2000t江海直達(dá)一級(jí)油船貨油艙透氣系統(tǒng)的改裝

馮海鋒

摘 要：油船的貨油透氣系統(tǒng)的重要性不言而喻的。本文是通過(guò)一級(jí)油船貨油透氣系統(tǒng)的改裝充分認(rèn)識(shí)了幾種透氣型式優(yōu)缺點(diǎn)和利與弊。通過(guò)不同方案的成本的大小對(duì)比，為后期陸續(xù)在行業(yè)內(nèi)得到推廣應(yīng)用提供了借鑒。

關(guān)鍵詞：油船 透氣系統(tǒng) 改裝

1.前言

對(duì)于運(yùn)油船而言，貨油透氣系統(tǒng)是船舶的生命線，是生產(chǎn)安全工作中的第一位。在運(yùn)輸航行和碼頭作業(yè)中存在的危險(xiǎn)性和對(duì)環(huán)境造成的危害性。究其因主要是船舶裝載貨物的特點(diǎn)而產(chǎn)生安全隱患，眾所周知，油品都是有揮發(fā)性的，貨物中部分貨油會(huì)以氣體的型式從儲(chǔ)存艙內(nèi)逸出。另外一旦遇到火星將會(huì)發(fā)生火災(zāi)或爆炸的危險(xiǎn)性。其次，在運(yùn)輸過(guò)程中，貨艙內(nèi)的貨物受大氣溫度的影響，產(chǎn)生熱脹冷縮也會(huì)有油氣逸出或?qū)⒇浳锱撏獾目諝馕M(jìn)艙內(nèi)；在碼頭作業(yè)時(shí)，貨油艙會(huì)形成真空狀態(tài)，此時(shí)，會(huì)有將部分空氣因?yàn)閴毫Σ疃肱搩?nèi)從而使貨物艙壓力急劇上升。所有這些都會(huì)造成貨油泄漏而污染水域、環(huán)境和威脅油船的安全。

2.問(wèn)題的提出

2000噸級(jí)江海直達(dá)一級(jí)油船進(jìn)塢維護(hù)時(shí)遇到了貨油艙透氣改造問(wèn)題。

該船裝載油品主要為閃點(diǎn)（閉杯）60℃以下，比重0.75的汽油以及其它燃料油。因此，貨油艙透氣系統(tǒng)顯得十分重要。原船的貨油艙透氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)可能是歷史原因，或是當(dāng)下油庫(kù)碼頭安全升級(jí)之故，貨油艙透氣系統(tǒng)需需加裝二次透氣系統(tǒng)，方可符合一級(jí)油船的防火安全性標(biāo)準(zhǔn)。下面就本船的貨油艙透氣系統(tǒng)改裝后的方法進(jìn)行論述。

3.貨油艙透氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

本船總長(zhǎng)7 7. 3 m，兩柱間長(zhǎng)73.0m，型寬13.7m，型深5.5m，設(shè)計(jì)吃水4.3m，載貨油量大于2000t，航速不小于10.5節(jié)，續(xù)航力為160小時(shí)，沿海航區(qū)。

3.1貨油艙透氣系統(tǒng)的功能

貨油艙透氣系統(tǒng)是一種與船舶防火安全休戚相關(guān)的重要系統(tǒng)。貨物艙內(nèi)必須保持一定的壓力差及真空度，否則整個(gè)貨物艙將會(huì)產(chǎn)生破壞而產(chǎn)生油品的泄漏，造船海損和破壞環(huán)境。因此，貨物艙必須設(shè)置有透氣裝置并且具有下面的功能：

（1）船舶在碼頭作業(yè)時(shí)，必須保證貨物艙內(nèi)氣體的通過(guò)透氣裝置暢通無(wú)阻；

（2）船舶運(yùn)輸航行的過(guò)程中，保證貨物艙內(nèi)的油品因?yàn)橥饨绛h(huán)境溫度變化是具有呼吸功能，也就是所氣體的進(jìn)入與排出必須平衡。

