבדלים קטנים במתחם אופ"א השנתי באופן משמעותי.

  • (ב) ⁇ :0) ⁇ (ב) , כאשר מחירי הדלק נדיפים, מדגימים מגוון של תרחישים.
  • (ב) ,0) צריכת כפליים (FLT:1) - כולל משלוח, אחסון ועלויות של סילוק.
  • (ב) ,0) ,LaborveFLT:1 , כולל פעולות קבועות ותחזוקה לא מצופה.
  • (ב) ,0) חלקים וחליפים (FLT:1), חשבון עבור מנברון וסינון מרווחי חילוף.
  • (ב) ייצור אבוד עקב מחסור במים או כשל במערכת.
  • (ב) ,0) ביטול והוצאות של מילואים בסוף החיים.

כלים כמו כלי טיפול במים של EPA בארה"ב עולים אסטנסיישן או תוכנה מסחרית (למשל WTCost) יכולים לעזור לבצע ניתוחים אלה.כאשר השוואת אפשרויות, האפשרות עם הערך הנמוך ביותר של נוכחית נטו (NPV) של העלות הכוללת על חיי הפרויקט היא בדרך כלל הכלכלית ביותר, גם אם העלות הראשונית שלה גבוהה יותר.

(FLT:0) השוואה פשוטה: 1FLT 1 מערכת סינון מדיה קונבנציונלית עם מערכת כלור יכול להיות CAPEX של $ 500,000 ו OPEX שנתי של $ 120,000 (כולל כימיקלים וכוח) מערכת UF+UV עשוי להיות CAPEX של 700,000 $ אבל OPEX שנתי של $ 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000, 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 בשנה על פי שיעור הנחה, 000 000, 000 000 000 000 000, 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 שנתי של $, 000 000 שנתי של הנחה שנתי של הנחה שנתי של $, 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 שנתי של $, 000 000 000 000 000 000 שנתי של $, 000 000 000 000 000 000 שנתי של $, 000 שנתי של $, 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000

שיקולים סביבתיים ושיקולים

פתרונות יעילים חייבים גם לציית לתקנות סביבתיות, אשר נעשים נוקשים יותר ברחבי העולם.עבור פעולות בחו"ל, גבולות השחרור לנפט ורווחה, מתכות והרעלתם מאוכפיפים על ידי גופים כמו FLT:0Bureau of Safety and Environmentalאכיפה (BSEE)FLT:1 בארצות הברית וועדת OSPAR באירופה.

השקעה בציוד ניטור המספק נתונים ציות רציף גם חוסך עלויות על ידי הימנעות מדמי דגימה ידנית ומעבדה. זעזוע בזמן אמת, TOC, וחיישנים pH יכולים להזהיר את מפעילי לטיולים באופן מיידי, למנוע זעזועים תהליכים שעלולים להוביל לחסרונות.

מחקרים ב- Cost-Effective Offshore Surface Water Treatment

מקרה מחקר: מערכת ROSTROST ON FPSO בברזיל

FPSO הפועלת באגן סנטוס נתקלה בעלויות גבוהות עקב מזרקת אצות פורחים.המפעיל החליף רכבת גדולה אחת עם שלוש יחידות מודולריות בגודל 200 מ'3/יום מצוידות ב-UF לפני הטיפול ובניקוי אוטומטי.העיצוב המודולארי אפשר לניקוק יחידה אחת בעוד האחרים המשיכו לייצר עלויות תחזוקה מים צנחו ב- 35%, ומחלימים מ-2.5 מיליון דולר ל- 10 מיליון דולר.

מקרה 2: התעלמות השמש במזרח התיכון

כלי תמיכה בחו"ל קטן המשמש לפלטפורמה של servicing להתקין 50 מ"ר / יום מערכת השמש של השמש.המערכת פועלת לחלוטין מחוץ לריד במשך 8 שעות ביום באמצעות כוח סולארי; בנק סוללות מכסה 2 שעות נוספות. השימוש ב גנרטור דיזל היה מופחת על ידי 60%, חיסכון של 18,000 דולר לשנה בדלק. Payback היה 4.2 שנים, והמערכת ממשיכה לפעול באופן אמין לאחר 6 שנים.

מקרה מחקר 3: תכנית האימונים המקומית מפחיתה עלויות במערב אפריקה

מפעיל רב-לאומי עם צי של פלטפורמות בחו"ל במערב אפריקה יישמה תוכנית אימונים אזורית לטכנאים מקומיים.לאחר שנתיים, החברה הפחיתה ביקורים של מהנדסי expatriate מ 12 בשנה עד 2 בשנה, וחוסכת 1.1 מיליון דולר בשנה בנסיעות ובהתאמות.

מסקנה

טיפול במים על פני השטח החסכוני הוא זמין באמצעות שילוב של טכנולוגיה מתקדמת, עיצוב אינטליגנטי, תפעול יעיל, ושימוש חכם של משאבים מקומיים. membrane filtration, שילוב אנרגיה מתחדשת, מערכות מודולריות, חומרים עמידים קורוזי, אוטומציה, תחזוקה מונעת, תחזוקה מונעת, מים, ואימון כוח אדם לתרום לצמצום עלויות מחזור חיים הכוללות ללא איכות מים או אמינות מים קפדנית, כל אחת מהן היא תנאי תמיכה מיוחדים, או פתרון מים, כל אחת, כל אחת, על ידי הגבלת איכות חיים מהירה, כל אחת, או איכות חיים, או איכות מים, כל אחת, או איכות חיים מהירה, כל אחת, דרך תנאי איכות חיים, כל אחת, כדי להבטיח, או מסגרת טיפול חיצונית, או איכות חיים מהירה, כדי להבטיח, או פתרון תחזוקה, כל אחת, או איכות מים, על ידי טיפול קפדנית, או איכות מים, כל אחת, כל אחת, כדי להבטיח, על ידי טיפול במים, על ידי טיפול במים, על ידי טיפול עצמי, כדי להבטיח, על ידי טיפול נמרץ, על ידי טיפול נמרץ, על ידי טיפול קפדניים, על ידי טיפול עצמי, כדי להבטיח, כדי להבטיח, על ידי טיפול עצמי, על ידי טיפול קפדניים, על ידי טיפול עצמי, כדי להבטיח, כל אחת, כדי להבטיח, כדי להבטיח את תנאי איכות מים