進(jìn)口原油船運(yùn)損耗成因及其對(duì)策

梁昱

中國(guó)石化安慶石化公司 檢驗(yàn)計(jì)量中心 （安徽 安慶 246001）

原油作為不可再生資源，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重要的戰(zhàn)略意義和先導(dǎo)意義。1993年，中國(guó)成為石油產(chǎn)品凈進(jìn)口國(guó)；1996年，中國(guó)原油進(jìn)口量首次突破2 000萬(wàn)t[1]。2017年，中國(guó)原油進(jìn)口量4.188億t，超越美國(guó)成為全球最大的原油進(jìn)口國(guó)，進(jìn)口依賴(lài)度為67.8%。海上油輪仍是中國(guó)進(jìn)口原油的主要運(yùn)輸方式，中國(guó)的十五大原油進(jìn)口來(lái)源國(guó)中9個(gè)國(guó)家需通過(guò)印度洋和馬六甲海峽向中國(guó)海運(yùn)，占當(dāng)年進(jìn)口原油總量的58.8%[2]。隨著進(jìn)口量的增加，到港后的“缺斤短兩”問(wèn)題也日益突出，油輪同時(shí)作為計(jì)量器具和運(yùn)輸工具，如何減少運(yùn)輸損耗，降低加工成本，持續(xù)為煉廠(chǎng)所關(guān)注。

1 進(jìn)口原油運(yùn)輸損耗的成因分析

原油貿(mào)易交接過(guò)程中，不同國(guó)家交接方依據(jù)各自國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)得出的原油貿(mào)易結(jié)算數(shù)據(jù)不一致，出現(xiàn)差量引起糾紛甚至摩擦，影響進(jìn)口原油平穩(wěn)交接。原油運(yùn)輸船舶兼作計(jì)量交接器具，無(wú)論是艙容計(jì)量失準(zhǔn)、路途中的揮發(fā)還是卸油中的滴漏，都是原油運(yùn)輸損耗分析關(guān)注對(duì)象。本文厘清進(jìn)口原油運(yùn)輸損耗的成因，從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、計(jì)量器具誤差、運(yùn)輸損耗和卸船損耗4個(gè)方面展開(kāi)。

1.1 裝貨港和卸貨港采用的標(biāo)準(zhǔn)不同

國(guó)外油輪裝運(yùn)原油，計(jì)算裝載量多是按照美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，以體積量交接，將60℉（15.56℃）作為標(biāo)準(zhǔn)參比溫度，在船量計(jì)算時(shí)，采用60℉（15.56℃）下的API值計(jì)算原油質(zhì)量。國(guó)內(nèi)油輪裝運(yùn)原油，一般采用15℃作為標(biāo)準(zhǔn)參比溫度，采用15℃密度作為標(biāo)準(zhǔn)密度計(jì)算原油質(zhì)量。而國(guó)內(nèi)煉廠(chǎng)在油罐收油計(jì)量中，則是按照20℃作為標(biāo)準(zhǔn)參比溫度，采用20℃密度計(jì)算原油質(zhì)量。運(yùn)用不同標(biāo)準(zhǔn)，適用不同參比條件，必然帶來(lái)數(shù)據(jù)上的不一致，這種不一致體現(xiàn)在交接上，構(gòu)成了運(yùn)輸損耗的一部分。

從質(zhì)量守恒的角度，在不考慮儲(chǔ)存、運(yùn)輸、中轉(zhuǎn)等質(zhì)量損失的前提下，無(wú)論溫度如何變化，原油的質(zhì)量是恒定不變的。但是在實(shí)際的交接計(jì)量過(guò)程中，應(yīng)用不同的計(jì)算方法卻往往會(huì)得出不同的質(zhì)量計(jì)算結(jié)果，有時(shí)會(huì)引發(fā)量值糾紛。為明確上述3種原油量值計(jì)算方法的差異，筆者以一批次油品溫度為36℃、API度為31、容積表載體積量為10萬(wàn)美桶的原油，應(yīng)用進(jìn)口原油運(yùn)輸過(guò)程中涉及的3種不同標(biāo)準(zhǔn)，在不同參比條件下進(jìn)行比對(duì)計(jì)算。

