曹兆年
(海南港航控股有限公司,海南 ???570311)
目前,我國的瓊州海峽建設有從事危險品滾裝船作業(yè)的碼頭,北海-潿洲島、蓬萊-長島、寧波舟山群島等陸島運輸也有危險品滾裝運輸?shù)男枨骩1],但碼頭多為兼顧危險品滾裝運輸,與客運主要采取分時段運輸?shù)姆绞竭M行。渤海海峽也有建設專用危險品滾裝船作業(yè)碼頭的需求,這些碼頭均為海港碼頭。
危險品滾裝碼頭是危險品作業(yè)和滾裝作業(yè)相結合的產(chǎn)物[2],既不同于油氣化工碼頭和普通危險品碼頭,也不完全等同于客滾碼頭和普通貨物滾裝碼頭。危險品滾裝碼頭與普通貨物滾裝碼頭相比在裝卸工藝上是類似的,區(qū)別在于裝卸車輛載運貨物不同。相較普通貨物車輛,載運危險品的車輛,對安全和消防條件要求更高,但國內目前缺少專門的技術規(guī)范要求[3-4]。
由于沒有針對危險品滾裝碼頭安全和消防方面的專用標準,在設計、評估、驗收等工作時,一般都參照現(xiàn)行的《油氣化工碼頭設計防火規(guī)范》、《海港總體設計規(guī)范》等法律法規(guī)中的油氣船碼頭標準。涉及到危險車輛待渡車場,采用或參照的標準更為復雜,更多采用的是危險品堆場、危險品倉庫的標準。
在具體實踐中,由于缺少相應標準,危險貨物滾裝碼頭是否合法合規(guī),主要取決于地方政府意愿和專家傾向。特別是自“8·12天津濱海新區(qū)爆炸事故”以來,除政府因當?shù)孛裆鷨栴}被迫給予經(jīng)營運輸外,一般都會套用從嚴的明知不適用的安全標準,以便更好地保護自己[2]。因此,全國大量港口無法從事危險貨物滾裝運輸,或者無法核準合規(guī)發(fā)證,只能違規(guī)運輸,甚至采取特殊形式進行運輸。
為了推進專業(yè)、合法的危險品滾裝船作業(yè)碼頭建設,有必要對建設安全有保障的危險品滾裝船作業(yè)碼頭相關標準或關鍵技術進行研究,以促進瓊州海峽乃至國內各港口危險品滾裝運輸安全健康發(fā)展。
要解決危險品滾裝船作業(yè)碼頭的安全技術問題,首先應該了解危險品滾裝船作業(yè)碼頭的作業(yè)特點,特別是危險品滾裝船作業(yè)碼頭與油氣船碼頭的裝卸差異。
油氣船舶,是指運載沒有包裝的散裝流體或氣體,主要是易于揮發(fā)、燃燒、爆炸的石油及石油產(chǎn)品、燃氣產(chǎn)品的船舶。油氣船舶裝卸是通過管道將油氣輸送到碼頭上的儲存裝置中。油氣船舶碼頭裝卸時最主要的特點:1)船舶與陸岸要有管道連接(如輸油、輸氣管及臂,各類壓力動能及各類閥件設備設施);2)裝卸時間較長,少則數(shù)小時,多則若干天;3)散裝,沒有包裝,對防火配備資源大;4)裝卸需要較復雜的管控工藝[5]。
危險品滾裝船,是指用貨車直接進出貨艙裝卸危險品的運輸船舶。危險品滾裝是運輸危險品的貨車在碼頭通過接岸船舶跳板通過其自身的車輪進行的裝卸作業(yè)方式[6]。所裝運的貨物在有包裝可開動的車輛內存放。危險品滾裝船碼頭裝卸最主要的特點是:1)船舶與碼頭僅需要一個搭接跳板,可快速靠離泊;2)整船貨物車輛可以直接開上開下,裝卸效率高,僅幾十分鐘或更短時間;3)危險品是有合格的包裝的;4)裝卸僅是車輛在行車通道內行駛。
綜上所述,由于兩類運輸特點不同,差異較大,所以其安全標準應該不同。對新建、改建和擴建的油氣化工碼頭工程防火設計,要求滿足JTS 158—2019《油氣化工碼頭設計防火規(guī)范》,以保證油品、液體化學品、液化天然氣及液化烴類碼頭安全,但對于危險品滾裝船碼頭則應該有所差異[7]。
碼頭安全要求是根據(jù)作業(yè)安全風險而采取的物理預防(本質安全)措施。從油氣船舶碼頭和危險品滾裝船碼頭裝卸特點可以明顯看出,兩者的安全要求理應不同,應該區(qū)分對待。結合對兩者裝卸特點的分析,以及參照現(xiàn)行的《油氣化工碼頭設計防火規(guī)范》、《海港總體設計規(guī)范》等規(guī)范標準,本課題主要針對危險品滾裝碼頭的船舶靠離泊方式、危險品車輛待渡車場、碼頭消防安全距離以及碼頭消防設施配備等問題進行探討。
