港作拖輪護(hù)航安全操作淺見

陳亞陽(yáng) 泉州港務(wù)集團(tuán)新港拖輪有限公司

1.護(hù)航的重要性

以湄洲灣水域?yàn)槔?，?jīng)本地拖輪公司的作業(yè)統(tǒng)計(jì)，2020年進(jìn)出該水域的VLCC為214艘次，VLOC為60艘次，大型LNG為132艘次。隨著進(jìn)出航道的超大型船舶增多，發(fā)生船舶碰撞、觸底、擱淺等事故的可能性增大。因?yàn)槌笮痛皾M載時(shí)質(zhì)量大、慣性大、操作難、避讓困難，對(duì)航道中的小漁船、黃沙船等進(jìn)出港口的各類船舶防不勝防，稍有疏忽，容易發(fā)生碰撞事故，造成人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失。另外，超大型船舶發(fā)生主機(jī)或舵槳失控等突發(fā)性事件的可能性也增大，一旦失控，有可能釀成嚴(yán)重后果。（1）堵塞航道，使港口生產(chǎn)陷入癱瘓，經(jīng)濟(jì)損失慘重。（2）VLCC滿載時(shí)載有 30萬t原油，VLOC也載有幾千噸燃油，一旦發(fā)生擱淺或觸底事故將產(chǎn)生原油和燃油泄漏的重大惡性事故。

1.1 事故案例

1989年3月24日油輪“Exxon Valdez″在駛離阿拉斯加的“Valdez Arm”時(shí)擱淺，導(dǎo)致大量石油泄漏，此后，美國(guó)要求所有滿載油輪必須使用拖輪護(hù)航。1990年，美國(guó)將石油污染法案升級(jí)為法律。經(jīng)過了15年提出這個(gè)法案當(dāng)中，除其他事項(xiàng)外，美國(guó)海岸警衛(wèi)隊(duì)特別是在威廉王子灣和普吉特海灣水域建立油輪護(hù)航的新規(guī)定。

1989年散貨船“MERCANTILE MARCIA″的沉沒，導(dǎo)致重燃料油泄漏，挪威西岸的“MANGSTAD”和“STURE″要求超過3萬噸級(jí)的油輪必須使用拖輪監(jiān)護(hù)?，F(xiàn)在挪威政府強(qiáng)制要求所有油輪駛?cè)胫饕劭跁r(shí)，必須有拖輪護(hù)航。1990年瑞典的哥德堡港要求油輪必須護(hù)航。芬蘭的油輪護(hù)航起步于九十年代初。由于 1992年發(fā)生在西班牙海岸的油輪“Aegean Sea”的悲劇，西班牙要求駛往拉科魯尼亞(西班牙)的油輪必須被監(jiān)護(hù)。

2010年4月21日，位于美國(guó)墨西哥灣的英國(guó)石油公司租用的“深水地平線號(hào)”鉆井平臺(tái)爆炸并沉入大海，造成 11名工作人員死亡，導(dǎo)致每135000桶原油泄漏海中。這起原油泄漏事故嚴(yán)重威脅在墨西哥灣生存的數(shù)百種魚類、鳥類和其它生物，當(dāng)?shù)貪O民賴以生存的捕撈業(yè)有可能遭到毀滅性的打擊，經(jīng)濟(jì)損失估計(jì)達(dá)幾百億元。

上述海上溢油事故所造成的嚴(yán)重后果讓人觸目驚心，據(jù)英國(guó)P&I調(diào)查報(bào)告顯示，油輪擱淺和碰撞引發(fā)的溢油占油輪事故的30%。造成這些事故發(fā)生的因素有許多，包括技術(shù)故障、能見度降低和人為失誤等，其中50%是由于人為因素引起的。

1.2 護(hù)航的要求

為保證通航安全，防止船舶污染海洋環(huán)境，對(duì)超大型船舶實(shí)施拖輪護(hù)航、監(jiān)護(hù)是非常必要的，國(guó)內(nèi)海事部門對(duì)此已經(jīng)做了強(qiáng)制性規(guī)定。

