民用油船改裝為油料補(bǔ)給船的實(shí)踐

王琦 郭奎 張新福

摘 要：民用油船具備改裝成油料補(bǔ)給船的基本條件，戰(zhàn)時(shí)可將民用油船改裝成油料補(bǔ)給船充實(shí)海上補(bǔ)給力量。本文從實(shí)踐出發(fā)，研究分析了適合加改裝的民用油船船型，油船航速、航區(qū)、載油量、輸油和供電能力等性能要求，以及適合民用油船加裝的補(bǔ)給裝置類型，并以典型6000t級(jí)民用油船為例，對(duì)油船改裝為油料補(bǔ)給船的具體步驟和內(nèi)容進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：民用油船；加改裝；補(bǔ)給船

中圖分類號(hào)：U672.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006—7973（2018）9-0038-04

目前海軍艦艇編隊(duì)海上物資補(bǔ)給保障主要依靠補(bǔ)給艦實(shí)施，海軍列裝的補(bǔ)給艦數(shù)量將維持在合理夠用的范圍，戰(zhàn)時(shí)一旦出現(xiàn)補(bǔ)給艦戰(zhàn)損故障，或戰(zhàn)爭(zhēng)持續(xù)時(shí)間較長、戰(zhàn)場(chǎng)距離我岸較遠(yuǎn)等情況，補(bǔ)給艦數(shù)量可能滿足不了海上補(bǔ)給需求。

海上補(bǔ)給需求量最大的物資是油料，一支航母編隊(duì)實(shí)施1次海上油料補(bǔ)給的補(bǔ)給量達(dá)到數(shù)千噸，補(bǔ)給時(shí)間持續(xù)數(shù)小時(shí)。補(bǔ)給艦在中、遠(yuǎn)海長期執(zhí)行任務(wù)時(shí)也經(jīng)常存在攜帶物資消耗完需要再補(bǔ)給的問題，難以滿足編隊(duì)常態(tài)化遠(yuǎn)航補(bǔ)給需求[1]。

為彌補(bǔ)戰(zhàn)時(shí)海上油料補(bǔ)給船數(shù)量的不足，美、英等海軍強(qiáng)國歷來的做法是通過軍民融合途徑，將動(dòng)員征集的民用油船進(jìn)行快速改裝并加裝補(bǔ)給裝置，改造成動(dòng)員油料補(bǔ)給船充實(shí)海上補(bǔ)給力量。

海上油料補(bǔ)給主要目的是將一定量的油料從補(bǔ)給船傳輸?shù)浇邮沾土涎a(bǔ)給船除了具有與普通油船相同的油料接收、泵送、存儲(chǔ)、加溫、掃線、計(jì)量等功能外，更重要的是能夠在補(bǔ)給船和接收船之間建立一條適應(yīng)較復(fù)雜海況、安全可靠的輸油管路，實(shí)現(xiàn)兩船間油料的穩(wěn)定傳輸[2]。

綜合補(bǔ)給艦/專用油料補(bǔ)給船通過滿足海上補(bǔ)給作業(yè)要求的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和專用補(bǔ)給裝備來實(shí)現(xiàn)上述功能。補(bǔ)給艦在設(shè)計(jì)建造時(shí)，針對(duì)補(bǔ)給裝備的加裝和操作使用要求，在甲板上專門劃分補(bǔ)給裝備安裝區(qū)和補(bǔ)給作業(yè)區(qū)，對(duì)安裝位置甲板結(jié)構(gòu)進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)加強(qiáng)，油、電、氣管線連接采用固定管線設(shè)計(jì)。

民用油船主要用于運(yùn)輸原油、成品油、油化品等化工液體，作為海上專用運(yùn)輸平臺(tái)，具有油料接收、泵送、存儲(chǔ)、加溫等基本功能，滿足油料運(yùn)輸中的防火、防爆、消防等專業(yè)要求[3]，具備改裝成油料補(bǔ)給船的基本條件，但由于其設(shè)計(jì)沒有考慮海上補(bǔ)給需要，其甲板空間布局、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)和原有各類管線鋪設(shè)一般不能完全滿足補(bǔ)給裝備加裝、使用要求。為了將民用油船改裝為油料補(bǔ)給船，需要實(shí)施一定的改裝，并加裝適合民用油船使用的補(bǔ)給裝備。

