黃拓

(中海油氣(泰州)石化有限公司，江蘇 泰州 225300)

0 引言

石油等油品介質(zhì)的物流方式主要包含長輸管道輸送、汽車輸送、水運輸送，其中，長輸管道輸送受管道敷設(shè)制約，雖節(jié)約成本但使用受限；汽車運輸為目前石化產(chǎn)品主要物流手段之一，其靈活性為公路運輸?shù)闹饕獌?yōu)點，但物流成本高且運輸量受限(單車30 m3)；油品水路運輸同時具備靈活性及運輸量大的優(yōu)點，因此油品水路運輸成為油品物流環(huán)節(jié)中重要的一環(huán)。隨著化工行業(yè)的發(fā)展，沿長江碼頭逐年增多，威脅安全生產(chǎn)的風(fēng)險逐步增多，諸如油品本身的風(fēng)險。油品具有可燃、易爆、有毒、易腐蝕、易揮發(fā)等特點，在油品物流中，某個環(huán)節(jié)失去控制往往會帶來不可預(yù)估的風(fēng)險。再如設(shè)備設(shè)施故障風(fēng)險，隨著技術(shù)的不斷更新和自動化的逐步普及，沿江碼頭受空氣潮濕影響，設(shè)備設(shè)施極易老化故障，給本質(zhì)安全帶來負(fù)面影響。上述風(fēng)險一旦由人員誤操作或監(jiān)護不及時將造成無法估量的損失，造成水體污染、人員傷亡等事故。所以，本文以長江沿線油品碼頭為例，對碼頭運行過程中常見風(fēng)險因素予以辨識及新技術(shù)投用情況予以探討，為維護長江水體安全作出努力。

1 油品碼頭常見風(fēng)險分析

1.1 事故風(fēng)險

對于長江沿線油品碼頭而言，常見的事故隱患有很多，如：火災(zāi)爆炸風(fēng)險；碼頭裝卸設(shè)備如起重機、輸油臂等起重機械傷害風(fēng)險；裝卸作業(yè)機械傷害風(fēng)險等。

1.1.1 火災(zāi)爆炸風(fēng)險

油品碼頭裝卸的原油和成品油一旦發(fā)生泄漏，在碼頭區(qū)域遇火源便會燃燒，如果得不到及時有效控制和處理便會釀成火災(zāi)。若船艙內(nèi)大量油品已經(jīng)卸空，且未進行洗艙和充惰性氣體保護時，艙內(nèi)殘余油品極易蒸發(fā)充滿船艙，并可能處于爆炸極限范圍內(nèi)，一旦遇點火源便產(chǎn)生艙內(nèi)油氣爆炸事故[1]。油品在管道中進行運輸，因為運輸速度以及管道摩擦等多方面原因的影響，最終會形成積聚靜電。如果防靜電工作沒有切實落實，靜電荷就會大量的集聚。在集聚的靜電荷釋放的電能超出可燃點最下限時，再加上空氣中的混合物的質(zhì)量達(dá)到爆炸條件的時候，勢必會造成爆炸、火災(zāi)事故。隨著行業(yè)的發(fā)展，?；反a頭及后方煉廠將不斷地將設(shè)備管線予以升級，伴隨技改的大量深入，管線處置動火改造將愈加頻繁，而往往管理部門追求工期亦或者工程效率的同時，發(fā)生工程施工“蠻干、亂干”的情況，由于?；反a頭裝卸作業(yè)吞吐量巨大、發(fā)生交叉施工或邊作業(yè)邊施工的情況下，將事故發(fā)生頻率增加。油品碼頭裝卸介質(zhì)均具有較大的火災(zāi)危險性(以甲B、乙AB、丙類為主)，相關(guān)工作人員應(yīng)加強防范。

1.1.2 設(shè)備故障風(fēng)險

油品碼頭裝卸設(shè)備以輸油臂、輸油軟管、軟管吊、輸送管道為主。其中輸油臂設(shè)備故障較多見，由于設(shè)備管理及保養(yǎng)不善，導(dǎo)致液壓系統(tǒng)漏油于碼頭。現(xiàn)實生產(chǎn)中，北方沿河碼頭輸送高沸點油品時，由于伴熱系統(tǒng)管理不善，加之冬季氣溫過低將導(dǎo)致輸油臂加套管凍憋，長期使用影響生產(chǎn)安全。軟管作為油品碼頭主要裝卸設(shè)備之一，軟管的日常維護保養(yǎng)及按周期進行壓力試驗極為重要，日常生產(chǎn)中頻發(fā)的事故是軟管外防護骨架磨損嚴(yán)重，導(dǎo)致泄漏。一般碼頭在軟管作業(yè)時會預(yù)先放置軟管拖車、橡膠輪胎及防滑墊，以避免軟管磨損增加使用壽命。油品管理原因及橡膠老化原因，導(dǎo)致局部彎曲應(yīng)力無法得到釋放，長此以往給生產(chǎn)帶來風(fēng)險。為避免類似風(fēng)險，碼頭方應(yīng)提高管理質(zhì)量，建立完整的設(shè)備使用、保養(yǎng)、檢修體系，并開展短周期檢查活動才能盡可能地將事故控制在最低限度內(nèi)，有效保證油品碼頭的安全。