JTS 165—2013《海港總體設計規(guī)范》[8]第5.5.7條對3000 GT及以下的直跳板滾裝船碼頭的靠離泊方式進行了規(guī)定。法規(guī)條款雖未限制3000 GT以上滾裝泊位不能采取丁靠形式,但絕大部分專家及政府部門將其解讀為“3000 GT以上船舶不能丁靠”,并作為強制條款。這在瓊州海峽新的滾裝碼頭的建設、評價中較為明顯,不少專家學者也都提出了異議。
從理論和實際操作可知,影響船舶靠離泊的客觀因素主要有3個方面:一是浪、涌、流、吃水等港口水文條件;二是風、霧等氣象條件;三是船舶操縱性能等技術條件。由危險品滾裝船碼頭裝卸特點可知,滾裝船丁靠最大的特點是船舶可以直接與碼頭快速靠離泊,貨車可以直接開進開出,方便快捷。具體分析如下:
1)水文影響因素。海港直跳板滾裝碼頭大多設有防浪堤,屬于靜水港。對于直跳板滾裝船作業(yè)的碼頭,可通過設置突出于碼頭前沿線以外的接岸設施供船跳板搭接,當處于靜水港內,浪、涌、流、吃水等港口水文條件可滿足要求。因此,在靜水港內,就水文影響因素而言,船舶側靠、丁靠都可實現(xiàn)泊穩(wěn),沒有任何不同的風險因素。
2)氣象影響因素。該因素主要包括霧和風對船舶靠離泊的影響。
霧的影響,主要是進出港及航行影響。各地管控政策不盡相同。以瓊州海峽為例,南岸的海口各港口,在2018年大霧封航后,社會輿論質疑聲高漲,經(jīng)專業(yè)研究機構對航行標準進行論證,將原有《??诟鄹劭谡鲁獭分幸?guī)定的1000 m限航標準降為500 m[9];北岸的徐聞各港口,一直采用廣東海事局《轄區(qū)船舶航行管理規(guī)定》的轄區(qū)船舶1000 m霧航限航標準[10]。南、北兩岸限航標準不統(tǒng)一,但總體上已經(jīng)通過行政手段對涉霧安全進行了規(guī)范和保障。
風的影響,包括惡劣天氣下的陣風、臺風對船舶靠離泊的影響。就瓊州海峽而言,海事部門根據(jù)天氣預報作出停航要求,企業(yè)根據(jù)實際情況安排船舶靠離泊。瓊州海峽除一些小船抗風等級為7級外,其他船舶抗風等級均為8級,一旦預報風力超過船舶抗風等級則停航,依此來確保通航風險可控。交通部天科院以馬村港為例做過模擬研究:通過潮流數(shù)模、波浪數(shù)模計算分析、船舶系泊運動數(shù)值計算分析及不同風浪流環(huán)境條件下的船舶進出港與靠離泊模擬試驗,10000 GT危險品滾裝船在丁靠泊常規(guī)系泊方式下,滿足船舶安全裝卸作業(yè)要求的風速為順風5級及以下、橫風4級及以下。采用丁靠方式,經(jīng)測算,危險品滾裝船可作業(yè)天數(shù)達到362 d[11]。
目前瓊州海峽已實現(xiàn)港口每1 km范圍內未來0.5 h的精準氣象預報,而裝卸作業(yè)也僅需要10~40 min就能完成。因此,從氣象影響的因素分析,在現(xiàn)已有的管控體制下,丁靠的安全風險是可控的。
3)船舶操縱性影響因素。目前危險品滾裝船舶船首均配有側推,靠離泊無需拖輪的輔助,船舶操縱性能等技術條件良好,對船舶靠離泊影響不大。
除此以外,危險品滾裝船所裝車輛全部都是貨車,車長5~22 m不等,船舶本身沒有供車輛轉彎的條件,如果采用側靠斜跳板,則需要較大的轉彎半徑,岸基配套復雜,既不方便快捷,也增加安全風險。另外,根據(jù)瓊州海峽兩岸四港滾裝泊位運行狀況和船長反饋,目前瓊州海峽滾裝船舶基本上都是10000 GT級左右船舶,其直跳板滾裝船舶采用丁靠方式作業(yè)已運營多年,作業(yè)安全性可靠,靠離泊作業(yè)時間極短,船舶操縱性更佳。
