陳炯 徐海波 楊琦
摘 要:我國是石油進口大國,近十年來,國內發(fā)生了多起影響較大的海上溢油事故,溢油回收船在處理水上溢油事故過程中具有重要作用。本文梳理國內溢油回收船發(fā)展歷程和現狀,指出了目前專業(yè)溢油回收船存在的問題。提出了將港作拖船兼做溢油回收船的想法,并就其可行性、設計方向、技術難點進行了分析,并提供了解決方案。
關鍵詞:溢油回收;港作拖船;船型特征
中圖分類號:U674.24? ? ? ? ? ?文獻標識碼:A? ? ? ? ? ? 文章編號:1006—7973(2021)03-0126-04
海上溢油是指通過任何方式溢出并進入海洋的任何形式的油類,包括原油、燃料油、潤滑油、油泥、油渣和煉制品等。作為能源消耗大國,我國石油進口與日俱增,以2019年為例,原油進口總量達50572萬噸,同比增長9.5%。據國際海事組織統(tǒng)計分析,全球海上平均每運輸4000萬噸石油,將發(fā)生一次重大油污事故,而根據我國歷史統(tǒng)計分析,海上重大溢油事故的發(fā)生頻率更是高達每運輸3000萬噸石油出現一起[1]。
石油儲備基地、油碼頭的建設、海上石油平臺的開發(fā)使得沿海港口石油運輸逐年增加,溢油風險日漸增大。截至2018年底,全國沿海港口擁有泊位5017個、其中深水泊位2439個,碼頭通過能力86.4億噸[2]。龐大的貨運量也導致國內海洋溢油事故層出不窮。比較典型的有:2010年大連新港油品碼頭輸油管線爆炸導致超過1500噸的原油流入新港和大窯彎港區(qū);2011年康菲石油中國有限公司蓬萊19-3油田B平臺和C平臺發(fā)生原油泄漏,事故持續(xù)近2個月仍未完全解決漏油問題;2018年伊朗光輝海運有限公司油船“SANCHI”輪與香港籍散貨船“CF CRYSTALl”輪在長江口以東約160海里(296公里)處發(fā)生碰撞,并爆炸起火,形成了10余平方公里的污油帶。
溢油事故會給當地的自然環(huán)境、漁業(yè)資源、淺水岸線帶來巨大的破壞,必須給予快速的應急響應和及時的圍控回收。在這些環(huán)節(jié)中,溢油圍控、回收、儲存和油水分離為重中之重,是各級溢油應急反應計劃的重要組成部分,作為這些裝備的載體和集成體的溢油回收船更是溢油應急反應計劃中不可或缺的組成部分[3]。
1相關政策法規(guī)
為了快速、高效地處置海上溢油,降低溢油帶來的環(huán)境污染,IMO專門發(fā)布了“國際油污防備、反應與合作公約”。我國也根據自身實際情況,早在2001年就頒布了《港口碼頭溢油應急設備配備要求》,并于2009年對標準進行了更新。標準分別對海港/河港裝卸油品的碼頭溢油應急設備配備、海港/河港其他碼頭溢油應急設備配備做了明確的要求。其中就有針對不同碼頭溢油回收船回收艙容和收油能力的相關標準。
2015年,交通運輸部會同22個部委聯(lián)合編制了《國家重大海上設施溢油應急能力建設規(guī)劃(2015-2020)》。規(guī)劃強調指出了應重點配置事故多發(fā)區(qū)域的人力、物力配置,鼓勵利用現有資源,將應急裝備物資與日常生產裝備有機結合。2018年3月交通運輸部發(fā)布《國家重大海上溢油應急處置預案》,對海上突發(fā)溢油事故的現場指揮、調度、處置做了統(tǒng)一部署。
2國內溢油回收船發(fā)展歷程
“碧海1號”是我國第一艘用于海上浮油回收的船舶,該船型配備了當時先進的復合式浮油回收裝置,具有對海上溢油和固體垃圾回收、臨時儲存,布設圍油欄、噴灑浮油消散劑、回收油輪艙底水和清洗艙室的污水和對外消防能力。