1.1.1 以60℉作為標(biāo)準(zhǔn)參比條件計(jì)算原油質(zhì)量

這種計(jì)算方法基于ASTM（美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)，歐美采用較多。為便于國(guó)際交接，外輪商檢一般采用這種方法。步驟如下。

1）36℃換算成華氏溫標(biāo)為96.8℉。

2）查ASTM Table-6A表，當(dāng)API=31時(shí)，96.5℉（35.83℃）對(duì)應(yīng)的溫度體積修正系數(shù)值Ctl為0.983 5，97℉（36.11℃）對(duì)應(yīng)的溫度體積修正系數(shù)值Ctl為0.983 2。按內(nèi)插法計(jì)算，96.8℉（36℃）對(duì)應(yīng)的溫度體積修正系數(shù)值Ctl為0.983 3。

3）計(jì)算桶/噸換算系數(shù)：

T13=[0.042×（535.191 1/（API+131.5）-0.004 6189）×

105+0.5]/105=0.138 137。

4）計(jì)算原油質(zhì)量：

m=V×Ctl×T13=100 000×0.983 3×0.138 137=

13 583.011 t。

1.1.2 以15℃作為標(biāo)準(zhǔn)參比條件計(jì)算原油質(zhì)量

同樣是基于ASTM（美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)，這種計(jì)算方法日本、阿爾及利亞等國(guó)家采用較多。為便于和收貨方，也就是中方煉化企業(yè)核對(duì)，中國(guó)轉(zhuǎn)運(yùn)油輪裝載量的檢測(cè)一般也采用這種算法。為統(tǒng)一數(shù)據(jù)口徑，15℃密度從API度轉(zhuǎn)換得出。

1）計(jì)算60℉下的相對(duì)密度：

SG60℉=141.5/（131.5+API）=870.8 kg/m3。

2）計(jì)算15℃對(duì)應(yīng)的華氏溫度：

F15℃=（15×9/5+32）=59 ℉。

3）查ASTMTable-23A表，依據(jù)60℉下的相對(duì)密度870.8 kg/m3，查得59℉下的相對(duì)密度為871.2 kg/m3。依據(jù)ASTMD5002，15℃純水的密度為0.999 099 kg/m3，換算為15℃密度為：

ρ15=0.871 2×0.999 099=870.4 kg/m3。

4）將體積單位從美桶換算成立方米：

V=100 000×0.158 987 3=15 898.730 m3。

5）查ASTM Table-54A表，溫度為36℃，15℃密度為870.4 kg/m3對(duì)應(yīng)的溫度體積修正系數(shù)值Ctl為0.982 9。

6）計(jì)算原油質(zhì)量：

m=V×（ ρ15-1.1）×Ctl/1 000=15 898.730×

（870.4-1.1）×0.982 9/1 000=13 584.43 t。

1.1.3 以20℃作為標(biāo)準(zhǔn)參比條件計(jì)算量值

中國(guó)的煉化企業(yè)普遍采用這種方法，也是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的計(jì)量方法。為保證數(shù)據(jù)來(lái)源一致，20℃密度從API度轉(zhuǎn)換得出。

1）查GB/T 1885—1998《石油計(jì)量表》的附表59A，按溫度不內(nèi)插、密度內(nèi)插的原則查表，溫度為15.56℃、密度為869.9 kg/m3對(duì)應(yīng)的20℃密度為866.8 kg/m3。

2）將體積換算成立方米：

V=100 000×0.158 987 3=15 898.730 m3。

3）查GB/T 1885—1998《石油計(jì)量表》所附60A表，按溫度不內(nèi)插、密度內(nèi)插的原則查表，溫度為36℃，20℃密度為866.8 kg/m3對(duì)應(yīng)的溫度體積修正系數(shù)值Ctl為0.987 0。