綜上所述,對于大噸位的滾裝船舶,經(jīng)過靠離泊推算后,在條件可控的情況下,丁靠是安全可行的,并且更方便、更快捷。
《海港設計總體規(guī)范》第7.9.1.8條對滾裝碼頭停車場規(guī)模作了規(guī)定。危險品滾裝運輸總體上量不會很大,按照一條船舶裝卸30輛貨車為例,參照本規(guī)定,如要滿足一艘船舶所能裝載的車輛,則對應配套的待渡停車場至少要2000 m2以上。
GB 18265—2019《危險化學品經(jīng)營企業(yè)開業(yè)條件和技術要求》第6.1.1條對危險化學品倉庫按其使用性質和經(jīng)營規(guī)模做了相關界定和安全規(guī)定[12]。
類似的,JTS 176—2020《港口危險貨物集裝箱堆場設計規(guī)范》第4.2.5條也做了對堆存1.3~1.6項爆炸品的港口危險貨物集裝箱堆場與外部防護目標的距離不應小于1000 m,事故后果法計算時應采用最嚴重事故情景進行計算的規(guī)定[13]。
另外還有現(xiàn)行國家標準GB 50089—2018《民用爆炸物品工程設計安全標準》[14]和GB 50161—2009《煙花爆竹工程設計安全規(guī)范》[15]也有相關的規(guī)定。
本文研究危險貨物車輛待渡車場應該按什么標準,如果按危險品堆場或危險品停車場的標準來要求,無論是《危險化學品經(jīng)營企業(yè)開業(yè)條件和技術要求》,還是《港口危險貨物集裝箱堆場設計規(guī)范》,都會涉及到安全距離1000 m的紅線,除非是設置專業(yè)危險貨物堆場的滾裝碼頭,否則很難滿足相關標準配備要求。對照全國最大的瓊州海峽危險貨物滾裝泊位,也沒有滿足條件的停車場,甚至在港外也不能找到適合的危險貨物滾裝車輛待渡車場。由于危險品車輛運輸總量有限,企業(yè)化經(jīng)營,經(jīng)濟上無法回報,而政府不可能組織經(jīng)營一個危險貨物滾裝車輛待渡車場,其結果是全國港口沒有一個能滿足要求的危險貨物滾裝車輛待渡車場。
待渡停車場是專門用于停放等待登船的運輸車輛的場地。由于危險品車輛待渡停車場對安全和消防的要求較高,特別是由于安全距離的要求,對寶貴的岸線和港區(qū)內土地資源的使用限制較大,導致其在港區(qū)內選址困難,港區(qū)內設置專門的危險品車待渡停車場的難度較大。
從瓊州海峽兩岸情況看,無論是海南省還是廣東省,都沒能找到合適的危險品車待渡停車場。因為不管是否設置待渡停車場,危險品車輛在進入港區(qū)后登船前辦理車輛安檢、稱重、登船等手續(xù)都是必須的,車輛臨時短暫停留也是滾裝作業(yè)實際需求。為了從本質上解決問題,本文引進危險貨物滾裝碼頭(泊位)車輛臨時待渡區(qū)(通道)的概念。臨時待渡區(qū)(通道)可定義為:港區(qū)內設置的用于登船前辦理車輛安檢、稱重、登船等手續(xù)所經(jīng)停的區(qū)域或通道。
為了確保安全,對在港內的待渡停車場和臨時待渡區(qū)(通道)兩種車場界定標準:
2.2.1 車輛臨時待渡區(qū)(通道)的基本要求
1)駕駛員必須在車上或車邊;2)行駛時,按車輛性能和車速計算前后有足夠的制動距離;3)停車時前后有足夠的安全距離;4)車輛前后有足夠的安全距離,有足夠的轉彎半徑,不需要前后車輛移動,可自由進出離開停車位和停車通道。滿足以上4個條件時,車輛在該區(qū)域行駛或臨時停留,可參照《道路交通安全法》,《港口道路交通管理辦法》相關標準進行要求。
2.2.2 停車場的基本要素
1)駕駛員離開車輛;2)車輛處于無法隨時移動的狀態(tài)。滿足以上兩點,該區(qū)域按《港口危險貨物集裝箱堆場設計規(guī)范》等規(guī)范進行要求。
故此,對港內臨時待渡區(qū)(通道)中的車輛,按通道的標準,要求每輛車前后必須有足夠的安全距離,車輛左右必須有足夠寬度的應急通道,在其它車輛不動時,確保每輛車能隨時進出,以此保證風險可控。