經(jīng)過多年國防動(dòng)員工作開展，現(xiàn)在已經(jīng)有相當(dāng)數(shù)量的民用油船參與到軍事油料運(yùn)輸當(dāng)中，并有部分油船經(jīng)過改裝或建造時(shí)貫徹國防要求后，具備對(duì)艦船實(shí)施海上補(bǔ)給的能力。本文根據(jù)民用油船加改裝為油料補(bǔ)給船工作實(shí)踐，對(duì)有關(guān)問題進(jìn)行探析。

1油船選擇

1.1船型選擇

民用油船按運(yùn)輸?shù)挠突贩N類，可分為成品油船、原油船、原油/成品油兼運(yùn)船、油品/化學(xué)品兼運(yùn)船（油化船）等。海上補(bǔ)給的油料品種主要是軍艦用柴油，另外還有小量的燃料油和高閃點(diǎn)噴氣燃料。

原油船、油化船經(jīng)常運(yùn)輸原油和石腦油等化工液體，油艙和管系中殘留較多，洗艙難度大，尤其是管系不容易清洗，實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)難以徹底清洗干凈，在運(yùn)輸軍用成品油料過程中可能導(dǎo)致油料受到一定程度的污染。因此一般將運(yùn)輸柴油、汽油和噴氣燃料的成品油船作為優(yōu)選征用對(duì)象，油化船和原油船作為后備征用對(duì)象。

1.2航速

航行橫向和縱向補(bǔ)給過程中補(bǔ)給船和接收船需要保持一致的航速、航向和相對(duì)距離。為保證船的航行性能，航行補(bǔ)給需要維持一定的航速，一般橫向補(bǔ)給不低于14節(jié)，縱向補(bǔ)給不低于10節(jié)。民用油船航速普遍較低，因此需要選擇航速較高的油船，或者在新建油船貫徹國防要求時(shí)提高航速指標(biāo)，一般服務(wù)航速應(yīng)不低于14節(jié)。

1.3航區(qū)

隨著海軍艦艇遠(yuǎn)航訓(xùn)練和作戰(zhàn)范圍的擴(kuò)大，補(bǔ)給船需要能夠在遠(yuǎn)海執(zhí)行補(bǔ)給任務(wù)。為此，應(yīng)優(yōu)先選擇航區(qū)為遠(yuǎn)海（無限）航區(qū)的油船，航區(qū)為近海但結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)際達(dá)到遠(yuǎn)海航區(qū)要求的油船可作為后備征用對(duì)象

1.4載油量

中、遠(yuǎn)海補(bǔ)給需要較大的載油量，一般使用10000t級(jí)以上的油船，結(jié)合船的操控性和使用靈活性等方面考慮，10000t～30000t級(jí)油船較合適，近海補(bǔ)給可使用3000t～10000t級(jí)油船

1.5航行中輸油流量和供電功率

民用油船在商業(yè)航行中一般不會(huì)開啟貨油泵或使用額外的大功率用電設(shè)備。補(bǔ)給船與民用油船的一個(gè)主要不同在于補(bǔ)給任務(wù)是在航行中進(jìn)行，需要在航行狀態(tài)下進(jìn)行輸油，并使用補(bǔ)給裝備，因此需要航行狀態(tài)下具有足夠的輸油流量和供電功率。

1.6加改裝條件

主甲板和尾甲板能提供滿足補(bǔ)給裝置加裝要求的空間，具備加改裝的基本條件，加改裝技術(shù)難度和施工量適當(dāng)。

1.7其他條件

技術(shù)狀況良好，船齡較新，具有一定的征用潛力（數(shù)量），優(yōu)先考慮運(yùn)營國內(nèi)、亞洲航線的船舶。

2 補(bǔ)給裝置選擇

適合民用油船采用的補(bǔ)給方式主要是航行橫向、縱向和并靠補(bǔ)給三種。其中，并靠補(bǔ)給對(duì)補(bǔ)給裝置的依賴度低，但只能在3級(jí)以下海況下實(shí)施，在中、遠(yuǎn)海使用限制較多[4]，民用油船主要采用航行橫向和縱向補(bǔ)給方式。

航行橫向、縱向補(bǔ)給裝備功能均包括兩船間輸油管路的展開連接、油管端頭對(duì)接、補(bǔ)給完成后的管路掃線、管路快速解脫與撤收，特殊情況下的緊急解脫等功能。此外，航行橫向補(bǔ)給裝備還具有關(guān)鍵的恒張力自動(dòng)補(bǔ)償功能。