而護(hù)航是否適合于特定港口或港口附近水域，對(duì)此我們可以進(jìn)行研究。

1.2.1 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

針對(duì)相關(guān)方面進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估：（1）港口及其航道詳情，例如：限制區(qū)，彎道，距離，水深和潮差；所有航路的環(huán)境條件，即:海流，風(fēng)，能見度，海浪，涌，冰，晝/夜；島嶼，碼頭，底部結(jié)構(gòu)和航道兩側(cè)多巖石或多沙，平坦或陡峭；錨地；分道通航制。

（2）助航儀器。

①VTS，船舶和引航員的信息互換。

②航區(qū)的交通流，以及其他船舶的影響。

③不同類型船舶的護(hù)航方案。

④潮差，海流，海浪，風(fēng)和/或能見度。

⑤偶發(fā)事件的環(huán)境影響。

⑥可用的拖輪及拖輪的協(xié)助能力。

⑦船舶尺度、類型、吃水、裝載條件。

⑧船舶主要設(shè)備的適航情況和操作詳情都是考慮護(hù)航的原因。

1.3 研究方向

根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的結(jié)果，研究主要集中在護(hù)航是否可以降低航行中的風(fēng)險(xiǎn)。

1.4 明確護(hù)航拖輪的需求，護(hù)航計(jì)劃和培訓(xùn)要求

設(shè)計(jì)一個(gè)可用拖輪的特定配置方案；定義一個(gè)可接受的環(huán)境條件和安全船速；選用經(jīng)驗(yàn)豐富的引航員和護(hù)航拖輪船長(zhǎng)；護(hù)航應(yīng)該在和引航員、拖輪船長(zhǎng)，如果可能和大船船長(zhǎng)商討的基礎(chǔ)上定好計(jì)劃。

護(hù)航計(jì)劃應(yīng)該包括如下內(nèi)容：

①船舶尺度、吃水和操縱特性。

②目的地、航路、通過時(shí)間、計(jì)劃護(hù)航速度、應(yīng)急錨地。

③船舶交通流和風(fēng)險(xiǎn)。

④可能遇到的環(huán)境條件。

⑤護(hù)航拖輪的尺寸、類型和系柱拖力，以及護(hù)航方法；當(dāng)采用消極護(hù)航（拖輪不系纜）時(shí)，要求拖輪相對(duì)大船的位置。

⑥在護(hù)航加速時(shí)護(hù)航拖輪可能產(chǎn)生的最大拖力。

⑦大船導(dǎo)纜孔裝置、纜樁、為護(hù)航使用的強(qiáng)力點(diǎn)的安全負(fù)荷。

⑧護(hù)航拖輪相會(huì)地點(diǎn)。

⑨通訊設(shè)備和頻道。

⑩關(guān)于拖帶設(shè)備和拖纜操作的要求。

護(hù)航計(jì)劃應(yīng)該提前較長(zhǎng)時(shí)間通知大船船長(zhǎng)。在美國(guó)強(qiáng)制護(hù)航水域，一個(gè)提前的護(hù)航會(huì)議是強(qiáng)制的，包括上面提到的內(nèi)容。

2.正常的港作拖輪護(hù)航

2.1 國(guó)內(nèi)港作拖輪現(xiàn)狀

目前，國(guó)內(nèi)港口普遍使用的是ZP傳動(dòng)推進(jìn)的全回轉(zhuǎn)拖輪作為護(hù)航拖輪，其主要特點(diǎn)：

（1）主機(jī)功率高而船舶尺度小，變速靈敏，可進(jìn)行360°自由旋回，原地掉頭，可控制推力的大小和方向，每100匹馬力可發(fā)揮1.5＊0.98KN的前進(jìn)推力，拖力是推力的90%。