鑒于我國從事危險品滾裝船作業(yè)的碼頭大多與周邊其他貨種碼頭的距離較近,參考國外大多數(shù)國家危險品碼頭和其他貨種碼頭之間安全距離沒有作出明確規(guī)定的情況,避免生搬硬套油氣危險品船舶標準,在應用有關規(guī)范和標準時,應重點考慮危險品滾裝船碼頭裝卸作業(yè)以下主要特點:一是承運的危險品有包裝;二是船舶與碼頭之間的運輸是一個汽車通道;三是丁靠滾裝船舶可直接快速靠離泊;四是危險貨物車輛是可以移動的。因此,其安全風險就可參照道路交通安全風險。同理,臨時待渡區(qū)(通道)也可按通道界定其與周邊的安全距離。但當待渡停車場中的危險品車輛停放時,由于司機不一定在車上,也就不一定能實現(xiàn)快速移動,因此這種情況不能采用通道的安全標準,同樣參照《港口危險貨物集裝箱堆場設計規(guī)范》。
研究危險品滾裝船作業(yè)碼頭與周邊的安全距離,一般考慮以下幾種:一是與周邊船舶的安全距離,二是與周邊建筑物和重要設施之間的安全距離,三是與火源之間的安全距離。
結合GB 50183—2004《石油天然氣工程設計防火規(guī)范》[16]5.2.1條石油天然氣站場內總平面布置的防火間距表5.2.1中對“汽車裝卸鶴管和碼頭裝卸油臂及泊位與明火、散發(fā)火花地點(含鍋爐房)之間的防火距離”分別作出的規(guī)定和《海港總體設計規(guī)范》[8]對裝卸甲、乙類危險品的泊位與明火、碼頭前沿線與陸上儲罐、與裝卸作業(yè)無關的其他設施與危險品碼頭等間距的要求,取如下參數(shù):
1)危險品滾裝船作業(yè)碼頭前沿與周邊陸上的油氣化工品儲罐的防火間距不應小于50 m。陸上與裝卸作業(yè)無關的其他設施與碼頭的間距不應小于40 m。
2)危險品滾裝船作業(yè)碼頭的建構筑物與碼頭前沿線防火間距不宜小于表1的規(guī)定。
表1 危險品滾裝船作業(yè)碼頭的建構筑物與碼頭前沿線防火間距Table 1 Fire separation between structures of wharf for dangerous cargo ro-ro ships and the wharf front m
3)危險品滾裝船在碼頭前沿作業(yè)時與客運碼頭的船舶、公路橋梁、鐵路橋梁凈間距不應小于300 m,在泊船舶與航道邊線的凈間距不宜小于100 m,與其他貨種碼頭的船舶凈間距不應小于50 m。
如此,既考慮了固有風險較大的安全風險,同時也結合危險品滾裝運輸?shù)奶攸c,科學地選擇相關標準,明確并有效解決安全距離問題。
一般的危險品碼頭裝卸的都是單一貨物或同一類貨種,在設計時都有針對性,按船舶類型、貨物特性、數(shù)量配備相應的消防設施。但滾裝船舶與油氣等船舶不一樣,其通用性較強,貨物較雜。以瓊州海峽滾裝運輸過海的危險品為例:從數(shù)量上看,近些年吞吐總量均超過60萬t,其中進島量約占2/3,出島量約占1/3,以進島為主。從種類上看,滾裝危險品種類覆蓋第1~9類,進口主要貨種有液氯、油漆、液化天然氣、潤滑油、液氨、液堿鹽酸、庚烷、柴油、硝酸銨等,出口主要貨種有戊烷、潤滑油、液氨、酒精、液化氣、廢舊電池等。承運的危險品大多為海南省不可或缺的民生物資,而且通過滾裝運輸方式進出海南島短期又是不可替代的。
危險品滾裝船作業(yè)碼頭如何配備消防設施,才能既滿足消防基本需求,又不造成超量浪費,需要明確對應的理論依據(jù)。為此,要從危險品滾裝船作業(yè)的特點進行研究。作為通道,在港區(qū)內限速的車輛,辨識危險源發(fā)現(xiàn)其最大的風險無非兩種情況,一是車輛本身出現(xiàn)自燃、泄漏等問題,由于相關車輛是可以隨時轉移離開的,因此只需要考慮一輛車本身的消防措施;二是一車輛失控撞擊另一輛車,造成兩車損壞,其它車輛是可以轉移離開的,因此只需要考慮兩輛車的消防措施。按照上述分析,危險品滾裝船作業(yè)碼頭所配備的消防設施,應能滿足撲救碼頭兩輛車輛火災和設計靠泊船型初起火災的要求。兩輛危險品車輛應按照可能運輸?shù)淖畲筝d重車輛計量,并考慮各類貨種。
