秦榮明 甘兆斌 北部灣大學

1.三用工作船及散料系統(tǒng)

1.1 三用工作船簡介

三用工作船（AHTS是Anchor Handling Tug Supply Vessel的縮寫）是一種主要從事海上鉆井平臺、無動力大型工程船舶的起拋錨、拖航、物料供應補給以及值班守護、水下工程設備安裝支持等工程作業(yè)的大型海工拖輪。

1.2 散料系統(tǒng)輸送原理和系統(tǒng)簡介

散料系統(tǒng)是三用工作船的最重要的系統(tǒng)之一，采用氣力輸送原理，實現(xiàn)粉狀干散料在岸基—三用工作船—海上鉆井平臺之間密閉地長距離運輸和裝卸作業(yè)。散料系統(tǒng)主要由散料罐、輸送管系、各種電磁閥、球閥、空壓機、干燥機、執(zhí)行機構和顯示控制設備等部分組成。通常散料系統(tǒng)設置4個罐體，4個散料罐分為兩組，每組為一個獨立的輸送單元，在船舯部左、右舷各有2個散料進料口，具備同時向兩組罐輸送散料的流程設置。在船艉部左、右舷各有兩個散料輸出口，可同時輸送2種不同的散料?？紤]到管路內散料殘量的清掃和必要時提供助吹或排除堵塞故障，每組管路均設有一組掃線閥件。干散料排放時輸送壓縮空氣進入罐內加壓，氣化器充入壓縮空氣使干散料形成氣、料兩相流態(tài)化，將儲存罐內的干散料排放至輸送系統(tǒng)管路，實現(xiàn)遠距離，高速度輸送。空壓機為散料系統(tǒng)提供動力風源，通常使用電動螺桿空壓機。散料艙內所有閥件均采用電控氣動雙作用方式，除甲板面的閥門外，整個系統(tǒng)的工作控制可在駕駛室集控臺進行遠程遙控，應急情況下也可以進行現(xiàn)場手動操作各類閥件。各罐的工作情況和控制氣源壓力信息、料位料量信息可在集控臺上監(jiān)測。散料系統(tǒng)的作業(yè)分為接料和供料作業(yè)。接料作業(yè)是由岸上儲存設施將散料輸送至三用工作船散料儲存罐內的作業(yè)。供料作業(yè)則是由三用工作船將自身散料罐內的散料供至海上平臺或者海上需要散料的接收設施。三用工作船上的空氣壓縮機不僅為供料過程提供動力風源，還兼有助吹和掃線的功能。圖1為兩個罐體的一個獨立單元簡易圖。

圖1 簡易罐體圖

2.裝載作業(yè)

2.1 裝載作業(yè)前準備工作

作業(yè)前，應做好裝載的準備工作。

一是要查看每個罐體總容量，不同的船舶罐體容量有差異；二是要了解船上裝料管路接頭管徑、型號以及連接方式（凸式或凹式），通常船上提供的是5英寸凹式接頭（FEMALE，俗稱母接頭）；三是要熟悉操控臺管系的布置和各類閥門的符號，如進氣閥（A1、A2、A3、A4）、放氣閥（V1、V2......）、加裝閥(F1......)、排出閥(D1......)、助吹閥(P1......),各閥位置見圖2，特別是對于新手，必須現(xiàn)場摸清楚管路和閥門的實際布置；四是要提前與供料方溝通，做好散料作業(yè)風險分析(JSA)并填好JSA單和裝載、外供檢查表；五是要打開控制空氣氣動閥，檢查散料罐系統(tǒng)各管路閥件，確保各閥件處于正常，并確認各開關處在關閉狀態(tài)；六是要檢查并確認加料管線正確連接，確保管線接口密封完好，打開透氣管系和加裝管系正確的閥門，并確保別的閥在關閉的位置，透氣管加裝軟管配重放置于海水面以下，做好船舶防污染措施，保持通訊暢通。