“海洋石油251”建成于2008年。最大溢油回收速度是100m?/h,總投資4000余萬元,是當時亞洲最大也是最早的環(huán)保船。船只除了進行海面溢油圍控、收集任務以外,還具有對外消防,清理海面垃圾,實施海上救援清理等功能。
“海特191”是中國海事系統(tǒng)制造的第一艘專業(yè)溢油應急回收船舶,裝有溢油回收及圍控設備、溢油監(jiān)視雷達等專業(yè)設備,可進行溢油回收、圍控、浮油清除、固體漂浮清理等功能,是我國當時最先進的溢油應急回收專業(yè)船只。
“中油應急103”由同方江新造船廠負責建造,配備兩臺側開內置式收油機和一艘小型溢油回收輔助船,是當時國內海上溢油回收、應急救助旗艦型船只??稍谝缬臀廴臼鹿手谐洚攽碧幚碇笓]中心,負責現場指揮、調度及海面浮油圍控、回收工作。除此之外船只還具有拖帶、海上消防、海上救助、海上工程裝備守護等功能。
“甬潔5”輪,該船型是浙江省首艘由企業(yè)自建的內置式溢油回收船,總長45.9m,總功率1620KW,配備了世界上最先進的“LAMOR內置式溢油回收設備。能適應各種不同海況,對開闊海域進行快速回收,配備全回轉舵槳操控系統(tǒng),兼具消防、救生、應急指揮等功能。
以上船型主要尺度、溢油回收能力、投資造價如下表所示:
從上述船型資料可以看出,近些年來,溢油回收船呈現專業(yè)發(fā)展趨勢,其收油方式也比較豐富。但這類船型整體造價高、維護成本高、利用率低,并不適宜大批量建造,數量有限。而一旦發(fā)生重特大海上溢油事故,往往沒有足夠有效的裝備可以調用,這一點在蓬萊19-3溢油事件中已經顯現[4]。這時,船型本身的多功能化、兼用船型的發(fā)展便是很重要的一條發(fā)展途徑。從目前港口船型的配比來看,拖船占據了較大數量,若能將其功能拓展、兼做溢油回收船,則可實現溢油回收船型的經濟效益和社會效益的雙贏。
3溢油回收港作拖船面臨的主要技術問題與發(fā)展方向
3.1溢油回收港作拖船現狀分析
目前溢油回收港作拖船仍處于探索發(fā)展階段,已經完成建造的船型并不多。
鎮(zhèn)江船廠于2015年曾建造一型具有溢油回收能力的港作拖船,同時還具備溢油回收和布放圍油欄功能。該船型總長38.00m,型寬11.00m,型深5.30m,設計吃水4.30m,溢油艙艙容120m3,設計航速13kn,配備400米充氣式圍油欄和2只DXS下行帶式收油機。
本課題項目目前正在研制一型40米溢油回收港作拖船。目前項目船型已經完成制造并交付船東,各項設計指標達到預期。該型船(見圖6)溢油回收艙布置于船只艏部,艙容高達302m3??苫厥臻W點小于60℃的海面溢油,船只采用雙吃水設計,按港內拖帶作業(yè),沿海航區(qū)和A1 + A2海區(qū)溢油回收作業(yè)設計。艏部配備1.5噸*12m的液壓伸縮吊,輔助撇油器的布放和回收,對無法回收的薄油層,則可噴灑消油劑進行消除。
從現有船型分析,溢油回收港作拖船目前主要是完成港口拖帶,沿海航區(qū)航行和溢油回收,同時船型目前也主要集中于5000HP左右的船型,而溢油回收和裝載能力則大小不一,但港作拖輪作為溢油回收船型具有明確的可行性。
3.2溢油回收港作拖船設計方向
