單點(diǎn)輸油終端污染風(fēng)險(xiǎn)分析及防污染體系建設(shè)研究

黃炳燊 廣東海事局危管防污流動(dòng)工作站

1.緒論

1.1 研究背景及意義

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展以及石油化工產(chǎn)業(yè)的全面開花，我國(guó)對(duì)于原油進(jìn)口的依賴性已經(jīng)越來(lái)越強(qiáng)。自2003年起，我國(guó)已經(jīng)成為原油的凈進(jìn)口國(guó)。根據(jù)《2019年國(guó)內(nèi)外油氣行業(yè)發(fā)展報(bào)告》中提供的數(shù)據(jù)，我國(guó)2019年原油產(chǎn)量為1.91億噸，進(jìn)口量接近5億噸，進(jìn)口量占比72%，同比增長(zhǎng)2%。在國(guó)內(nèi)外形勢(shì)急劇變化的情況下，石油資源儲(chǔ)備是否充足既有戰(zhàn)略意義，同時(shí)也是維護(hù)民生的重要一環(huán)。單點(diǎn)系泊輸油終端運(yùn)力大，發(fā)生重大事故時(shí)污染危害性也更大，本論文主要通過(guò)對(duì)茂石化單點(diǎn)系泊輸油終端（以下簡(jiǎn)稱茂石化單點(diǎn)）的研究分析，研究單點(diǎn)系泊輸油終端防污染體系建設(shè)的方向。

1.2 單點(diǎn)系泊系統(tǒng)的概念

“單點(diǎn)系泊”來(lái)源于英文“Single Point Mooring”,簡(jiǎn)稱SpM,或稱SBM（Single Buoy Mooring）。它是海上運(yùn)輸終端站的一種。應(yīng)該說(shuō)SPM是一個(gè)總的概念,泛指所有的單點(diǎn),而SBM則是指主結(jié)構(gòu)為一浮筒(Buoy)的單點(diǎn)。用于進(jìn)行原油中轉(zhuǎn)的單點(diǎn)系泊碼頭通常由一個(gè)能夠漂浮在海面上的浮筒和鋪設(shè)在海底與陸地貯藏系統(tǒng)連接的管道組成。浮筒漂浮在海面上，油輪上的原油通過(guò)漂浮軟管進(jìn)入浮筒后，從水下軟管進(jìn)入海底管線，輸?shù)桨渡系脑蛢?chǔ)罐。為防止浮筒隨海浪遠(yuǎn)距離漂移，用數(shù)根巨大的錨鏈將其與海床相連，這樣浮筒既可在一定范圍內(nèi)隨風(fēng)浪流漂浮移動(dòng)，增加緩沖作用，減少與巨輪間發(fā)生碰撞的危險(xiǎn)，又不至于被海浪漂走。

2.單點(diǎn)系泊應(yīng)用情況

2.1 單點(diǎn)系泊在全球范圍內(nèi)的應(yīng)用情況

單點(diǎn)系泊在世界上使用十分廣泛，到目前為止，世界上已有500多座單點(diǎn)系泊系統(tǒng)，分散在全球各地。

從以表1可以看出，單點(diǎn)設(shè)備在全球內(nèi)的應(yīng)用很多，自1958年瑞典達(dá)拉羅港建設(shè)的第一套單點(diǎn)設(shè)備起，至今已發(fā)展至500多套，主要分布在全球各主要的原油輸出國(guó)和輸入國(guó)沿海，可見單點(diǎn)設(shè)備的推廣與發(fā)展在全球的原油中轉(zhuǎn)運(yùn)輸行業(yè)中發(fā)揮了重要的作用。

2.2 我國(guó)單點(diǎn)系泊系統(tǒng)的應(yīng)用

詳見表2。

單點(diǎn)系泊技術(shù)全球應(yīng)用廣泛，但在我國(guó)大陸地區(qū)僅2套用作原油中轉(zhuǎn)的單點(diǎn)系泊輸油終端，本文主要通過(guò)對(duì)茂石化單點(diǎn)的分析展開論述。