現(xiàn)有的橫向補(bǔ)給裝置主要是采用高架索法的門架式/補(bǔ)給柱式橫向補(bǔ)給裝置[5]，多數(shù)采用液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)、液壓作動(dòng)筒補(bǔ)償?shù)膬杉?jí)恒張力補(bǔ)償技術(shù)，整套裝置體積重量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜?，F(xiàn)有的縱向補(bǔ)給裝置多數(shù)采用液壓驅(qū)動(dòng)，長時(shí)間戰(zhàn)儲(chǔ)后橡膠密封件易失效。用于加裝的補(bǔ)給裝備應(yīng)針對(duì)民用油船的特點(diǎn)，以及長期戰(zhàn)儲(chǔ)、快速加裝的特殊要求進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，一般應(yīng)遵循以下原則：

（1）盡量遵循補(bǔ)給艦上的補(bǔ)給程序，保持補(bǔ)給裝備的總體操作方式和使用習(xí)慣不變；

（2）盡量應(yīng)用成熟的補(bǔ)給技術(shù)形式和經(jīng)驗(yàn)，充分借鑒現(xiàn)有橫向、縱向補(bǔ)給裝置的成熟技術(shù)成果和研制經(jīng)驗(yàn)；

（3）利用艦船上現(xiàn)有的、與補(bǔ)給裝置配套的接收裝置，避免對(duì)接收艦進(jìn)行加改裝；

（4）采用模塊化（集裝化）設(shè)計(jì)，提高裝置的通用性、緊湊性。補(bǔ)給裝置設(shè)計(jì)上應(yīng)便于在民船上快速加裝，便于公路、鐵路、水路運(yùn)輸；

（5）采用全電驅(qū)動(dòng)方式，減小補(bǔ)給裝置體積重量，降低系統(tǒng)功率，利于長時(shí)間戰(zhàn)儲(chǔ)。

（6）充分利用民船原有油、氣、電管線系統(tǒng)，盡量減少各類管線改裝量，縮短加裝時(shí)間。

（7）民用油船加改裝后應(yīng)保持原船各項(xiàng)技術(shù)性能，改裝恢復(fù)后應(yīng)能完成正常商業(yè)營運(yùn)任務(wù)。

可用于油船加裝的橫向補(bǔ)給裝置主要包括高架索法和張力軟管法兩類，高架索法宜采用電動(dòng)一級(jí)恒張力補(bǔ)償技術(shù)[6]和集裝箱模塊化結(jié)構(gòu)，通過高架索承載補(bǔ)給軟管和鞍座，由于裝置體積重量相對(duì)較大，適用于10000t級(jí)以上油船，張力軟管法通過高強(qiáng)度輕質(zhì)軟管直接承受軟管自身張力[7]，裝置體積重量較小，適用于10000t級(jí)以下油船?？v向補(bǔ)給裝置主要采用漂浮軟管法[8]，結(jié)構(gòu)采用集裝托盤式。

3 油船加改裝步驟和內(nèi)容

以某典型6000t級(jí)成品油船加改裝為油料補(bǔ)給船為例，該型成品油船總長110m，型寬17.6m，設(shè)計(jì)吃水6.5m，設(shè)計(jì)航速14.2節(jié)，續(xù)航力5000海里，載油量6200t，無限航區(qū)，主要運(yùn)營國內(nèi)和東南亞航線，運(yùn)輸品種為汽柴油等。

根據(jù)該船的噸位、航速、載油量等性能參數(shù)，決定為該船加裝張力軟管法橫向補(bǔ)給裝置和漂浮軟管法縱向補(bǔ)給裝置，主要在中近海為驅(qū)護(hù)艦艇補(bǔ)給軍艦用柴油。

3.1改裝前準(zhǔn)備

（1）洗艙。洗艙目的一是甲板結(jié)構(gòu)加強(qiáng)等改裝施工需要?jiǎng)踊鸷附?，而橫向補(bǔ)給裝置加裝位置下方是油艙，為確保安全，改裝前應(yīng)對(duì)整船油艙和管系進(jìn)行清洗，消除油氣爆炸的危險(xiǎn)[9]；二是滿足軍事油料運(yùn)輸對(duì)于油品質(zhì)量的要求，防止運(yùn)輸?shù)挠推肥艿綒埩粼谟团摵凸芫€中的化工品污染。

（2）測(cè)爆。洗艙完畢并充分通風(fēng)后，應(yīng)對(duì)油艙進(jìn)行測(cè)爆檢查，確?？扇蓟旌蠚鉂舛仍诒O限以內(nèi)，以保證改裝安全。