1.2 計量風(fēng)險

碼頭作為石化物流產(chǎn)業(yè)中關(guān)鍵的一環(huán)，為保障計量嚴(yán)謹(jǐn)及公正性，國際國內(nèi)計量標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)頗為成熟，但依然存在各種設(shè)備及管理原因?qū)е掠嬃匡L(fēng)險存在。

1.2.1 設(shè)備選型

一些油品碼頭建造時間較長，隨著生產(chǎn)需要逐漸進行相關(guān)技術(shù)改造，無法避免設(shè)備選型對計量產(chǎn)生的影響。個別罐區(qū)機泵選型時考慮經(jīng)濟性，均選擇揚程足夠的前提下大流量的機泵，由于技術(shù)改造的持續(xù)開展，管線流程的變動導(dǎo)致管線距離增長，管徑變化較多，原機泵無法滿足相應(yīng)的揚程變大需求，具體現(xiàn)象表征為發(fā)貨過程中出現(xiàn)類似“喘振”現(xiàn)象。由于機泵揚程不足，無法在油品發(fā)貨作業(yè)中形成穩(wěn)定的流體，在輸送中期局部形成水擊效應(yīng)，給油品計量產(chǎn)生較大影響。

國內(nèi)國際普遍用于油品貿(mào)易計量的流量計類型為質(zhì)量流量計(科里奧利流量計)，利用科氏力效應(yīng)，計算質(zhì)量流量?，F(xiàn)實使用中，由于質(zhì)量流量計選型等因素，導(dǎo)致計量誤差過大。如采購的質(zhì)量流量計設(shè)計流量為600 m3/h，而實際作業(yè)時瞬時流量僅為200～300 m3/h，將導(dǎo)致計量誤差增大，造成計量糾紛，帶來質(zhì)量風(fēng)險。

1.2.2 閥門內(nèi)漏

油品碼頭上的危險化工品在裝卸過程中有著非常嚴(yán)格的操作規(guī)范，實際生產(chǎn)中關(guān)鍵性閥門如發(fā)生內(nèi)漏，將導(dǎo)致計量準(zhǔn)確性無法保證。如裝卸作業(yè)開始前采取試壓操作，即通知船方關(guān)閉下艙閥，關(guān)閉泊位內(nèi)相關(guān)閥門，打開吹掃線(氮氣或其他惰性氣體)開展試壓作業(yè)。由于碼頭閥門老化，或作為限流閥門使用，使閥門內(nèi)漏，氣體介質(zhì)進入流量計內(nèi)導(dǎo)致流量計工況較差，常發(fā)生無作業(yè)卻“跑量”現(xiàn)象。出現(xiàn)此類現(xiàn)象，碼頭方應(yīng)加強現(xiàn)場巡查及設(shè)備管理力度，此類現(xiàn)象放空管線存油后安裝新閥即可解決。對于老碼頭而言，此類現(xiàn)象極為頻繁。

1.3 環(huán)境風(fēng)險

對于沿江碼頭而言，環(huán)境事故風(fēng)險是碼頭和社會無法接受的。對環(huán)保威脅最大就是漏油事故，沿江碼頭現(xiàn)狀是設(shè)備老化嚴(yán)重且加之技改頻繁。如因流程調(diào)節(jié)錯誤、設(shè)備老化變形、人員誤操作等原因，導(dǎo)致油品大量泄漏，而碼頭方如無成熟的應(yīng)急處置體系將造成無法挽回的損失，且這種危害在短時間內(nèi)不容易恢復(fù)。所以，加強作業(yè)全流程管理，強調(diào)作業(yè)值守制度尤為重要。

1.4 自然因素風(fēng)險

沿江碼頭因其優(yōu)越的地理位置，使其在油品物流過程中占據(jù)優(yōu)勢，但優(yōu)勢的背后，自然環(huán)境因素同樣帶來風(fēng)險，其風(fēng)險是無法回避且應(yīng)著重考慮的因素。