茂石化單點(diǎn)，位于廣東省茂名市電城鎮(zhèn)東南方向，距最近陸地約15公里，系由茂石化投資建設(shè)使用。該裝置1993年立項(xiàng)，1994年投產(chǎn)，用于接卸25萬(wàn)噸級(jí)油輪的貨物，2006年對(duì)茂石化對(duì)單點(diǎn)進(jìn)行了升級(jí)改造，由25萬(wàn)噸級(jí)提升到30萬(wàn)噸級(jí)。自單點(diǎn)系泊卸油裝置投產(chǎn)以來(lái)，極大程度地降低了茂石化原油運(yùn)輸成本，截至2011年，共計(jì)中轉(zhuǎn)原油1.3億噸，節(jié)約原油運(yùn)輸成本30多億元。2017年海底管線及單點(diǎn)浮筒更換完畢后，由于更換了尺寸更大的海底管線，單點(diǎn)原油接卸能力以及卸貨效率得到進(jìn)一步提高，單點(diǎn)年接卸艘次從原來(lái)的40多艘次提高到了60多艘次，原油年接卸量也從初投產(chǎn)的300多萬(wàn)噸逐步提高到了1100多萬(wàn)噸。

3.單點(diǎn)污染風(fēng)險(xiǎn)分析

目前，茂石化單點(diǎn)已為茂石化工作了近30年，雖然樣本少，不足以說(shuō)明大多數(shù)單點(diǎn)系泊系統(tǒng)存在的風(fēng)險(xiǎn)，但仍具備一定的參考價(jià)值，用以研究單點(diǎn)系泊系統(tǒng)帶來(lái)的防污染隱患。

一是離岸較遠(yuǎn)，一旦在系統(tǒng)終端發(fā)生事故，應(yīng)急救援力量難以抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)。目前茂名僅在水東港有一家資質(zhì)較高的清污公司，且茂名海事局的溢油應(yīng)急設(shè)備庫(kù)也設(shè)置在水東港，參照茂石化為接送監(jiān)管人員提供的拖輪的速度，從水東港出發(fā)至單點(diǎn)水域需要1-2個(gè)小時(shí)，如果由于潮汐變化的原因，船舶航向與水流方向相反，則船舶到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間更長(zhǎng)，可至2-3小時(shí)，而作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)僅有一艘應(yīng)急清污船舶及數(shù)艘拖輪，一旦發(fā)生超過(guò)1萬(wàn)噸的原油泄漏，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)船舶的處置能力，對(duì)周邊海洋環(huán)境的危害極大。

二是海底管線鋪設(shè)在海床上，約挖溝埋深1-2m從岸罐到單點(diǎn)距離約15公里。如果船舶在海底管線走向上違規(guī)拋錨，錨會(huì)鉤到海底管線，從而損壞海底管線的防腐層或鉤穿、拉斷海底管線，造成管內(nèi)原油泄漏，嚴(yán)重污染海洋環(huán)境；又或者長(zhǎng)時(shí)間受海潮、海流等的作用下，海床被沖刷，從而使海底管線裸露、移位和懸空，造成海底管線斷裂，導(dǎo)致管內(nèi)原油泄漏污染海洋環(huán)境。

三是防污染應(yīng)急設(shè)備不足，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急設(shè)備見表3。

表1 全球單點(diǎn)設(shè)備分布表

表2 中國(guó)單點(diǎn)系泊輸油終端分布表

表3 茂石化單點(diǎn)應(yīng)急設(shè)備情況一覽表

如表3所示，茂石化單點(diǎn)配備的圍油欄僅1300米，參照1994年單點(diǎn)軟管破裂導(dǎo)致原油泄漏事故，泄漏量約15噸，形成了約6海里的20米寬油帶，所配備的圍油欄遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急圍控溢油所需。

四是溢油漂散風(fēng)險(xiǎn)。一般油碼頭通常要求在油輪靠泊作業(yè)期間提前布放圍油欄，對(duì)碼頭周邊進(jìn)行圍控，防止作業(yè)期間發(fā)生小規(guī)模的操作性溢油，同時(shí)也可作為較大溢油事故防控的第一道屏障。而茂石化單點(diǎn)由于位于開闊水域，氣象條件較碼頭更復(fù)雜，每年大風(fēng)浪天氣天數(shù)多，相關(guān)配套設(shè)施較碼頭不完善，未能實(shí)現(xiàn)圍油欄預(yù)布設(shè)，作為守護(hù)船舶的清污船需要在發(fā)現(xiàn)溢油后才將圍油欄吊放入海，效率較低，存在較大的溢油漂散風(fēng)險(xiǎn)。

4.茂石化單點(diǎn)防污染體系應(yīng)急能力建設(shè)建議

4.1 外部快速反應(yīng)力量建設(shè)