4）計(jì)算原油質(zhì)量：

m=V×(ρ15-1.1)×0.987 0/1 000=15 898.730×

（866.8-1.1）×0.987 0/1 000=13 584.605 t。

1.1.4 校驗(yàn)結(jié)論

依據(jù)上述3種方法，得出的原油質(zhì)量分別為13 583.011 t、13 584.43 t、13 584.605 t。GB/T 1885—1998《石油計(jì)量表》是依據(jù)ISO 91-2：1991進(jìn)行的轉(zhuǎn)換[3]，15℃、60℉（15.56℃）、20℃參比條件各不相同，轉(zhuǎn)換后形成數(shù)據(jù)表格存在數(shù)據(jù)保留位數(shù)的差異，最終導(dǎo)致量值差異。從上文的計(jì)算校驗(yàn)可以看出，3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)所依據(jù)的參比條件各不相同，通過(guò)一系列查表、換算及計(jì)算，質(zhì)量差異很小。差異最大的2個(gè)計(jì)算結(jié)果也在0.01%左右，在當(dāng)前的原油貿(mào)易交接環(huán)境下，上述3種原油質(zhì)量計(jì)算方法對(duì)結(jié)算量的影響基本可以忽略。在交接計(jì)量過(guò)程中，只要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行結(jié)算，上述3種參比條件下的質(zhì)量差異都在可接受范圍內(nèi)。

1.2 交接用計(jì)量器具的誤差

原油交接，按交接時(shí)原油的狀態(tài)可分為動(dòng)態(tài)交接和靜態(tài)交接。交接時(shí)所用計(jì)量器具不同，操作過(guò)程各異，誤差的來(lái)源和最終結(jié)果也不一致。

1.2.1 靜態(tài)交接

靜態(tài)交接，最常見(jiàn)的是油罐交接，以檢尺、取樣、分析作為確定量值的主要過(guò)程，國(guó)外油輪發(fā)出時(shí)的提單量和國(guó)內(nèi)大型油庫(kù)中轉(zhuǎn)出庫(kù)量一般采用這種方式較多。在該過(guò)程中，量油尺本身的誤差、人工測(cè)量的誤差、取樣點(diǎn)的準(zhǔn)確與否、密度和含水分析的儀器誤差、人工讀密度和含水儀表刻度的讀差，都會(huì)對(duì)交接計(jì)量結(jié)果造成影響。綜合地說(shuō)，嚴(yán)格按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作和計(jì)算，油量計(jì)算總的不確定度應(yīng)不超過(guò)±0.25%[4]。

除了油罐，船舶的油艙、汽車(chē)罐車(chē)、鐵路罐車(chē)也可作為原油計(jì)量交接的容器，汽車(chē)衡、軌道衡等計(jì)量?jī)x器也可作為原油靜態(tài)計(jì)量器具。其中，鐵路罐車(chē)和不規(guī)則船艙的不確定度是最大的，可達(dá)±0.4%；規(guī)則船艙的不確定度則要小得多，僅±0.2%[5]。

1.2.2 動(dòng)態(tài)交接

國(guó)內(nèi)陸上油田原油出廠(chǎng)時(shí)往往采用動(dòng)態(tài)計(jì)量，也就是流量計(jì)交接的方式，比如江蘇油田采用雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)交接后裝船出廠(chǎng)。動(dòng)態(tài)計(jì)量方面，依據(jù)GB/T 9109.5—2017《石油和液體石油產(chǎn)品動(dòng)態(tài)計(jì)量 第5部分：油量計(jì)算》5.2款之規(guī)定[6]，用作貿(mào)易交接計(jì)量的流量計(jì),準(zhǔn)確度等級(jí)應(yīng)不低于0.2級(jí)。標(biāo)準(zhǔn)所指流量計(jì)，既包含質(zhì)量流量計(jì)這類(lèi)可直接測(cè)量質(zhì)量的儀器，也包括容積流量計(jì)，如刮板流量計(jì)、雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)這類(lèi)通過(guò)測(cè)量體積再經(jīng)過(guò)人工化驗(yàn)分析，間接得出質(zhì)量的儀器。針對(duì)前一種情況，最后的交接結(jié)果準(zhǔn)確度在0.2%之內(nèi)是沒(méi)有問(wèn)題的；對(duì)于后一種，因?yàn)槿?、化?yàn)分析環(huán)節(jié)的存在，不可避免存在密度、含水測(cè)定的誤差。這種測(cè)量的綜合計(jì)量誤差應(yīng)不大于±0.35%。