3.2 橫向補(bǔ)給裝置加裝

圖1橫向補(bǔ)給裝置加裝位置圖

（1）甲板結(jié)構(gòu)加強(qiáng)。該船左右兩舷#65肋～#101肋之間具有一塊長60m，寬3.9m的空間可滿足加裝要求。擬將補(bǔ)給裝置加裝在右舷#76～#80肋甲板，位置如圖1所示，該處位于船中部，跨過一個(gè)油艙的隔墻，方便改裝，而且補(bǔ)給裝置和甲板輸油管路法蘭接口的距離適當(dāng)，方便油管連接。橫向補(bǔ)給裝置在工作時(shí)需要承受舷外方向的拉力，裝置底座還需要承受裝置自重，根據(jù)受力和強(qiáng)度校核計(jì)算的結(jié)果，為保證安裝強(qiáng)度，設(shè)計(jì)將右舷#76、#78、#79、#80從縱壁至舷側(cè)增設(shè)強(qiáng)橫梁。

（2）焊接預(yù)置底座。預(yù)置底座是一個(gè)與補(bǔ)給裝置集裝托盤底座匹配的獨(dú)立底座，與集裝托盤底座的安裝尺寸相匹配，底座上留有一定數(shù)量的螺栓孔，將預(yù)置底座焊接在經(jīng)過加強(qiáng)的甲板上，如圖2所示。

（3）壓縮空氣管線的改裝。壓縮空氣主要用于油料補(bǔ)給完成后，對(duì)輸油管線進(jìn)行掃線，排空管線內(nèi)的油料[10]。在離補(bǔ)給裝置最近的壓縮空氣管線處加裝三通閥門和快速接口。通過使用兩端為快速接頭的壓縮空氣軟管，連接三通和補(bǔ)給裝置壓縮空氣接口。

（4）輸油管線改裝。該船左/右舷中部設(shè)有DN250至DN150等多種口徑的貨油口，接口為法蘭形式。補(bǔ)給裝置進(jìn)油口采用HCRJ快速接頭方式，為與補(bǔ)給裝置連接連接，在DN150貨油口處連接一個(gè)法蘭-快速短接（圖3），即接頭一端為DN150法蘭與貨油口法蘭連接，另一端為與補(bǔ)給裝置進(jìn)油口匹配的HCRJ快速接頭，采用兩端均裝有HCRJ快速接頭的10m聚氨酯輸油軟管分別與補(bǔ)給裝置上和貨油口的法蘭-快速接頭相連。

（5）供電線路改裝。橫向補(bǔ)給裝置依靠電力驅(qū)動(dòng)，多數(shù)民用油船貨油區(qū)不設(shè)配電設(shè)施。改裝時(shí)可從機(jī)艙/配電間，或油船中部起重機(jī)處取電，使用低煙無鹵、阻燃的銅芯（TITC）船用電纜，盡量采用穿管方式，與甲板保持一定安全距離，從主甲板上方的步橋上鋪設(shè)到補(bǔ)給裝置控制柜附近，通過航空接頭與補(bǔ)給裝置電控柜連接。

（6）補(bǔ)給裝置加裝。主要包括裝置吊裝、固定、輸油管線連接、高壓空氣管線連接、動(dòng)力電纜連接等。吊裝時(shí)需要使用碼頭吊裝設(shè)備，將補(bǔ)給裝置吊裝至預(yù)置底座上，用螺栓進(jìn)行固定，如圖4所示。為縮短加裝時(shí)間，除吊裝外其余加裝工作可在航渡中進(jìn)行。

3.3縱向補(bǔ)給裝置加改裝

（1）甲板結(jié)構(gòu)加強(qiáng)?？v向補(bǔ)給裝置加裝在油船尾部，該船尾甲板中間有一處滿足加裝要求的空間，位于尾樓甲板的第-2～-8號(hào)肋之間油船的中軸處，位置如圖5所示。根據(jù)裝置在工作中的受力情況，為保證其安裝強(qiáng)度，在每兩肋中間增加一根冷彎方形空心型鋼。

（2）焊接預(yù)置底座。改裝時(shí)將縱向補(bǔ)給裝置預(yù)置底座焊接在尾甲板上。

（3）壓縮空氣管線改裝。從尾甲板下機(jī)艙內(nèi)引出壓縮空氣管線至甲板加裝處，設(shè)置三通接頭，通過軟管通過連接三通與補(bǔ)給裝置上的掃線球發(fā)送器。