1.4.1 風(fēng)速

對沿江碼頭，環(huán)境風(fēng)速是對整體裝卸作業(yè)的重大制約因素。隨著裝卸輸油臂的普及，各大碼頭均采用輸油臂作為油品裝卸的主要手段，輸油臂的生產(chǎn)廠家雖不同，但其行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，輸油臂均設(shè)置有超限報警，當(dāng)輸油臂角度偏移到達(dá)一定角度后，將出發(fā)初級報警，該警報提示碼頭操作人員角度即將達(dá)到極限，請操作人員及時調(diào)整。當(dāng)偏移角度繼續(xù)擴大，就會觸發(fā)一級報警和二級報警，當(dāng)輸油臂觸發(fā)上述報警時意味著輸油臂面臨傾覆或損壞風(fēng)險。碼頭裝卸作業(yè)受風(fēng)浪影響，船舶起伏頻率及幅度大，使輸油臂偏移角度達(dá)到上限，給裝卸作業(yè)帶來風(fēng)險，當(dāng)二級報警觸發(fā)時，輸油臂緊急脫離裝置啟動，使裝卸臂與槽船集管法蘭迅速分離。實踐中，根據(jù)行業(yè)規(guī)范，油品碼頭一般選擇在環(huán)境風(fēng)速大于6級時停止裝卸作業(yè)，并安裝輸油臂防風(fēng)板。部分碼頭在設(shè)計初期未考慮建設(shè)風(fēng)速儀的要求，沿江碼頭可選用便攜式手持測風(fēng)儀，實時監(jiān)控碼頭風(fēng)速，控制作業(yè)風(fēng)險。由于江面風(fēng)向及風(fēng)速瞬息萬變，建議沿江碼頭建設(shè)固定風(fēng)速連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)，并將信號連接至控制室。同時與輸油臂生產(chǎn)廠家進行技術(shù)對接，確定輸油臂作業(yè)安全風(fēng)速，將參數(shù)設(shè)定至風(fēng)速監(jiān)測系統(tǒng)，發(fā)出報警信號及時調(diào)整現(xiàn)場作業(yè)規(guī)避風(fēng)險。

1.4.2 潮濕腐蝕

由于沿江碼頭作業(yè)的特殊性，其作業(yè)面空氣濕度將略大于陸域。設(shè)備長期處于上述環(huán)境中，將使設(shè)備老化周期縮短，加速各零部件腐蝕。在實際工作中，各碼頭應(yīng)建立健全設(shè)備保養(yǎng)制度，根據(jù)設(shè)備不同屬性采取定期檢查，定期更換潤滑脂、潤滑油、液壓箱油、過濾器濾芯、油位計等措施。

1.5 船舶風(fēng)險

一些貨主為了降低生產(chǎn)成本，往往租用一些大型、船齡較長的老舊船舶進行貨油運輸，對碼頭的安全及防污染工作都帶來了隱患[2]。以以往發(fā)生事件舉例，某船舶靠泊我公司碼頭作業(yè)，其裝卸貨物為燃料油，在開始作業(yè)前，操作人員根據(jù)操作規(guī)程規(guī)定給船舶進行氣密試驗，發(fā)現(xiàn)船舶下倉閥門老化，其閥門填料處密封性破除。在與船方交涉后，船方建議更換管線發(fā)貨，在發(fā)貨過程中，監(jiān)護人員發(fā)現(xiàn)其各艙室閥門大都存在填料老化情況，隨即叫停作業(yè)，責(zé)令船舶離泊整頓。隨著后期高質(zhì)量選船機制的落實，船舶風(fēng)險得到控制，在下文會提及高質(zhì)量選船機制。

2 新技術(shù)應(yīng)用

近年來油品碼頭新技術(shù)發(fā)展迅猛且投用后產(chǎn)生環(huán)保及安全效益，諸如碼頭防碰撞系統(tǒng)、油氣回收系統(tǒng)、LDAR技術(shù)、智能監(jiān)控系統(tǒng)均發(fā)展成熟，本文就幾類技術(shù)原理及開展情況予以敘述。

2.1 碼頭防碰撞系統(tǒng)