1.3 航行過(guò)程中的損失

油輪運(yùn)輸是目前我國(guó)進(jìn)口原油的重要途徑。管道輸送目前主要應(yīng)用于陸上運(yùn)輸，且因技術(shù)較新，若應(yīng)用于從國(guó)外跨海進(jìn)口原油則很多方面還有待完善。

1.3.1 輕組分揮發(fā)

油輪長(zhǎng)時(shí)間航行中，原油輕組分揮發(fā)，會(huì)產(chǎn)生部分貨物損失。航行中的滿(mǎn)載油輪，由于原油溫度和環(huán)境溫度的變化，貨油艙的蒸汽壓力出現(xiàn)明顯的晝夜正負(fù)壓變化。一般白天氣溫高時(shí)艙內(nèi)原油蒸發(fā)量大，很快就達(dá)到或超過(guò)P/V閥的設(shè)定壓力。為了避免艙內(nèi)壓力過(guò)大，船員就通過(guò)開(kāi)啟閥門(mén)釋放貨油艙壓力，通常白天要放1～2次。而當(dāng)夜幕來(lái)臨時(shí)環(huán)境溫度低，貨油艙壓力迅速降低，直至貨油艙出現(xiàn)負(fù)壓。開(kāi)啟閥門(mén)釋放壓力的同時(shí)，油氣釋放，輕組分揮發(fā)損失[7]。

1.3.2 污油艙、燃油艙及暗艙問(wèn)題

原油的運(yùn)輸船舶內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一些老舊船舶往往經(jīng)過(guò)多次改造，內(nèi)部管線(xiàn)、船艙間難免存在滲漏。在長(zhǎng)途運(yùn)輸中，原油從這些滲漏點(diǎn)逐漸進(jìn)入污油艙和燃油艙。少數(shù)不良船方，借改造之機(jī)加裝暗艙，在運(yùn)輸途中將原油倒入，卸油完成后再找機(jī)會(huì)賣(mài)出，從中牟利。這就對(duì)貨主造成損失。

1.4 卸油過(guò)程中的損失

1.4.1 卸油溫度的影響

原油作為一種混合物，不同品種的油品物性差異較大。比如，安哥拉產(chǎn)凱撒杰原油，凝固點(diǎn)-28℃，常溫下都是液態(tài)；安哥拉產(chǎn)卡濱達(dá)原油，凝固點(diǎn)18℃，略微加溫即可卸油；印尼產(chǎn)辛塔原油和葦杜里原油，凝固點(diǎn)均在40℃附近，常溫下為固態(tài)，需要加溫卸油。卸油時(shí)，船方、貨主有時(shí)出于加快卸油速度、避免船舶滯期的考慮，在沒(méi)有摸清原油物性的情況下，一味地追求高溫卸油，能耗非常嚴(yán)重，輕組分大量揮發(fā)，不僅損耗大，對(duì)周邊環(huán)境也有影響。

1.4.2 管線(xiàn)存油

接卸的原油存在于油輪的船艙和管線(xiàn)里。船艙內(nèi)的原油很容易引起卸油方注意，而卸油管線(xiàn)往往被貨主所忽視。以一艘5萬(wàn)t級(jí)的大慶456號(hào)油輪為例，裝運(yùn)量一般在3萬(wàn)t左右，卸油管線(xiàn)中的原油量為33 t，若未對(duì)這部分原油加以吹掃，管線(xiàn)收回后原油倒流回船艙，將直接導(dǎo)致貨主0.11%的損失。