除了滿足船級社、海事局相應規(guī)范、法規(guī)外,在設計溢油回收港作拖船指標時,還應參考港口碼頭溢油應急設備配備要求,并結合港口的實際靠泊能力情況選擇相應溢油回收能力。以海港裝卸油品的碼頭溢油應急設備配備要求為例(表2),不同靠泊能力的碼頭,其溢油回收艙容和收油能力標準不一樣,實際選取設計指標時應不低于其最低要求值,但從溢油突發(fā)事故來分析,往往需要更大的艙容。
3.3技術難點與解決方法
3.3.1解決溢油艙布置帶來的防火、防爆問題
海面溢油為易燃、易爆類型,屬于危險化學品,回收船型應具有散裝運輸化學品船特征,具備區(qū)域防火、防爆問題。其解決方式需保證浮油儲存艙室設置在機器處所和起居處所的前方或者后方(拖船船型一般位于前方),并可考慮將泵艙作為隔離艙隔離機艙與浮油回收艙。浮油回收艙艙口位置應嚴格控制,避免危險區(qū)域的增加,浮油回收作業(yè)區(qū)域的相關電氣設備均應有防爆功能,面向浮油回收區(qū)域的上層建筑前端壁和舷窗應采用A60防火等級。
3.3.2解決不同工況下的浮性、穩(wěn)性調整問題
拖船兼做溢油回收船時應校核滿載拖帶出港、滿載拖帶到港、滿載溢油出港、滿載溢油到港、半載溢油出港、半載溢油到港等工況。為保證其在溢油裝載工況下的浮性、穩(wěn)性,首先應適度提高兼用船型的型深。其次,海面收集的溢油通常為油水混合物,其密度較常規(guī)的油品更高,通??梢赃_0.9-0.95t/m3。而由于危險區(qū)域要求,溢油艙只能布置在船舶艏部,這時艏部的高配重將對船只浮態(tài)帶來巨大的影響,造成巨大的首傾。而拖帶工況下由于拖船船型重心位置比較靠后,又會導致拖帶工況下呈現很大尾傾的情況。針對這種情況,需要在船型前后兩端均設置較大艙容的壓載水艙,便于各個工況下進行浮態(tài)的調整。
3.3.3解決主甲板下方船員住艙上移帶來的船員居住問題
《船舶與海上設施法定檢驗技術規(guī)則》明確規(guī)定的不同職位船員的居住面積,《海船甲板部、輪機部和客運部最低安全配員表》則規(guī)定了最低船員數量配備的要求,單純地縮減擠壓原有船員艙室無法達到設計目的。因此,溢油回收拖船可較常規(guī)拖船而言多設置一層甲板室,以此來保證船員艙室配備和面積滿足相關要求。但甲板室層數的增加需要注意船只伴拖時,避免上層建筑與拖帶船只碰撞。
4結語
未來的海上溢油事故處理,必然是一種高、中、低檔船型配備的形式。這種形式在保證溢油處理能力的同時,更能保證溢油事故的快速響應和更大的溢油回收能力,并且有效節(jié)約社會資源。本文從一種兼用船型角度出發(fā),將常規(guī)拖船設計為溢油回收兼用船型,具有廣泛的市場前景和良好的社會效益,如果能將該船型普及推廣,能有效提高港口的防污染能力。
參考文獻:
[1]劉宜竑.山東海事局溢油回收船建造項目成本管理研究[D].中國海洋大學,2014.
[2]丁文濤,王達川,齊越,葛彪.2018年沿海港口基本建設回顧[J].中國水運(下半月),2019,19(11):53-54.
[3]鄒云飛,張德文,張鵬.溢油回收船的現狀及發(fā)展趨勢[J].中國水運(下半月),2015,15(05):23-24+29.
[4]孫江,王海濤.我國海洋環(huán)境風險防范制度完善研究——蓬萊溢油事故之應對及反思[C]//可持續(xù)發(fā)展·環(huán)境保護·防災減災——2012 年全國環(huán)境資源法學研討會, 成都, 2012.
基金項目:2019年度江西省教育廳科學技術研究項目“40米大容量溢油回收拖船研究與設計”(項目編號GJJ191284),主持人:陳炯。