3.2液貨艙的透氣裝置的型式

液貨艙的透氣型式有幾種，歸類起來(lái)具有典型的就有如下兩種模式：

（1）一般運(yùn)船船舶設(shè)有多個(gè)液貨艙，對(duì)稱布置，每個(gè)液貨艙單獨(dú)設(shè)一根透氣管作為支管，然后把各個(gè)液貨艙的支管匯集到一根等同流通面積的總管上，這種透氣型式稱為總管透氣裝置。

（2）每個(gè)液貨艙各自獨(dú)立設(shè)一根透氣管，該種型式叫做獨(dú)立透氣裝置。

對(duì)于本船而言，液貨的裝載較為單一，每次的裝載均是一種油品或同類貨油，故該油船采用總管式透氣布置方式。為減少因揮發(fā)和經(jīng)由導(dǎo)氣系統(tǒng)自由逸出油氣造成的損失，使裝載時(shí)能從艙內(nèi)排出空氣，以避免增加內(nèi)壓，而卸載時(shí)防止艙內(nèi)產(chǎn)生真空，造成外壓，本系統(tǒng)采用普通單聯(lián)呼吸閥來(lái)控制艙內(nèi)壓力與真空。本系統(tǒng)透氣管是由貨油艙艙口圍板上引出；單聯(lián)呼吸閥也安裝于從每一個(gè)貨油艙艙口圍板上所引出的管路上（見(jiàn)圖1、圖2）。符合規(guī)范所要求的透氣管及壓力真空閥的豎管應(yīng)自貨油艙的最高部位引出原則。

該總管式貨油艙透氣裝置的特點(diǎn)是：

（1）每個(gè)液貨艙的分支透氣管和匯總管的連接均設(shè)置有帶鎖閉裝置的隔離截止閥，用來(lái)進(jìn)行隔斷功能；

（2）液貨艙有呼吸功能，當(dāng)每個(gè)液貨艙的透氣支管因意外被隔斷的時(shí)候，液貨艙亦能保持上述的功能，從而維持氣體的狀態(tài)平衡；

（3）鑒于本船的特點(diǎn)，設(shè)2根透氣總管，并在總管的末端裝有可以滅星火的金屬防火網(wǎng)。

3.3透氣出口位置和高度

由于本船的裝載率是較低的小型油船，因此，本船采用自由流通排氣方式進(jìn)行排氣（見(jiàn)圖1、圖2）。本系統(tǒng)共設(shè)兩根透氣總管，其出氣布置在貨油艙甲板以上，且不小于6m；兩透氣總管距船舯各5m。符合《海規(guī)》中要求若采用蒸氣的混合物狀態(tài)并且是自由排出的型式之時(shí)，在透氣管的出口處必須布置在液貨艙的甲板以上，而且不得小于6.0m之處所；另外，如果船舶設(shè)有步橋通道的，而且在船舶透氣管的出口是在步橋通道的4.0m范圍以內(nèi)，則必須設(shè)置在步橋通道以上范圍并且不的小于6.0m。

總之，不管采用何種透氣型式，透氣系統(tǒng)排出口及其布置都嚴(yán)格按照規(guī)范所規(guī)定的出口流速和安裝高度，以確保油艙內(nèi)排出的混合氣體迅速擴(kuò)散到大氣中，防止油船周圍危險(xiǎn)氣體的集中。

3.4透氣管的管徑計(jì)算

透氣管的管徑大小應(yīng)根據(jù)貨油艙裝油速率和貨油管的管內(nèi)流速等進(jìn)行計(jì)算及選型。

根據(jù)《海規(guī)》的要求，每個(gè)貨油艙透氣管的截面積應(yīng)根據(jù)最大設(shè)計(jì)裝油速率乘以至少為1.25的系數(shù)來(lái)決定。那么，