為保障?；反a頭和碼頭作業(yè)船舶的安全，需要對上行通航船舶進行檢測和預(yù)警，防止通航船舶違規(guī)靠近危化品碼頭和作業(yè)船舶，造成碰撞事故。為此，需要建立一套綜合自動目標(biāo)識別、視頻監(jiān)控、報警警示等技術(shù)的碼頭防碰撞監(jiān)測報警管理系統(tǒng)，監(jiān)控警戒區(qū)域內(nèi)的船舶狀態(tài)，對闖入報警區(qū)域的船只進行識別，在監(jiān)控顯示終端上顯示航行船舶、報警信號，同時碼頭現(xiàn)場以聲光警告、VHF 喊話等警示方式對涉險船舶進行警告驅(qū)離，從而達(dá)到安全、高效監(jiān)管轄區(qū)相關(guān)水域的目的。在實際應(yīng)用中，該系統(tǒng)信號采集極為靈敏，對過往船只及時發(fā)出聲音及聲光警報，確保碼頭安全。但該系統(tǒng)屬于軟系統(tǒng)，如發(fā)生船舶失控撞向碼頭等類似事件無法給予安全保障。由于監(jiān)控設(shè)備敏感度等原因，經(jīng)常產(chǎn)生誤報警現(xiàn)象，該技術(shù)尚需進一步升級。

2.2 油氣回收系統(tǒng)

油氣回收系統(tǒng)一般采取冷凝加吸附工藝，利用風(fēng)機將裝卸過程中船舶艙體內(nèi)含油氣體抽出，經(jīng)船岸界面、輸送管線送至冷凝吸附模塊，利用壓縮機將油氣冷卻，其中大分子介質(zhì)將冷凝為液態(tài)回收，其中小分子部分送至吸附單元由活性炭吸附后排放。實際應(yīng)用中還有膜技術(shù)及低溫催化氧化技術(shù)處理后續(xù)小分子介質(zhì)。本文僅以“冷凝+吸附”工藝為例，簡要介紹油氣回收系統(tǒng)：第一部分為船岸界面，涵蓋作業(yè)法蘭、放空系統(tǒng)、單向閥、阻火器、控制閥、氧分析儀、補氮模塊。第二部分為油氣回收撬裝，主要組成部件有引風(fēng)機、氣液分離器、冷凝單元、吸附單元、排放單元。冷凝單元一般設(shè)4臺壓縮機，利用三級冷卻機理將介質(zhì)冷凝，冷凝油進入儲液罐排至后方，小分子介質(zhì)進入吸附罐，由吸附劑吸附后排放至大氣。系統(tǒng)在設(shè)計時的同時考慮吸附劑再生的問題，設(shè)雙通道吸附系統(tǒng)，即當(dāng)一個通道吸附作業(yè)時，另一通道進行脫附作業(yè)(利用真空泵脫附)，脫附后的氣體重新進入冷凝環(huán)節(jié)冷卻，從而達(dá)到循環(huán)使用的目的。

在實際生產(chǎn)中，由于船舶缺少可靠的制氮系統(tǒng)、密封系統(tǒng)及液位連鎖系統(tǒng)，導(dǎo)致油氣回收系統(tǒng)作業(yè)時，船體內(nèi)無法形成密封狀態(tài)，大量含油氣體無法有效的抽出，使油氣回收系統(tǒng)無法正常運轉(zhuǎn)。目前內(nèi)河油船的作業(yè)現(xiàn)狀是通過艙蓋及量油孔掌握艙內(nèi)油面液位，繼而調(diào)整艙室。隨著油船使用年限升高，大量船舶油艙艙蓋密封橡膠均存在老化失效情況，該現(xiàn)象造成裝油作業(yè)中，隨著艙內(nèi)油液位升高，氣相空間減小，大量有機氣體呼出污染大氣。油氣回收系統(tǒng)作業(yè)中，由于船舶缺乏密封性，導(dǎo)致船岸界面吸入氣體為大量空氣及少量油氣混合物。油氣回收裝置建設(shè)規(guī)范中明確規(guī)定，管道內(nèi)介質(zhì)氧含量小于8%，而實際工況是遠(yuǎn)高于8%，從而氧分析儀報警連鎖關(guān)閉油氣回收裝置。船舶僅僅具備密封性同樣無法達(dá)到理想效果，密封性為油氣回收裝置運行提供保障，但給整體裝卸作業(yè)帶來隱患。船舶在滿足密封要求的同時，無法直觀地觀察油艙液位，并無法及時調(diào)整閥門切換油艙，給船舶帶來冒艙風(fēng)險。船舶唯有具備可靠的液位連鎖控制系統(tǒng)，依靠液位計監(jiān)測液位并連鎖自動閥門實現(xiàn)切換貨倉功能，才能使油氣回收裝置達(dá)到理想使用工況。