（4）輸油管線改裝。與橫向補(bǔ)給裝置加裝的油船中部貨油區(qū)不同，民用油船尾部區(qū)域一般為非防爆區(qū)，不設(shè)置固定輸油管線?？v向補(bǔ)給裝置所需的輸油管路需要從船中部臨時(shí)改裝并布設(shè)到油船尾部，改裝方式包括改裝鋼制管線和臨時(shí)布設(shè)軟管兩種。改裝鋪設(shè)鋼制管線施工量大、耗時(shí)長，軍事任務(wù)完成后恢復(fù)也較麻煩，而且由于鋼制管線即使掃線后也會(huì)存留一定的油氣，在船尾部非防爆區(qū)內(nèi)存在安全隱患，因此大多采用布設(shè)軟質(zhì)管線的方式。

圖7 安裝法蘭陽端

具體方式是在左/右舷中部DN150貨油口處處安裝法蘭陽端，即接頭一端為150mm的法蘭與船上輸油管法蘭連接，另一端為HCRJ快速接頭陽端（圖7），使用幾段長度為20m，兩端分別裝有HCRJ快速接頭陰端（陽端）的補(bǔ)給軟管，通過首尾相連的方式布設(shè)一條船中部至尾部的軟質(zhì)輸油管線（圖8），管線的一端與輸油法蘭連接，另一端與補(bǔ)給裝置進(jìn)油口連接。

（5）供電線路改裝。縱向補(bǔ)給裝置依靠電力驅(qū)動(dòng)，改裝方式與橫向補(bǔ)給裝置類似，可從機(jī)艙/配電間處取電，使用低煙無鹵、阻燃的銅芯（TITC）船用電纜，盡量采用穿管方式布設(shè)線路，并在尾樓后墻上設(shè)置接電箱。

（6）補(bǔ)給裝置加裝?；具^程與橫向補(bǔ)給裝置加裝相同，使用碼頭吊裝設(shè)備，將補(bǔ)給裝置吊裝至預(yù)置底座上，調(diào)整位置，用螺栓將補(bǔ)給裝置固定在預(yù)置底座上。除吊裝外，其余加裝工作可在航渡中進(jìn)行。

4結(jié)束語

民用油船改裝為油料補(bǔ)給船除了上述內(nèi)容外，還涉及油船與岸基指揮所和海上艦船的通信指揮、上船補(bǔ)給分隊(duì)的生活保障、油船和受補(bǔ)艦船的補(bǔ)給配合、船員的補(bǔ)給訓(xùn)練等具體問題。只有通過深入研究和不斷的加改裝實(shí)踐，才能摸索出一套完善的適合于民用油船加改裝的技術(shù)方案和勤務(wù)使用規(guī)程，從而保證戰(zhàn)時(shí)民用油船加改裝有章可循，迅速形成保障能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡浩，熊偉. 從軍民融合的角度看戰(zhàn)時(shí)海上運(yùn)輸補(bǔ)給保障[J]. 中國水運(yùn)，2012（10）：21-23.

[2]翟性泉，夏勇，趙厚寬.外軍補(bǔ)給艦船[M].北京：國防工業(yè)出版社，2013.

[3]吳漢才，王錦法.船舶貨運(yùn)[M]. 北京：科學(xué)出版社，2012.

[4]王利偉.國外海軍海上補(bǔ)給現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J]. 船電技術(shù)，2017（2）：58-62.

[5]宋曉東.海上補(bǔ)給體系特點(diǎn)分析[J]. 船舶工程，2012增刊（2）：5-8.

[6]王琦，翟性泉，王巖.全電動(dòng)航行橫向補(bǔ)給裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化與儀器儀表.2017（2）：77-79

[7]趙厚寬，翟性泉，郭奎，李曉勇. 張力軟管法橫向液貨補(bǔ)給裝置的設(shè)計(jì)[J]. 船舶工程，2012增刊（2），54-57

[8]韓濤，李江翔，葉明.艦艇航行補(bǔ)給接收裝置及發(fā)展趨勢(shì)[J].船舶，2005（5）：15-18

[9]中華人民共和國勞動(dòng)部職業(yè)安全衛(wèi)生與鍋爐壓力容器監(jiān)察局.工業(yè)防爆實(shí)用技術(shù)手冊(cè) [M].沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1996 .

[10]郭艷麗.輸油管道檢修動(dòng)火施焊與防火安全[J]. 石油化工安全技術(shù)，2001（2）：41-43