圖2 操作面板管路布置圖

2.2 裝載操作

接料時，依次逐罐進行加料，以便控制加裝量。當加料至罐體總容量的80%的時候換罐。如裝料期間發(fā)生加料高位報警，必須立即通知供料設施停止供料；當裝比重大的散料如重晶石粉的時候，應該加裝在船尾部的罐內，以便供料的時候縮短輸送的管線距離，增加供料效率；打開透氣閥、加料閥，確保散料系統(tǒng)其它所有閥門處于關閉狀態(tài)；加料前先進行空氣掃線，確保加料系統(tǒng)管線全線暢通，檢查并確認各法蘭接口、道門密封以及加料管連接正確，吹通管線后通知岸站加料；加料過程中，按一定時間詢問供料方供料量情況，直至裝載到計劃容量；加料完成后，通知供料方繼續(xù)用空氣吹管路5～10分鐘，防止散料沉積在管路中造成管路堵塞；釋放罐體內和管路內余氣，確保罐內沒有壓力，打開放殘閥，再次確認系統(tǒng)管路沒有余壓，關閉所有閥件，拆除管線。(系統(tǒng)操作界面見圖3)

圖3 系統(tǒng)操作面界面

3.外供作業(yè)

3.1 外供前準備

同裝載前準備工作程序相同：檢查散料系統(tǒng)空壓機、干燥機的油位，打開冷卻水泵，同時給運行部件加油活絡，檢查各運行參數(shù)，特別注意冷卻水溫變化情況，超過100°C會高溫報警，確認正常后將控制鍵轉換到遙控位置，兩臺動力源空壓機間連通閥打開,啟動一臺空壓機，另外一臺備用。

3.2 外供操作

（1）供料準備，依次逐罐進行，在駕駛室操縱臺，遙控打開散料系統(tǒng)管線氣動閥門，通知甲板人員連接好各管線，手動打開甲板外供閥，遙控啟動空氣干燥機和空壓機，使用比例控制閥（P1/P2）進行空氣吹管掃線，確認外供管路系統(tǒng)暢通。比例閥吹管掃線時，比例閥一般控制在70～80%左右。

（2）開始供料，供1號罐散料，打開散料罐進氣閥（A1），關閉比例控制閥P1，對1號罐內進行加壓，通常根據(jù)散料種類以及接收設施情況加壓，密度大的壓力加到0.5 MPa，密度小加壓到0.45MPa；在加壓的過程中，注意觀察對比空壓機工作壓力與灰罐內的壓力差，如果壓差過大，可能存在兩個問題，一是空氣管路或者閥件被堵，二是儀表顯示問題，通知人員對各相關連接部位及散料罐道門進行氣密檢查，同時與機艙校對罐頂壓力表與操作臺壓力表的讀數(shù)；確認上述檢查正常后，將比例控制閥P1調節(jié)至50%，打開散料排放閥D1（DISCHARGE簡稱D1閥），開始供料，必須逐罐進行供料。

（3）輸料過程中，注意平臺排氣口的煙量濃度變化、出料軟管的抖動狀況、以及罐體內壓力變化等來判斷輸料情況。實時調節(jié)比例控制閥P1比例，保持出料軟管連續(xù)抖動。當罐內壓力下降至50%工作壓力左右(0.25MPa)，關閉排出閥，重新對罐體內加壓至工作壓力，打開排出閥繼續(xù)排放，重復操作3次，以確保供應充分。

（4）當罐內散料容量到低位時（10%左右），安排人員到散料罐底部打開清罐閥進行清罐，當罐內散料清空后，關閉清罐閥、進氣閥A1和出料閥D1，打開泄壓閥排空罐內余壓。（早期的散料系統(tǒng)沒有清罐閥）