（2）耐波性能差，涌浪較大時(shí)易顛簸搖擺，容易損失拖力和容易斷纜和碰撞；在拖輪微速的情況下，風(fēng)流和水流影響會(huì)很大，回轉(zhuǎn)性能不理想；跟隨大船以較高速度 (6—10knot)航行時(shí)，拖力下降很大，最大拖力一般在零航速時(shí)最大，航速變大后，拖力明顯下降，在以6knot航速跟隨大船航行時(shí)所能發(fā)出的拖力只有零航速時(shí)最大拖力的65%左右，在以8knot航速航行時(shí)所能發(fā)出的拖力只有零航速時(shí)最大拖力的 50%左右，在以10knot航速航行時(shí)所能發(fā)出的拖力只有零航速時(shí)最大拖力的40%左右。拖力的明顯下降使得拖輪搶險(xiǎn)能力大大減弱。

以“新港拖08”5200hp全回轉(zhuǎn)拖輪為例，主要參數(shù)如下：

①主尺度 ：總長(zhǎng)/37.6m 型寬/10.5m 型深/5m

②設(shè)計(jì)（滿載）吃水：3.8m

③持續(xù)功率：1920KW×2

④航速：13kn

⑤拖力：主機(jī) 100%持續(xù)功率時(shí)，系柱拖力，向前不小于608K N（62 噸），向后558KN（57 噸）

⑥德國(guó)肖特爾推進(jìn)裝置為二臺(tái)帶導(dǎo)管的360°全回轉(zhuǎn)舵槳裝置

⑦工作條件：風(fēng)力≤8級(jí)，浪高≤2.6m

⑧絞纜筒剎車力：1176KN（120t）

⑨纜繩：

（a）系泊索7 根，每根為φ60mm×100m，抗斷強(qiáng)度大于490KN（50t）。

（b）拖纜索3根，每根為φ110mm×180m，抗斷強(qiáng)度大于1860KN（190t）。

2.2 護(hù)航拖輪的使用

參考美國(guó)華盛頓州關(guān)于護(hù)航法規(guī)要求護(hù)航拖輪馬力等于5%的被護(hù)航油輪載重噸（國(guó)內(nèi)也有7%～8%的說法），因此一艘200000載重噸的油輪需要10000馬力拖輪護(hù)航。

通過正常的港作拖輪護(hù)航時(shí)可以在大船的一側(cè)系拖輪，其可以當(dāng)作舵，或由拖輪系纜或這些方法的組合來進(jìn)行。使用的方法在很大程度上取決于當(dāng)?shù)氐牧?xí)慣和可用拖輪的類型。拖輪是否系纜主要取決于航道和環(huán)境條件的限制。應(yīng)該考慮以下因素:

（1）即使有足夠的船員系拖纜也需要時(shí)間。

（2）失控之前不會(huì)有預(yù)警，而且也無法預(yù)測(cè)大船的動(dòng)向，其可能會(huì)直行也可能會(huì)向左或右轉(zhuǎn)向。

給拖輪系纜可能需要幾分鐘，從失控的那一刻到拖輪起作用，這都會(huì)影響拖輪反應(yīng)時(shí)間，寶貴的時(shí)間可能會(huì)流失。另一方面，當(dāng)拖輪在船側(cè)操作，系纜與否取決于所需拖輪的數(shù)量。當(dāng)拖輪在一側(cè)系纜時(shí)，而大船由于故障而轉(zhuǎn)向時(shí)，拖輪可能不會(huì)在正確的一側(cè)。這意味著需要在兩側(cè)同時(shí)帶拖輪。而拖輪不系纜時(shí)，引航員可以直接指揮拖輪到需要的位置。

當(dāng)拖輪帶在船頭時(shí)將比系在兩舷更靈活。同樣也適用于拖輪在船尾吊拖，港內(nèi)對(duì)于船況較差、車舵性能不佳的船舶使用拖輪護(hù)航時(shí)最好還是在船尾吊拖輪航行，以便在出現(xiàn)意外情況是及時(shí)協(xié)助制速，也可適當(dāng)協(xié)助轉(zhuǎn)向。但在正常航行時(shí)應(yīng)提醒拖輪保持拖纜不受力。

