張志華，李慶洲

(遼寧省交通運(yùn)輸事務(wù)服務(wù)中心 沈陽市 110000)

船舶岸電技術(shù)是一個(gè)利國、利民、利船、利港的新技術(shù)。船舶在靠港期間關(guān)閉輔機(jī)接用港口的岸電后，可極大程度地減少廢物氣體的排放和噪音對(duì)環(huán)境的污染，對(duì)美化港口區(qū)域的環(huán)境，增強(qiáng)港口的競(jìng)爭(zhēng)力有很大的正向增益作用。同時(shí)，當(dāng)靠港船舶接用岸電時(shí)，船方可以節(jié)省燃料費(fèi)用，船員可以減輕值班值守的勞動(dòng)強(qiáng)度。當(dāng)前，國家制定“力爭(zhēng)在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”的重大戰(zhàn)略決策，國家倡導(dǎo)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，減少二氧化碳等氣體的排放，有效應(yīng)對(duì)氣候變化是當(dāng)前全人類共同的責(zé)任。但是，由于港口的石油化工碼頭是裝卸靠泊具有易燃、易爆、易制毒危險(xiǎn)性的油品及化工品的場(chǎng)所，在港口安全管理上有特殊的管理要求，是否能夠應(yīng)用船舶岸電技術(shù)需要慎重的研究和論證。以下便從油船和石油化工碼頭兩方面對(duì)石油化工碼頭安裝船舶岸電設(shè)施的安全難點(diǎn)進(jìn)行分析。

1 油船使用岸電系統(tǒng)安全技術(shù)難點(diǎn)

1.1 船舶自航保持安全技術(shù)難點(diǎn)

按照《油船油碼頭安全作業(yè)規(guī)程》(GB 18434—2001)附錄D《船/岸安全檢查表》的通用檢查內(nèi)容的序號(hào)4“油船是否隨時(shí)保持自航移動(dòng)能力”，該檢查項(xiàng)代碼為PR。檢查項(xiàng)代碼P表示“在否定回答的情況下，未經(jīng)主管機(jī)關(guān)的批準(zhǔn)，不得進(jìn)行作業(yè)”。檢查項(xiàng)代碼R表示“在不超出聲明同意的時(shí)間間隔重復(fù)檢查的項(xiàng)目”。當(dāng)靠港船舶連接泊位岸電后，需要船舶的主機(jī)和輔機(jī)都處于停車狀態(tài)，再次啟動(dòng)船舶主、輔機(jī)及航行設(shè)備一般需要1h。這種狀態(tài)下油船就不能隨時(shí)自航移動(dòng)，若要進(jìn)行船舶靠港的港口危險(xiǎn)貨物作業(yè)需要屬地交通運(yùn)輸主管部門的批準(zhǔn)。

1.2 油品裝卸安全技術(shù)難點(diǎn)

在獨(dú)立泵艙型的油船上，油船的油泵驅(qū)動(dòng)方式主要有電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、柴油發(fā)電機(jī)雙出軸驅(qū)動(dòng)、柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)、液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)和蒸汽透平驅(qū)動(dòng)等幾種[1]。

低壓變頻岸電系統(tǒng)主要由高壓開關(guān)柜、降壓變壓器、變頻岸電電源、岸電接線箱、電纜卷筒及受電船舶組成。低壓非變頻岸電系統(tǒng)主要由降壓變壓器設(shè)備、岸電接線箱、電纜卷筒及受電船舶組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

高-高變頻岸電系統(tǒng)是指采用高壓變頻岸電電源實(shí)現(xiàn)高壓上船的岸電系統(tǒng)，主要設(shè)備由高壓開關(guān)柜、高壓變頻岸電電源、隔離變壓器、岸電接線箱、電纜卷筒及受電船舶組成。高-低-高變頻岸電系統(tǒng)是指采用低壓變頻岸電電源實(shí)現(xiàn)高壓上船的岸電系統(tǒng)，主要由高壓開關(guān)柜、降壓、升壓變壓器、低壓變頻岸電電源、岸電接線箱、電纜卷筒及受電船舶組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

對(duì)于大中型油船，由于其每臺(tái)貨油泵所需的功率一般均較大，與常規(guī)配置的柴油發(fā)電機(jī)組功率不相匹配，如單獨(dú)配柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)又不合理，因此大型油船貨油泵驅(qū)動(dòng)普遍采用以汽輪機(jī)為主要設(shè)備的蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)[1]。對(duì)于非電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的貨油泵，連接岸電后，泵失去動(dòng)力源，油船無法卸貨。此外，原油、瀝青等粘度較高的油品，為保持卸船時(shí)的流動(dòng)性要求，需要采用蒸汽進(jìn)行伴熱。連接岸電后，蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)停止運(yùn)行，無法產(chǎn)生油品伴熱需要的蒸汽。油品流動(dòng)性降低甚至失去流動(dòng)性，也將無法卸貨，甚至導(dǎo)致凝管事故發(fā)生。