1.4.3 空艙裝油

油輪裝貨前剛從大修廠(chǎng)出來(lái)，艙底無(wú)剩余油品，艙壁干凈；卸油后原油掛壁，存在底艙油腳無(wú)法卸凈，產(chǎn)生損失。

1.4.4 加溫系統(tǒng)老化

老舊船舶的加溫系統(tǒng)服役時(shí)間較長(zhǎng)，大修時(shí)往往只是保持其原有功能，而不會(huì)進(jìn)行改造。老式的加溫系統(tǒng)對(duì)艙底和艙壁的加熱效果大多不足，容易造成艙底無(wú)法卸凈和掛壁損失。

1.4.5 船方人員責(zé)任心和卸油設(shè)備問(wèn)題

在接卸過(guò)程中，船方人員是否盡力接卸與設(shè)備是否好用是兩個(gè)重要問(wèn)題。在監(jiān)卸過(guò)程中，船方有時(shí)會(huì)以不能讓卸油泵空轉(zhuǎn)、避免艙底泥沙損傷機(jī)泵為理由，拒絕卸凈底艙。船方選用不合適的接卸方法和卸油設(shè)備，也可能導(dǎo)致底倉(cāng)難以卸凈，而底倉(cāng)接卸不凈，帶給接收方的將是直接的效益損失，必須引起重視。

2 應(yīng)對(duì)措施

2.1 了解租用的船舶，建立系統(tǒng)資料

在租用運(yùn)輸工具前，應(yīng)了解其適載性能及歷次運(yùn)輸記錄。在收集資料的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡快建立各類(lèi)油品裝載技術(shù)的系統(tǒng)研究，減少租船過(guò)程和裝卸作業(yè)中的盲目性，充分了解船方的加溫系統(tǒng)是否適合油品的運(yùn)輸與裝卸；現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，避免暗艙的存在[8]。對(duì)于油輪的運(yùn)輸損耗加以統(tǒng)計(jì)，選擇合適油輪裝載；減少乃至避免使用空艙油輪裝油。

2.2 專(zhuān)人全程跟蹤，分析油種性質(zhì)

設(shè)置專(zhuān)職的監(jiān)裝監(jiān)卸人員，對(duì)進(jìn)口原油裝船、運(yùn)輸、卸船全過(guò)程跟蹤。監(jiān)裝監(jiān)卸涉及的知識(shí)體系較為復(fù)雜，不僅要懂得計(jì)量知識(shí)，還要對(duì)油輪結(jié)構(gòu)有一定了解，對(duì)卸油工藝、索賠流程要熟悉，現(xiàn)場(chǎng)處置能力要求高。因此，企業(yè)需要培養(yǎng)專(zhuān)職的監(jiān)裝監(jiān)卸人員，加強(qiáng)對(duì)進(jìn)口原油各環(huán)節(jié)的監(jiān)管力度，發(fā)現(xiàn)短量立即求證，證實(shí)后當(dāng)即提交抗議書(shū)，避免拖延時(shí)間導(dǎo)致?lián)p耗原因難以查清。

2.3 合理控制溫度和閥門(mén)，減少蒸發(fā)損失

海運(yùn)油輪在外海域長(zhǎng)時(shí)間航行，內(nèi)河油輪在省市之間航行，在氣溫較高的情況下，若沒(méi)有對(duì)閥門(mén)進(jìn)行正確設(shè)定，難以避免油氣外泄、損耗增大。所以需要正確設(shè)定閥門(mén)壓力，同時(shí)定期檢查密封設(shè)備，適時(shí)噴水降溫，減少晝夜溫差的壓力釋放，減少輕組分蒸發(fā)損耗。

