某型溢油回收浮橋設計方案研究

舒暢，黃新磊，徐彪，劉剛

（湖北華舟重工應急裝備股份有限公司，湖北 武漢 430223）

某型溢油回收浮橋設計方案研究

舒暢，黃新磊，徐彪，劉剛

（湖北華舟重工應急裝備股份有限公司，湖北 武漢 430223）

我國內河范圍廣，內河溢油事故發(fā)生泄漏的風險不斷加大，一旦發(fā)生重大溢油事故必然對水質和生態(tài)環(huán)境帶來重大災難。本文針對繞陽河流域的溢油攔截回收問題，根據(jù)繞陽河的特殊環(huán)境，選取了浮橋圍控溢油方法，是一種全新的嘗試，為其他溢油回收方案提供了參考。

浮橋；溢油回收

隨著第二次工業(yè)革命的進步，一個世紀以來世界各國工業(yè)迅猛發(fā)展，石油及石油成品在生活、交通、消費行業(yè)中成為目前不可替代的必需品。石油化工帶來的污染問題也逐步為人知曉，在石油開采、加工、運輸、存儲、使用等環(huán)節(jié)中存在著極為嚴重的安全隱患，一旦石油大規(guī)模泄露，將帶來生態(tài)災難。每年各種石油泄漏事故，對周邊生存環(huán)境造成了極為嚴重的污染，甚至有可能引發(fā)火災、爆炸事故，威脅人民群眾生命財產安全。2010年美國墨西哥灣原油泄漏事故、2013年青島石油管道爆炸事件，都曾給石油泄漏處理敲響了警鐘。

不僅海上漏油事故值得注意，內河石油泄漏會給周邊的群眾帶來更為直接的危害。雖然通常情況下河流溢油事故的溢油量相比于海洋溢油事故來說較少，但因發(fā)生頻率高，且河流不僅承擔著航運功能，也為周邊居民提供生活用水，一旦在內河發(fā)生溢油事故，它造成的危害將更直接和致命。

1 溢油形勢分析

我國幾個主要的內河流域都處于經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，大量石化廠、煉油廠和油料存儲設施建于內河兩岸，相應的溢油事故也有所增加。據(jù)相關部門統(tǒng)計，在2001年到2014間我國一共發(fā)生了約38起溢油超過50噸的重大事故，總的溢油重量達到了3.5萬噸。僅1997～1999年發(fā)生在長江的溢油事故就達13起，溢油數(shù)千噸。一旦發(fā)生溢油事故，輕則沿河下游遭受污染，重則引發(fā)油污燃燒的流淌火災，危及沿江陸岸構筑物、水上設施和生命安全，重視內河溢油防治是當務之急。

繞陽河位于遼寧平原西側穿過石油開采區(qū)，而遼河油田曙光油區(qū)（包括曙光采油廠、特種油開發(fā)公司）位于繞陽河下游，沿著繞陽河兩岸分布眾多露天開采油井以及輸油管線。石油開采是一個高危行業(yè)，一旦出現(xiàn)事故，溢油就會順著雨水流入繞陽河，存在比較嚴重的溢油污染風險。

2 溢油等級劃分及圍控方法

我國高度重視內河溢油工作，油一旦擴散到內河水中，其擴散方向、面積、速度與內河的河床、當時風速、流速等都有很大關系，由于內河河床的復雜性，溢油防控更加復雜和困難，通常在溢油事件突發(fā)后，快速進行溢油圍控，防止對下游擴散是減少和降低損失的主要措施。

英國主要以溢油量大小作為評價參數(shù)對溢油污染事故進行分級，對溢油的影響進行評價，不同的影響程度對應于不同的相應措施。見表1。

表1 英國溢油等級劃分

溢油圍控設備包括各類圍油欄和溢油回收設備。圍油欄主要有圍控與集中、溢油導流和防止?jié)撛谝缬偷淖饔?，必須具備較高的適應能力，在風浪流作用下，布設方便，能夠有效圍油。在溢油區(qū)域首先應該采用溢油圍控措施，例如用圍油欄進行溢油圍控，根據(jù)不同的內河水流情況選擇不同的圍油欄。快流圍油欄主要針對流速較快的溢油水域；防火圍油欄主要提前在易燃易爆碼頭布設。

表2 溢油設備性能分析

水面溢油回收的主要設備是溢油回收裝置，溢油回收裝置在不改變溢油形態(tài)的情況下利用各種手段將油從水面分離開來，在水面收集浮油的過程就是進行油水分離的過程。各種溢油回收裝置設計依據(jù)主要是根據(jù)材料的親油性、油水比重進行分離，各類溢油回收裝置性能見表2。

3 溢油回收浮橋方案

遼河油田，在盤錦曙光油區(qū)212塊杜813-H208井附近河段，安裝了溢油防控舟橋系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要用于當繞陽河河道發(fā)生溢油事故時，能夠快速將溢油控制在河道之內，并使用相關的設備及設施清除溢油，降低和杜絕溢油污染海域的風險。在日常情況下，該系統(tǒng)的舟橋模塊連接為整體呈折疊狀態(tài)存放于岸邊的庫房中。一旦發(fā)生溢油事故，通過設置在岸上的架撤系統(tǒng)將舟橋模塊快速展開并牽引布放于河面上，及時攔截河流上游漂移下來的水面污油并阻止其下泄。同時橋面上可以通行搶險人員和單重不大于2噸的小型設備移動展開，便于河面油污處理及打撈工作。