2.3 LDAR技術(shù)

泄漏檢測和修復(fù)(LDAR) 技術(shù)。石化碼頭最大的泄漏隱患點為法蘭，該技術(shù)既由專業(yè)的設(shè)備在每一個法蘭處采樣，分析其微觀泄漏量，由于采樣設(shè)備對揮發(fā)性有機氣體的敏感度，該方法可精確予以捕捉，從而將法蘭泄漏點、設(shè)備腐蝕點、接頭松動點迅速找出并由企業(yè)予以整改。該方法優(yōu)勢為準(zhǔn)確，但實際使用中會發(fā)現(xiàn)，使用該方法帶來大量工作量即人工成本。而設(shè)備損壞及老化是一個動態(tài)的過程，該方法只能保障檢查過的此時此刻設(shè)備的安全狀況，無法保證在下一個周期內(nèi)的發(fā)展態(tài)勢。故該方法尚存發(fā)展空間，需行業(yè)內(nèi)部共同努力，整合出更加適用的檢測方法，并建立行業(yè)統(tǒng)一的設(shè)備與管閥件泄漏檢測與修復(fù)(LDAR) 技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)化程序。

2.4 智能監(jiān)控系統(tǒng)

通過操作員行為監(jiān)控系統(tǒng)對其行為進行識別判斷，該系統(tǒng)由DSM攝像設(shè)備、智能控制終端組成。針對操作員實現(xiàn)閉眼告警、無人值守告警、打哈欠告警、不規(guī)范操作告警、設(shè)備故障告警、操作員位置檢測等行為。并將上述告警統(tǒng)一上報至預(yù)警信息平臺，監(jiān)管人員通過該平臺進行確警以及后續(xù)管理制度的約束。以此系統(tǒng)實現(xiàn)高質(zhì)量管理，降低操作失誤風(fēng)險。

智能監(jiān)控系統(tǒng)可使用聲光探測器，在碼頭高點布置，24小時不間斷地掃描現(xiàn)場，將信號同步到消防系統(tǒng)，在火災(zāi)初期階段捕捉信號予以報警，同時和消防聯(lián)動控制器、火災(zāi)報警控制器產(chǎn)生聯(lián)動，取得良好效果。受限于攝像頭壽命等因素，后續(xù)維護成本較高。

2.5 紅外監(jiān)測系統(tǒng)

紅外監(jiān)測系統(tǒng)，其技術(shù)核心為高敏感度的紅外監(jiān)測探頭，基于極低溫技術(shù)，使信號采集設(shè)備更精準(zhǔn)的捕捉泄漏源。該技術(shù)正在應(yīng)用于氣體介質(zhì)泄漏捕捉當(dāng)中，其優(yōu)點同LDAR技術(shù)，既捕捉準(zhǔn)確，但在此基礎(chǔ)上將靜態(tài)的檢測改為動態(tài)的監(jiān)測，并可清晰觀察泄漏點的發(fā)展軌跡，便于隱患處置及事故調(diào)查整改分析。該技術(shù)同樣存在問題，首先成本較高，其極低溫攝像頭的使用壽命普遍為2～3年，提高用戶使用成本。且該攝像頭只能針對一個泄漏點或泄漏面布置，以油品碼頭為例，易泄漏點為輸油臂裝卸口及各個法蘭處，安裝成本較高。

2.6 船舶安全準(zhǔn)入審查

為從源頭保證碼頭作業(yè)安全性，油品碼頭均引用船舶安全準(zhǔn)入審查機制。作業(yè)流程為：首先碼頭提交船舶靠港信息，再由第三方機構(gòu)制定選船計劃并通知相關(guān)方。第三方機構(gòu)根據(jù)船舶及碼頭提供的資料進行評審，隨后按照檢查表法現(xiàn)場檢查船舶缺陷。如不合格則船舶進行整改及完善后重新進行評審。碼頭在作業(yè)前應(yīng)核檢查待作業(yè)船舶缺陷整改情況評估是否具備作業(yè)條件。根據(jù)經(jīng)驗及事故參考，油品碼頭事故多因船舶不安全隱患引發(fā)，引入該機制從根源上減少了作業(yè)風(fēng)險，近年來得到大力而有效的推廣。

3 結(jié)語

綜上所述，我國發(fā)生的多起油品爆炸及環(huán)境污染事故為危化品碼頭敲響了警鐘。鑒此，危化品碼頭運營部門應(yīng)提高安全管理水平，嚴(yán)格落實現(xiàn)場值守制度，并利用諸如文中提到的新技術(shù)輔助提升安全生產(chǎn)水平。在裝卸全過程管理中，重視設(shè)備保養(yǎng)與維護，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程及相關(guān)技術(shù)準(zhǔn)則，盡最大努力將事故風(fēng)險控制在最低限度內(nèi)，確保油品碼頭安全、平穩(wěn)運行。