（5）換罐供料，需將比例控制閥調節(jié)至80%左右進行空氣吹管(掃線)，以避免排放管線堵塞。吹管時間根據(jù)平臺散料罐透氣情況而定，一般為5～10分鐘左右；吹通管線后，重復第（2）（3）（4）步驟，如此循環(huán)，直至所有罐內散料排放完畢，繼續(xù)保持掃線10分鐘左右，停止空壓機及干燥機運行，打開泄壓閥釋放系統(tǒng)內的空氣壓力，關閉所有相關閥件，拆除甲板上的供料軟管；排空的散料罐，等罐內灰塵沉淀后，打開道門檢查罐內清潔情況；如有必要，需要在海上進行二次排放，徹底清空罐內散料，避免散料沉積在罐內。如果換裝散料，還需要請專業(yè)人員用吸塵器徹底清罐(系統(tǒng)操作界面見圖3)。

4.存在風險

散料系統(tǒng)是三用工作船最重要的關鍵設備之一，做好系統(tǒng)維護保養(yǎng)、余料處理、保證設備隨時可用狀態(tài)是三用工作船船員日常維護保養(yǎng)的重要工作，但是最容易被疏忽。

4.1 余料風險

三用工作船給平臺供料的時候，散料用量平臺很難精準計算，正常都是備料比平臺預計會多出一些，會留下部分散料在灰罐內，這種情況下如何處理散料是一個很棘手的問題。如果長期儲存在罐體內，散料容易變質結塊，將給清倉帶來巨大的工作量，而且也可能造成管路堵塞，導致系統(tǒng)無法正常使用。如果余料排放入海，對環(huán)境有影響，目前為止，余料回收最好的辦法，是岸上設置專業(yè)的接收設施回收余料，但是回收成本非常大。

4.2 揚塵風險

隨著國家對海洋環(huán)保要求的提高，裝料時揚塵的處理也是個問題?，F(xiàn)在裝料時揚塵處理方式主要是排放入海，因為裝料一般都在港口，有些港口不允許散料揚塵直接入海，特別是一些對海洋環(huán)境影響大的散料，更是禁止入海。

4.3 系統(tǒng)設備風險

散料系統(tǒng)主要包括散料罐、輸送管系、各種電磁閥、球閥、空壓機、干燥機、執(zhí)行機構和顯示控制設備等主要設備，由于三用工作船和海工的作業(yè)性質，設備很多時候會閑置很久不用。當不用的時候，很容易忽視設備的維護保養(yǎng)，而設備長時間不維護保養(yǎng)，閥門容易卡死、管路可能結塊堵塞、罐體內容易積存變質結塊散料，空壓機也可能無法運轉。對此，必須按時運行維護保養(yǎng)，定期啟動整個系統(tǒng)運轉，活絡各個部位。

5.改進建議

5.1 余料處理

若要減少余料對環(huán)境的影響，首先可以從散料使用者預算著手，精準計算，盡可能減少余料。理論上可以做到用多少料，運送多少料，但是實際不可能做到沒有余料，所以我們可以對散料系統(tǒng)進行改進，在系統(tǒng)內加裝余料處理裝置，類似放殘艙之類的設備，以便回收系統(tǒng)余料。

5.2 揚塵處理

目前國內三用工作船散料系統(tǒng)普遍沒有揚塵回收裝置。當船舶到達一些對環(huán)保要求高的港口裝料時，而港口禁止揚塵直接入海，船舶就無法裝料了。要想解決揚塵問題，我們可以從系統(tǒng)設備入手，在散料系統(tǒng)設計加裝揚塵回收裝置，解決裝料時揚塵問題。

5.3 散料系統(tǒng)設備保養(yǎng)

散料系統(tǒng)的保養(yǎng)至關重要，必須按時運行維護保養(yǎng)，定期啟動整個系統(tǒng)運轉，活絡各個部位。系統(tǒng)關鍵部位通常的保養(yǎng)可以按表1要求的頻率進行保養(yǎng)。

表1 設備保養(yǎng)要求

5.4 堵管時的應急措施

當發(fā)現(xiàn)出料管路堵塞時，立即關閉散料出口閥D，全開比例控制閥P；如果管線還是不通，則關閉比例控制閥并全開甲板助吹閥數(shù)秒后再全開比例控制閥P，如此循環(huán)，直到管線暢通。