3.1 浮橋技術參數(shù)

圖1 溢油回收浮橋

本浮橋采用連續(xù)體系折疊式帶式鋼質結構，主要技術參數(shù)如下：

（1）浮橋長度 120m

（2）浮橋寬度 5.00m

（3）浮橋型身 1.00m

（4）浮橋吃水 0.22m

（5）承載能力 ≥2.00t

（6）適應風力 6級

（7）適應流速 ≯3.00m/s

（8）適應岸高 ≥3.50m

（9）設計高水位 3.00m

（10）作業(yè)環(huán)境溫度 ≥-5℃

（11）使用年限 ≥20年

4 設計關鍵技術

4.1 浮橋架設、回收系統(tǒng)

浮橋在未使用狀態(tài)放在岸邊的舟橋庫房內，沿著長度方向折疊存放。折疊式浮箱系統(tǒng)采用浮箱模塊重力式展開技術。

由翻轉支撐架和慢速絞車構成架撤系統(tǒng)，在兩岸布設牽引鋼索，利用浮箱模塊上布設的橡膠滾輪和鋼索導輪，使浮箱在岸邊坡道滾動，浮箱由側立起折疊狀態(tài)，快速移動躺下展開，并牽引至河面，封鎖河道水面，迅速攔截河面上游漂流下來的油污并阻止其下泄。

牽引絞車放在庫房內，在對岸設置定滑輪，通過牽引裝置牽引鋼絲繩把舟橋模塊將浮箱模塊布設到河面，撤收過程和布設過程相反。牽引絞車反向牽引，浮箱模塊在鋼絲繩的拉力作用下，回收到岸邊庫房內，再通過庫房內的吊車，使浮箱翻轉90°成折疊狀態(tài)。

圖2 浮橋架設過程示意圖

橋面上可以通行搶險人員和單重不大于2噸的小型清理設備，進行河面油污的清理工作。當油污染險情排除，清理工作完成，架撤系統(tǒng)則反向撤收，浮箱由展開狀態(tài)恢復到折疊狀態(tài)，牽引至庫房存放，實現(xiàn)了快速架設、快速撤收的全自動化作業(yè)。

圖3 浮橋架設完成示意圖

4.2 防泄漏系統(tǒng)

當上游出現(xiàn)原油泄漏以后，浮橋迅速展開封鎖河道。當上游污油順河水漂流到圍控點后被浮橋攔截下來，逐漸形成原油聚集灣。通過溢油回收設備將漂浮在水面上的油污回收到庫房內。

防泄漏系統(tǒng)由攔油圍裙、岸端擋油墻總成以及箱間防撞塊等組成。欄油圍裙由耐油、酸、堿的橡膠片組成，布置有浮箱之間靠上游側舷側處，用于防止油污從浮箱間隙處泄漏。

岸端擋油墻由橡膠密封塊、支架及砼結構支座組成，布置在兩岸擋水墻靠浮箱端部上游側沿設計水位變化范圍內。箱間防撞塊采用橡膠材料，安裝在浮箱兩側端部，用于浮箱折疊時兩舟之間的碰撞緩沖，以及減少舟間間隙減小油污泄漏。溢油回收浮橋處河道較寬，溢油被浮橋攔截以后，不斷聚集到河灣中，形成回收區(qū)，在回收區(qū)內便于回收溢油。

圖4 攔油圍裙

舟橋布放后需要和河兩岸做加固連接，同時檢查舟橋模塊之間以及舟橋與河岸之間有沒有縫隙，如果有縫隙需要使用隔油圍欄進行封閉處理，防止污油順縫隙逃逸。從河中抽上來的原油混在大量河水泥沙等雜質，需要采用二次分離措施。最后河面上剩下未來得及回收的油膜可采用吸油氈或噴灑消油劑的方法處理，安全清除溢油污染。

5 結論

新型溢油回收浮橋平時存放于岸邊的庫房中，發(fā)生溢油事故后可以快速的布放，展開浮橋速迅可以攔截漂浮于水面的油污。不僅拓展浮橋在溢油防止領域拓展了浮箱適用范圍，還解決了內河油回收圍油欄不能適應大流速的問題，屬于油田防污的應急搶險裝備，也為沿海油污染防控解決方案提供了參考。

[1]吳勇飛．內河船舶溢油等級評估方法研究[J]．中國水運，2009，6：12-13．

[2]高龍驤，陸鑫，崔丹．內河船舶溢油擴散的建模與仿真[J]．計算機應用與軟件，2014，12：140-143．

[3]李茜．芻議船舶溢油的風險評估策略[D]．中國水運，2015，7：20-21．

[4]陳波，毛宇昕，黃紅兵，黃文闖．繞陽河溢油防控工程方案技術報告．2012．

U698.7

A

1006—7973（2017）10-0027-03

10.13646/j.cnki.42-1395/u.2017.10.011