卸油時(shí)，必須充分考慮到原油流動(dòng)性和避免輕組分揮發(fā)，以凝固點(diǎn)和初餾點(diǎn)為上、下限，科學(xué)控制卸油溫度，減少卸油損耗和掛壁損耗。一些特殊的油種，初餾點(diǎn)與凝固點(diǎn)非常接近。在這種時(shí)候，建議以考慮原油流動(dòng)性為主，提高卸油溫度，加快卸油速度，通過(guò)縮短卸油時(shí)間來(lái)減少揮發(fā)損耗和掛壁損耗。

2.4 檢測(cè)非貨油艙高度，避免油品串線(xiàn)

為保證油輪的正常行駛和清艙需要，油輪除了貨油艙之外還設(shè)有燃油艙、污油艙及壓載水艙等。各艙之間一般有管線(xiàn)連通，若發(fā)生油品串線(xiàn)，輕則貨油損失，重則影響船舶的正常行駛。所以，避免油品串線(xiàn)，不僅是減少貨油損失的需要，也是油輪安全航行的必要條件。

基于這一要求，在油輪裝油前后以及卸油前后，應(yīng)該首先要求船方提供油輪結(jié)構(gòu)圖，明確非貨油艙位置，對(duì)油輪的非貨油艙的液位進(jìn)行檢測(cè)，并在裝油后的一系列計(jì)量過(guò)程中進(jìn)行復(fù)測(cè)，避免船方將貨油串入污油艙或燃油艙，導(dǎo)致貨主油量虧損。

2.5 制定考核基數(shù)，掃凈油輪底艙

油輪到港后，核查油輪是否卸凈的重要指標(biāo)是卸后底艙量。要確保油輪卸凈，一是要加強(qiáng)卸油工藝管理，提前了解油品性質(zhì)，對(duì)高凝點(diǎn)原油進(jìn)行提前預(yù)熱，區(qū)別對(duì)待正常卸油和底艙掃艙，及時(shí)將貨油泵切換到下一個(gè)要卸的油艙，保持足夠的吃水差，最后利用艙底集油槽將艙底油一并卸出；二是要制定考核基數(shù)，根據(jù)卸油裝置條件逐年提高標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)卸油單位加強(qiáng)底艙考核與監(jiān)督。

3 降耗效果

2010—2019年，企業(yè)落實(shí)對(duì)措，派人員監(jiān)護(hù)每批次水運(yùn)原油進(jìn)廠(chǎng)，關(guān)注貨油艙液位及閥門(mén)狀態(tài)，逐年降低底艙考核基數(shù)，水運(yùn)進(jìn)口原油損耗持續(xù)降低（圖1）。

圖1 到港駁船底艙考核基數(shù)變化柱狀圖

企業(yè)同時(shí)加強(qiáng)二程船底艙卸凈監(jiān)督，設(shè)立基準(zhǔn)目標(biāo)，以近年來(lái)的數(shù)據(jù)為例（圖2）。

圖2 二程船卸后底艙柱狀圖

2010—2019年企業(yè)降低了水運(yùn)原油途耗0.26%（圖3），按每年進(jìn)廠(chǎng)600萬(wàn)t原油計(jì)算，減少損失近1.56萬(wàn)t，價(jià)值近5 000萬(wàn)元。

圖3 水運(yùn)原油年份途耗率變化柱狀圖

5 結(jié)束語(yǔ)

中國(guó)進(jìn)口原油數(shù)量越來(lái)越大，進(jìn)口原油價(jià)格高于國(guó)內(nèi)原油，提高進(jìn)口原油的利用效率，是企業(yè)不容推脫的社會(huì)責(zé)任。進(jìn)口原油的船運(yùn)路途和時(shí)間均較長(zhǎng)，若損耗監(jiān)管不到位，超額損耗難以避免，甚至發(fā)生原油偷盜。通過(guò)在進(jìn)口原油的各運(yùn)輸環(huán)節(jié)加強(qiáng)過(guò)程監(jiān)督，提前做好相應(yīng)準(zhǔn)備，采用合適的卸油方式，可以有效減少損耗的發(fā)生。