按照我國(guó)《海洋環(huán)境保護(hù)法》及《防治船舶污染海洋環(huán)境管理?xiàng)l例》的有關(guān)規(guī)定，港口碼頭應(yīng)當(dāng)開展相關(guān)的防污染能力建設(shè)。目前為多數(shù)港口碼頭所接納的防污染能力建設(shè)的方式是與清污企業(yè)簽訂合作協(xié)議，以減少企業(yè)獨(dú)自開展污染物接收能力建設(shè)的費(fèi)用。茂名港目前正在大力發(fā)展博賀新港和吉達(dá)港兩個(gè)新港區(qū)，這兩個(gè)港區(qū)較水東港離單點(diǎn)系泊系統(tǒng)輸油終端距離更近，監(jiān)管部門可以以此為契機(jī)，引進(jìn)清污企業(yè)，縮短應(yīng)急防污力量與茂石化單點(diǎn)之間的距離，并促進(jìn)兩個(gè)港區(qū)與單點(diǎn)之間形成防污染應(yīng)急聯(lián)動(dòng)機(jī)制，使茂石化單點(diǎn)防污染應(yīng)急能力得到進(jìn)一步提高，單點(diǎn)系泊系統(tǒng)輸油終端和海底管線發(fā)生溢油事故時(shí)，可以從這兩個(gè)港區(qū)調(diào)動(dòng)應(yīng)急資源及應(yīng)急力量前往現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行前期處置，這會(huì)大大縮短應(yīng)急力量抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間，提高溢油應(yīng)急的效率。

4.2 監(jiān)控能力建設(shè)

目前茂石化單點(diǎn)已實(shí)現(xiàn)了對(duì)單點(diǎn)浮筒周邊水域的視頻監(jiān)控建設(shè)，但只有負(fù)責(zé)單點(diǎn)作業(yè)的新金明公司海上作業(yè)隊(duì)接入了該監(jiān)控信號(hào)，該信號(hào)未共享給負(fù)責(zé)應(yīng)急指揮的相關(guān)行政管理部門，不利于溢油事故應(yīng)急的快速反應(yīng)及有效協(xié)調(diào)、部署。新金明公司應(yīng)加強(qiáng)與各應(yīng)急部門的聯(lián)動(dòng)，共享污染監(jiān)測(cè)視頻信號(hào)，以保證應(yīng)急處置行動(dòng)中的精準(zhǔn)決策。

另外，針對(duì)單點(diǎn)系泊系統(tǒng)輸油管線，無(wú)論是水下軟管部分還是海底管線部分，都可以裝設(shè)傳感器或監(jiān)測(cè)閥，對(duì)作業(yè)期間的管線狀態(tài)實(shí)施即時(shí)的監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異?；驁?bào)警，立即與作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行溝通，開展應(yīng)急處置，提高處置的精準(zhǔn)度和效率。

4.3 修訂安全指導(dǎo)文件的修訂與執(zhí)行

茂石化單點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估制訂日期為2014年，而茂石化已在2016年進(jìn)行了設(shè)備更換，該次更換的組件包括海底管線和單點(diǎn)系泊浮筒，新?lián)Q浮筒采用國(guó)產(chǎn)單點(diǎn)浮筒，相關(guān)的設(shè)備和技術(shù)參數(shù)發(fā)生了重大變化，舊的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估未能適應(yīng)新設(shè)管路及浮筒設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估要求，茂石化應(yīng)根據(jù)當(dāng)前單點(diǎn)設(shè)施設(shè)備的實(shí)際情況，組織專家組對(duì)原風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估進(jìn)行修訂與更新。另外隨著茂名港兩個(gè)新港區(qū)建設(shè)中新的防污力量的投入，也應(yīng)及時(shí)在應(yīng)急預(yù)案中增加應(yīng)急力量變更的內(nèi)容，以保證與安全保障相關(guān)的指導(dǎo)性文件具備實(shí)用性，完善防污染體系建設(shè)。

同時(shí)在相關(guān)文件修訂后，應(yīng)當(dāng)及時(shí)根據(jù)應(yīng)急預(yù)案以及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的要求，配備足夠的應(yīng)急物資，以保證設(shè)施設(shè)備滿足事故處置的要求。

4.4 作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)防污清污力量建設(shè)

