吳軍峰

中油國際管道公司中緬油氣管道項目,北京　100028

0　前言

收油機(jī)指通過各種物理方法將水面溢油回收起來的專用機(jī)械設(shè)備,根據(jù)收油原理可以分為堰式、水動力式、真空式、親油-吸附式和動態(tài)斜面式等[1-5]。傳統(tǒng)的收油機(jī)通常采用圍油欄將溢油圍控在管控區(qū)域內(nèi),然后再進(jìn)行回收。海上溢油受潮汐、水流等現(xiàn)場條件的影響,溢油擴(kuò)散快、面積大,圍控難度大[6]。而專業(yè)的溢油回收船投資昂貴、性能單一、閑置率高,不能為企業(yè)單位所接受[7-9]。行進(jìn)式收油機(jī)是一種新型收油機(jī),目前國內(nèi)對其應(yīng)用分析較少,本文以行進(jìn)式收油機(jī)在中緬原油管道(緬甸段)的應(yīng)用為例進(jìn)行使用分析,可為企業(yè)海上溢油應(yīng)急設(shè)備選型和應(yīng)急處置提供參考。

1　行進(jìn)式收油機(jī)簡介

行進(jìn)式收油機(jī)是一種槽式盤收油機(jī),可以采用小型船拖帶,并且能夠在行進(jìn)和靜止兩種模式下高效回收溢油。

行進(jìn)式收油機(jī)主要由柴油液壓動力站、撇油器、掃油圍油欄和管線組成。工作時,船通過掃油圍油欄拖帶撇油器,撇油器放在水面上,柴油液壓動力站放在船上,二者通過液壓管線連接[10-12]。收油機(jī)結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1　收油機(jī)結(jié)構(gòu)

撇油器的兩組收油盤材質(zhì)采用親油材料,親油材料具有親油憎水的特性。每組收油盤由若干個相互獨立的槽式盤組成,每個槽式盤的正、反表面都有V型收油槽,刮油片也是V型。當(dāng)撇油器向前運動時,水面的油水混合物進(jìn)入撇油器機(jī)體,通過立置半浸液體中槽式盤的不斷轉(zhuǎn)動,將溢油粘附在槽式盤上帶出水面,流入集油槽中,然后經(jīng)卸載泵抽走,達(dá)到回收溢油的目的。

行進(jìn)和靜止收油模式的轉(zhuǎn)換,通過在撇油器底部配置大排量的感應(yīng)泵實現(xiàn)。感應(yīng)泵可以將大量的海水拉向收油模塊,實現(xiàn)靜止模式下的收油。

2　行進(jìn)式收油機(jī)應(yīng)用分析

2.1　中緬原油管道(緬甸段)概況

中緬原油管道(緬甸段)起點位于緬甸若開邦西海岸皎漂市馬德島,途經(jīng)緬甸的若開邦、馬圭省、曼德勒省、撣邦,從南坎進(jìn)入中國境內(nèi)。緬甸境內(nèi)線路全長約756 km,管徑Φ 813 mm,鋼管材質(zhì)X 70,外防腐采用三層PE防腐,設(shè)計壓力8～14.5 MPa。管道沿線共設(shè)5座工藝站場,其中4座泵站(馬德首站、新康丹泵站、曼德勒泵站、地泊泵站)、1座計量站(南坎計量站)。油源為進(jìn)口中東低凝原油,馬德島設(shè)計有30×104t原油碼頭1座,接收中東途經(jīng)印度洋的油輪,油輪卸油時利用油輪上的卸油泵,可將油輪上的原油通過棧橋直接泵入馬德首站的12座10×104m3雙浮盤式外浮頂油罐。

馬德島海域?qū)儆趦?nèi)海,四周島嶼環(huán)繞,通過潮溝與外海相連,潮溝兩側(cè)星羅棋布的島嶼形成天然屏障,掩護(hù)條件較好。但馬德島海域較為寬闊,且隨著潮汐在一天之內(nèi)有不同的流向和流速,一旦溢油,難以將溢油引到岸邊回收,需要到海上追逐溢油進(jìn)行回收。