由于貨物不同滅火劑之間滅火效能應相容,消防設施及系統(tǒng)選用的滅火劑應與保護對象相適應。對于公共碼頭,由于貨種較雜,危險品滾裝船作業(yè)碼頭應根據(jù)危險品種類和滅火實際需要采用固定式水冷卻、干粉和泡沫滅火方式,其中干粉和泡沫滅火方式可采用移動式干粉和移動式泡沫滅火系統(tǒng)。對車輛荷載進行計算并結合相關規(guī)范,取以下消防參數(shù):
2.4.1 消防給水系統(tǒng)
1)危險品滾裝船作業(yè)碼頭、待渡停車場應具備消防給水系統(tǒng),并應設置室外消火栓。消防給水應由給水管網(wǎng)或消防水池(罐)提供,一次滅火的室外消火栓用水量不應小于40 L/s,火災延續(xù)時間不應小于3 h,且火災時供水壓力從地面算起不應小于0.10 MPa。
2)消防用水應優(yōu)先選擇淡水,海水作為應急水源時應在碼頭上設置應急海水取水口,并宜按1個室外消火栓計算。以海水作為消防水源或應急水源時,消防設備及管路系統(tǒng)應采取防止海水腐蝕和水生物滋生的措施。
3)當直接利用港區(qū)給水管網(wǎng)水源和應急水源不能滿足消防用水流量、水壓和火災延續(xù)時間內消防用水總量的要求時,應配置消防水池或消防水罐。
4)消防給水管網(wǎng)應布置成環(huán)狀,向環(huán)狀管網(wǎng)輸水的進水管不應少于2條,當其中一條發(fā)生故障時,其余的進水管應能滿足消防用水總量的供給要求。消防給水管道的直徑不宜小于DN150。
2.4.2 干粉滅火器
干粉儲量應能滿足規(guī)定滅火時間內的干粉炮所需干粉量,儲量應為計算用量的1.2倍。供給強度碳酸氫鈉不應少于8.8 kg/m2、磷酸銨鹽不應少于3.6 kg/m2,保護面積應至少按照2輛典型的危險品車的垂直投影面積之和確定,且連續(xù)供給時間不應小于60 s。
2.4.3 泡沫滅火系統(tǒng)
1)危險品滾裝船作業(yè)碼頭運輸油品、液體化學品運輸車輛時應設置泡沫滅火系統(tǒng),泡沫液額定混合比不低于3%。當運輸液化天然氣和液化烴槽罐車時,應采用高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)。
2)當運輸貨種有油品和非水溶性液體化學品泡沫液可選用氟蛋白或水成膜泡沫液。當運輸貨種有水溶性液體化學品泡沫液應選用抗溶氟蛋白或抗溶水成膜泡沫液。
3)泡沫滅火系統(tǒng)保護面積應按2輛典型的危險品車的垂直投影面積之和確定,固定式滅火系統(tǒng)泡沫混合液的供給強度不應小于12.0 L/(min·m2),連續(xù)供給時間不應小于60 min。
4)危險品滾裝船作業(yè)碼頭可配置機動性強的移動式泡沫滅火系統(tǒng)。移動式泡沫滅火系統(tǒng)應配置不少于2支泡沫槍,且每支泡沫槍的流量不應小于8.0 L/s,連續(xù)噴射時間不應小于30 min。
本文結合國內從事危險品滾裝船作業(yè)的碼頭建設和運營情況,對危險品滾裝船作業(yè)的碼頭涉及到安全的4個關鍵技術進行探討,通過對現(xiàn)有規(guī)范進行分析研究,結合危險品滾裝運輸?shù)奶攸c和相關風險辨識分析,提出了危險品滾裝船作業(yè)碼頭的船舶丁靠、車輛裝卸通道、臨時待渡區(qū)(通道)、車輛安全風險等務實的理論和概念,為推動建設專業(yè)、合法的危險品滾裝船作業(yè)碼頭提供思路和依據(jù),特別是對解決瓊州海峽危險品滾裝運輸業(yè)務合法合規(guī)經(jīng)營具有現(xiàn)實意義。