由于單點(diǎn)系泊輸油終端位于開闊水域，環(huán)境復(fù)雜，可以從以下兩個(gè)方面著手：

一是參照碼頭作業(yè)的模式，作業(yè)期間按照海況在單點(diǎn)下流方向布放圍油欄，布放的圍油欄可以守護(hù)拖輪及清污船舶為圍油欄固定支點(diǎn)，防止圍油欄隨風(fēng)浪漂移，同時(shí)可以根據(jù)作業(yè)期間海況的變化調(diào)整圍油欄布控的方位，發(fā)生溢油時(shí)由兩船拖帶圍油欄對(duì)溢油進(jìn)行圍控，最大限度地減少溢油漂散的可能性；

二是提高應(yīng)急情況下圍油欄的布放速度。目前廣東海事局溢油應(yīng)急中心的清污船舶應(yīng)用了圍油欄快速投放設(shè)備，可以通過(guò)滾筒以200m/10min的速度投放數(shù)百米的圍油欄，投放速度較傳統(tǒng)吊裝投放形式有了較大的提升。但受快速投放設(shè)備的容量限制，所能投放的圍油欄長(zhǎng)度較短，不能滿足單點(diǎn)溢油應(yīng)急的需求，因此，現(xiàn)場(chǎng)守護(hù)的清污船還可以在作業(yè)前將圍油欄從船艙吊上甲板，對(duì)圍油欄進(jìn)行打包，發(fā)生溢油事故時(shí)，先利用快速投放設(shè)備將部分圍油欄投放入水，對(duì)溢油進(jìn)行堵截，再將甲板上打包好的圍油欄整體吊放入水，由清污船和其他守護(hù)船協(xié)作將圍油欄展開，對(duì)溢油進(jìn)行圍控回收。

這兩種形式各有優(yōu)劣，前者雖然能最大限度避免溢油的擴(kuò)散，但由于單點(diǎn)油輪作業(yè)時(shí)間普遍在24小時(shí)以上，對(duì)守護(hù)船的操縱要求極高，且夜間能見度不良時(shí)可能對(duì)船舶造成新的危險(xiǎn)；后者反應(yīng)速度較快，但在防止溢油擴(kuò)散方面較前者差。在實(shí)際操作中應(yīng)將兩種形式結(jié)合起來(lái)，充分發(fā)揮應(yīng)急清污的作用。

4.5 溢油漂移數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)

制作溢油漂移軟件，建立溢油漂移模型是當(dāng)前廣東海事局及茂名市政府非常重視的一項(xiàng)工作，要做好這項(xiàng)工作，應(yīng)當(dāng)以建設(shè)溢油漂移數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)。

單點(diǎn)輸油終端位于距岸15公里的海面上，管線延綿15公里，一旦發(fā)生溢油事故，溢油的漂移將受到多種因素的影響，其中一部分是實(shí)時(shí)發(fā)生的外界影響，而另一部分是具有規(guī)律性的自然因素，建立溢油漂移數(shù)據(jù)庫(kù)，就是要把這些規(guī)律性的自然因素歸納起來(lái)，作為溢油漂移態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)的參考內(nèi)容。如季風(fēng)規(guī)律、洋流規(guī)律、潮汐情況等，將這些可預(yù)測(cè)的影響因素形成溢油漂移數(shù)據(jù)庫(kù)，作為溢油漂移軟件開展分析的靜態(tài)數(shù)據(jù)，將氣象部門監(jiān)測(cè)到的實(shí)時(shí)氣象水文狀況作為動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，對(duì)溢油的漂移進(jìn)行預(yù)測(cè)，使應(yīng)急工作更具預(yù)見性和可控性，實(shí)現(xiàn)溢油事故應(yīng)急的有效處置。

5.結(jié)語(yǔ)

我國(guó)在單點(diǎn)防污染研究方面仍存在較大不足，單點(diǎn)污染事故案例研究更是一片空白。在單點(diǎn)系泊技術(shù)全球應(yīng)用廣泛的今天，單點(diǎn)系泊作為一種清潔、高效的原油中轉(zhuǎn)系統(tǒng)，在我國(guó)具有正面的推廣意義，在推廣與發(fā)展單點(diǎn)系泊應(yīng)用的同時(shí)，不應(yīng)忽視單點(diǎn)系泊系統(tǒng)長(zhǎng)距離輸送原油所存在的污染風(fēng)險(xiǎn)及隱患，抓好防污染能力建設(shè)，真正推動(dòng)我國(guó)原油運(yùn)輸市場(chǎng)的健康發(fā)展。