2026 年 11 月 11 日
该系统正在 Eldøyane 的 Alltec 工厂进行测试。图片来源：Pål Kloster
空间限制一直是海上平台实施电气化改造和减排措施的主要障碍。虽然大陆供电是部分平台的清洁电力解决方案，但受限于离岸距离和电网容量，这一方案并非普适。对于仍依赖燃气轮机运行的老旧或小型平台而言，如何在有限的物理空间内提升能源效率，成为亟待解决的技术难题。
突破传统底部循环的空间瓶颈
目前，挪威海上平台上约有 250 台燃气轮机用于石油天然气生产。这些设备不仅提供运营电力和机械动力（如驱动出口压缩机），其排气过程还向大气释放大量热量和二氧化碳。在陆上发电领域，通过“底部循环”技术回收排气余热产生蒸汽并驱动额外涡轮机，已成为提高燃料利用率的成熟手段。
然而，将类似的联合循环系统移植到海上平台面临巨大挑战：传统设备体积庞大、重量过重，无法安装在空间狭窄的船上。尽管少数大型老平台在四分之一世纪前已安装底部循环，但对于大多数仍在运行燃气轮机的平台来说，重新设计以容纳传统系统几乎不可能。为此，SINTEF 研究人员与科技公司 Techouse 合作，历时 15 年开发了一种紧凑型解决方案。
FlexHX 工具与超薄管道设计
海上换热器必须在极端温度和压力波动下保持高效、坚固且紧凑。这意味着管道选择、流动路径和几何结构等设计细节相互制约。研究团队专门开发了名为 FlexHX 的计算程序，允许在实体建造前模拟和优化各种配置。
为了实现系统的轻量化和高密度，换热器中的管道壁厚必须显著低于标准尺寸。据 SINTEF 研究员 Mocholi Montanes 介绍，增加热转移表面积的小肋片（fins）虽然能提升效率，但薄壁管道此前缺乏实际操作经验，存在振动导致设备磨损的风险。此外，系统启停时的剧烈温度波动可能引发材料疲劳，因此需要通过大规模示范周期来验证模拟发现的潜在弱点。
Eldøyane 示范工厂测试结果
Techouse 首席技术官 Pål Kloster 指出，位于斯托德（Stord）Eldøyane 的示范工厂基于从 5 兆瓦燃气轮机中回收热量，约占典型海上燃气轮机容量的 20%。该热回收炉的长度和高度与标准海上燃气轮机相当，但宽度仅为传统尺寸的 20%~25%。这种紧凑设计使整体重量比传统解决方案轻约 50%，占用空间减少约 15%。
尽管设施本身规模相当于两栋住宅大小，核心挑战在于制造既足够薄又足够坚固的管道。Kloster 表示：“我们成功了。”示范工厂使用的管道壁厚为 1.65 毫米，肋片厚度介于 0.5 至 0.75 毫米之间。
为了评估性能，系统配备了高灵敏度仪器，每秒连续记录数据，并利用高速摄影检测潜在振动。测试假设每年正常发生约 10 次启动停止循环，为模拟 30 年的使用寿命，炉体被反复启停超过 300 次。同时，团队严格控制水蒸汽质量，监测导电性、pH 值和氧气水平。
应用前景与技术信心
经过 305 次启动停止循环测试，系统表现出良好的温度波动耐受性，结果令人满意。Mocholi Montanes 称，初步分析显示振动仍处于安全范围内，这为薄壁管道技术提供了强有力的信心支持。
该技术有望部署于各类环境受限的场景，特别是那些几乎没有空间修改现有布局的旧平台。随着对原始数据的彻底分析即将完成，这一紧凑型底部循环系统为解决海上平台的空间约束和排放问题提供了新的工程路径。