（1）本系統(tǒng)裝油速率（m3/h）的計(jì)算：

一般地，液貨船的裝油速率是根據(jù)船舶在碼頭作業(yè)時(shí)貨油管的管子內(nèi)流速3.5m/s～5m/s的速度進(jìn)行計(jì)算。

根據(jù)上述a）裝油速率（m3/h）的計(jì)算值和《規(guī)范》的要求，按表1選取，得（見(jiàn)表1）

本船每個(gè)貨油艙透氣管的通徑為φ100mm；每根透氣總管的通徑取φ200mm。最后我們?cè)O(shè)計(jì)出圖1、圖2為本船貨油艙透氣系統(tǒng)管系圖。

3.5透氣系統(tǒng)輔助設(shè)施的替代問(wèn)題

國(guó)際公約SOLAS規(guī)定了對(duì)所有油船的液貨艙必須增設(shè)一套輔助透氣裝置。此規(guī)定是適用于所有總噸大于或等于500t液貨船舶，船舶的載運(yùn)貨物是閉杯閃點(diǎn)不超過(guò)60℃并且是蒸氣壓低于大氣的原油或其他石油制品。

《規(guī)范》中明確規(guī)定：

（1）船舶在碼頭作業(yè)時(shí)，必須保證貨物艙內(nèi)氣體的通過(guò)透氣裝置暢通無(wú)阻；

（2）船舶運(yùn)輸航行的過(guò)程中，保證貨物艙內(nèi)的油品因?yàn)橥饨绛h(huán)境溫度變化是具有呼吸功能，也就是所氣體的進(jìn)入與排出必須平衡。

（3）強(qiáng)調(diào)說(shuō)明必須設(shè)有一套輔助的設(shè)施用以替代上述的第（1）條件失效時(shí)作為備用。當(dāng)然可以按照規(guī)范中的要求在液貨艙中設(shè)置合適的壓力傳感器。該壓力傳感器的監(jiān)測(cè)裝置必須布置在船舶的貨物控制室內(nèi)，也可以布置在進(jìn)行作業(yè)操作的位置處所。

對(duì)于這一問(wèn)題的理解及解決，在考慮改裝成本的前提下，在作用、效果同等的狀況下，且滿足安全性的同時(shí)，我們認(rèn)為透氣系統(tǒng)的輔助設(shè)施更符合經(jīng)濟(jì)性原則。而且該輔助設(shè)施簡(jiǎn)單、成本低、易維護(hù)。最后決定采用一套輔助設(shè)施——圖1、圖2的件“4”（帶鎖閉裝置截止閥）以替代“本條（1）”裝置失效時(shí)用。圖1、圖2的每個(gè)貨油艙透氣管路上并聯(lián)設(shè)置了兩個(gè)帶鎖閉裝置截止閥（件“4”），其中一個(gè)是用來(lái)在各艙與總管之間的連接管上作為隔斷裝置；另一個(gè)則是貨油艙透氣系統(tǒng)的輔助設(shè)施。

本次油船貨油艙透氣系統(tǒng)的改裝，符合一級(jí)油船的防火安全性標(biāo)準(zhǔn)，保障船舶的安全，本次的改裝方案，已得到現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)船師的檢驗(yàn)認(rèn)可，順利通過(guò)了船舶改裝檢驗(yàn)。

4.結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)該油船貨油艙透氣系統(tǒng)的改裝設(shè)計(jì)探討，使我們對(duì)該類型船舶有了進(jìn)一步的了解和認(rèn)識(shí)，特別是對(duì)大型閃點(diǎn)（閉杯）60℃以下油船的貨油艙透氣系統(tǒng)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]鋼質(zhì)海船入級(jí)與建造規(guī)范2004，人民交通出版社.

[2]船舶設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)（輪機(jī)分冊(cè)），國(guó)防工業(yè)出版社.