油品水路運(yùn)輸過程中需要含氧量低于5%的惰氣保護(hù)。油船上的惰氣來源可來自船舶主、輔機(jī)產(chǎn)生的煙道廢氣或者獨(dú)立的惰氣發(fā)生器。連接岸電后，對(duì)于應(yīng)用主、輔機(jī)產(chǎn)生的煙道廢氣作為惰氣來源的油輪，其貨艙油品失去惰氣保護(hù)，極易發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。

2 石油化工碼頭使用岸電系統(tǒng)安全技術(shù)難點(diǎn)

2.1 石油化工碼頭岸電布置難點(diǎn)

大型油碼頭大多為蝶形布置，其裝卸作業(yè)平臺(tái)已經(jīng)布置了輸油臂、輸油管道等工藝設(shè)備，還包括登船梯、消防炮、水幕、液壓站等，空間極其有限。岸電接電箱若布置在這里，進(jìn)一步增加了裝卸作業(yè)平臺(tái)的擁擠程度，影響人員安全操作。岸電接電箱還可以布置在系纜墩和靠船墩上。系纜墩一般與船舶并不接觸，存在有一定的距離，上下船岸電電纜非常困難?？看找鶕?jù)船舶實(shí)際情況判斷其是否在防爆區(qū)范圍內(nèi)。如果在防爆區(qū)范圍內(nèi)，上下船岸電電纜可能會(huì)造成電纜接插件與船體碰撞產(chǎn)生火花，也會(huì)由于船舶隨水搖晃使得船岸電纜與船體摩擦產(chǎn)生靜電，聚集到一定程度會(huì)放電產(chǎn)生電火花。另外，如果布置在靠船墩或系纜墩上，岸電電纜可能會(huì)與纜繩交叉干涉。

2.2 石油化工碼頭防靜電難點(diǎn)

使用岸電時(shí)，船岸供電系統(tǒng)使用接地電纜進(jìn)行接地[2]。但是《International Safety Guide for Oil Tankers and Terminals》(Fifth Edition)中提出“由于船舶和終端站之間有可能存在電位差，因此岸上軟管或輸油臂的連接或拆卸過程中管匯處有電弧產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。為防止出現(xiàn)這一風(fēng)險(xiǎn)，船/岸界面上應(yīng)有電氣絕緣方式?！贝鹅o電和雜散電流是一個(gè)復(fù)雜而又有爭(zhēng)議的問題。近年來，隨著靜電理論的發(fā)展和石油化工船舶運(yùn)營管理的實(shí)踐積累，船岸等電位電纜跨接這一傳統(tǒng)的防護(hù)手段已經(jīng)被國際海運(yùn)界拋棄?！秶H油船和油安全指南(ISGOTT)》(第五版)規(guī)定在油船裝卸作業(yè)時(shí)，船岸之間要求加裝絕緣法蘭或非導(dǎo)電短管，以中斷船岸之間的雜散電流。美國石油協(xié)會(huì)(API)和美國防火協(xié)會(huì)(NFPA)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也推薦這一做法。

2.3 石油化工碼頭緊急脫離安全技術(shù)難點(diǎn)

碼頭或者船舶發(fā)生緊急情況時(shí)，油船被要求緊急脫離碼頭。此時(shí)，纜繩會(huì)采用快速脫纜鉤或者人工砍斷脫離。裝卸臂或軟管通過緊急脫離裝置脫離。如果采用岸電供電，如何使電纜與船舶脫離，目前還沒有明確方案。如果直接帶電拉斷或者砍斷，一定會(huì)漏電，產(chǎn)生火花，引發(fā)事故。如果先斷電，再拉斷或者砍斷電纜，便增加了應(yīng)急操作的內(nèi)容，而且在應(yīng)急狀態(tài)下很容易被忽略或遺漏。

3 結(jié)論及建議

雖然碼頭連接岸電能夠極大地減少廢氣排放和噪音污染，美化港區(qū)環(huán)境，增強(qiáng)港口的競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，船方可以節(jié)省燃料費(fèi)用，船員可以減輕值班勞動(dòng)強(qiáng)度。但在石油化工碼頭上仍存一些安全問題和技術(shù)難點(diǎn)。只有這些問題和難點(diǎn)得到有效合理的解決后，才能在石油化工碼頭應(yīng)用岸電技術(shù)。經(jīng)分析，針對(duì)石油化工碼頭應(yīng)用岸電技術(shù)的建議如下：

(1)目前國際上已出臺(tái)船舶岸電的國際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，各國船級(jí)社也頒布了相關(guān)船檢法規(guī)。但在油輪方面，國際標(biāo)準(zhǔn)沒有明確提到岸電技術(shù)和岸電系統(tǒng)關(guān)于船岸連接技術(shù)及接插件產(chǎn)品技術(shù)要求。因此，我國石油化工碼頭應(yīng)用岸電技術(shù)需時(shí)刻關(guān)注國際油船岸電技術(shù)的進(jìn)展情況。

(2)石油化工碼頭的岸電布置、船岸等電位電纜跨接和船舶緊急脫離有待于進(jìn)一步的研究和技術(shù)創(chuàng)新突破。