緬甸境內(nèi)在海上溢油應(yīng)急方面社會依托較差,且溢油回收設(shè)備也非常有限。一旦海上溢油,若不能有效、及時回收,將造成極其惡劣的國際影響。

2.2　行進(jìn)式收油機(jī)的實際應(yīng)用

在應(yīng)用過程中,根據(jù)現(xiàn)場實際情況對行進(jìn)式收油機(jī)采用了較常用的直線式和圍油欄布放舵式兩種方式[13-15]。

2.2.1直線式

直線式即掃油圍油欄由2艘作業(yè)船拖帶,在條件允許的情況下,也可以將掃油圍油欄的兩端固定在海溝或河流的兩岸上,見圖2。

通過租賃當(dāng)?shù)氐?艘小型船BANANA 3和BANANA 5進(jìn)行拖帶。2艘船主要參數(shù):船長14 m,型寬(指船體中橫剖面上兩舷的最大距離)3.6 m,型深(指船長中點處,從龍骨板上緣量到干舷甲板橫梁上緣的垂直距離)1.5 m,設(shè)計吃水1.7 m,主機(jī)功率265 kW。

采用直線式船拖帶速度可以達(dá)到3節(jié),但保持2艘船拖帶掃油圍油欄的形狀較困難,2艘船需要良好的溝通和配合。

圖2　直線式

2.2.2圍油欄布放舵式

圍油欄布放舵式即單船和圍油欄布放舵組成V型收油單元,見圖3。圍油欄布放舵是一種利用水流動力布放圍油欄的設(shè)備,可以在船上和岸邊使用。

30×104t碼頭配置的全回轉(zhuǎn)多用途港作拖船SEAOP 5(兼做溢油回收船)的船舶尺寸和主機(jī)功率完全滿足對行進(jìn)式收油機(jī)的拖帶,主要參數(shù):船長39.4 m,型寬10.6 m,型深4.8 m,設(shè)計吃水3.6 m,主機(jī)功率3 676 kW。

圖3　圍油欄布放舵式

圍油欄布放舵式從根本上解決了直線式存在的2艘船拖帶圍油欄需要協(xié)調(diào)配合的難題,但拖帶速度相對于直線式應(yīng)適度降低。

無論是直線式還是圍油欄布放舵式,水流速度和作業(yè)船的拖帶速度是影響溢油回收效率的關(guān)鍵因素[16-18]。當(dāng)掃油圍油欄與撇油器呈V字型,導(dǎo)油效果最佳,收油效果亦最好；若水流速度或拖帶速度過快,掃油圍油欄受到的阻力增大,掃油圍油欄與撇油器呈“U”字型,就降低了導(dǎo)油效果,容易出現(xiàn)掃油圍油欄的失效造成溢油逃逸現(xiàn)象[19]。

2.3　應(yīng)用分析

行進(jìn)式收油機(jī)可以采用小型船拖帶,若潮汐改變方向,只需改變系統(tǒng)的拖帶方向,不僅具有使用靈活的優(yōu)點,同時還具有以下特點:

1)采用槽式收油技術(shù),收油效率高,適用溢油黏度寬。槽式盤表面有V型收油槽,刮油片也是V型，V型槽的使用大大增加了收油盤的觸油面積,并且溢油表面張力能在V型槽內(nèi)形成月牙型的液面,讓更多的油被吸附在V型槽上。槽式盤與光滑盤觸油比較見圖4。

當(dāng)盤轉(zhuǎn)動時,表面張力能阻止被吸附的溢油因重力作用而脫落,適用于不同厚度的油層。槽式收油技術(shù)的使用,極大提高了行進(jìn)式收油機(jī)的收油效率。另外,槽式盤采用新型親油材料,適用溢油黏度寬,可回收高、中、低不同黏度的油品。

圖4　槽式盤與光滑盤觸油比較

2)使用行進(jìn)式收油機(jī)前需要連接液壓管線、輸油管和掃油圍油欄,且在投放使用和回收操作中需要其他輔助設(shè)備(如吊車、吊機(jī)等)的配合[20],故在實際應(yīng)用中受到一定的限制。

3)由于沒有液位自動控制系統(tǒng),不能在集油槽油層達(dá)到一定厚度時自動向儲油裝置輸油,需要人工手動操作卸載泵,這也是需要進(jìn)一步完善提高的方面。

3　結(jié)論

行進(jìn)式收油機(jī)可以用小型船拖帶,能夠在行進(jìn)和靜止兩種模式下高效回收溢油,且兩種模式切換方便。相對于傳統(tǒng)的溢油回收裝置,具有投資少、使用性能強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣、設(shè)備利用率高等優(yōu)點。行進(jìn)式收油機(jī)作為一種新型溢油回收設(shè)備,可以廣泛應(yīng)用于寬闊水域溢油回收作業(yè)中,對完善溢油控制裝置的種類,提升海上溢油應(yīng)急能力,具有良好的發(fā)展前景。