鑒于航道對(duì)于船舶的大小和吃水的限制，并考慮到拖輪的可用數(shù)量和類型，這些都應(yīng)慎重考慮是否給拖輪系纜。拖輪位置也應(yīng)該考慮在這些因素中，流和風(fēng)也起了決定的作用。

現(xiàn)需要考慮的是在什么位置系拖纜。舉例：一艘在航的滿載油輪忽然引擎故障。大船船頭向右舷偏轉(zhuǎn)，而僅靠自身能力并不能停止該趨勢(shì)。此時(shí)位于大船船頭右舷拖輪的位置并不是能有效地抑制偏轉(zhuǎn)的，而是位于大船船尾左舷拖輪的位置更有效。不考慮海浪因素，同樣，做舵使用的船尾拖輪，和船側(cè)系纜的拖輪比并沒有很大的不同。在這種情況下，在船的一側(cè)系纜拖輪的有效性快速下降。如果拖輪在大船兩側(cè)系纜，目的是為了防止主機(jī)突然故障，他們需要在兩側(cè)或至少使用一個(gè)舵拖輪，所使用的拖輪馬力應(yīng)足夠大。當(dāng)在船側(cè)的拖輪有首纜，他們可以施加制動(dòng)力以及轉(zhuǎn)向力。

在船側(cè)的拖輪制動(dòng)時(shí)也創(chuàng)造了一個(gè)轉(zhuǎn)船力矩。這是另一個(gè)原因?yàn)槭裁葱枰趦蓚?cè)系拖輪。而舵拖輪可以產(chǎn)生制動(dòng)力而不會(huì)產(chǎn)生很高的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。

當(dāng)拖輪在船舶的一側(cè)并未系纜，但近距離守候，他們可以根據(jù)故障發(fā)生的情況而迅速就位。

當(dāng)大船速度超過三至四節(jié)，一般拖輪失去其轉(zhuǎn)向力，而推力將增加。而推力將提高大船的速度，所以一般應(yīng)避免這么做。涌浪會(huì)進(jìn)一步減小拖輪的有效性。全回轉(zhuǎn)拖輪的效果會(huì)更好，其在較高速度下，施加轉(zhuǎn)向力，而不會(huì)增加大船的前進(jìn)速度。

另一方面的問題也應(yīng)該要考慮，而且這可能更重要，例如，在上述情況滿載油輪和強(qiáng)橫風(fēng)的情況。雖然大船船尾左舷拖輪和船尾拖輪試圖阻止偏轉(zhuǎn)的，但是他們將與風(fēng)一同將推船推向危險(xiǎn)區(qū)域的方向，而 大船船頭右舷拖輪會(huì)向一個(gè)更安全的方向推動(dòng)。

拖輪通常在一條線上牽引，應(yīng)考慮他們是否需要系纜。當(dāng)系在船頭附近時(shí)，大船的速度應(yīng)該不超過6節(jié)以上。

港內(nèi)護(hù)航拖輪走前方護(hù)航時(shí)，保持在本船前方偏左約500米距離同步前行，有效地提醒會(huì)遇來船及時(shí)右轉(zhuǎn)避讓。重載船、大船過港內(nèi)急彎時(shí)可指揮護(hù)航拖輪在轉(zhuǎn)向反側(cè)的船首位準(zhǔn)備，隨時(shí)在大船轉(zhuǎn)向不及時(shí)或受轉(zhuǎn)向側(cè)險(xiǎn)灘影響而發(fā)生轉(zhuǎn)向困難時(shí)進(jìn)行及時(shí)的頂推，防止壓向凹岸。

3.拖纜和拖輪甲板設(shè)備要求（參考?xì)W洲一些港口的標(biāo)準(zhǔn)）

護(hù)航拖輪拖纜的破斷強(qiáng)度至少是 2.5-3 倍最大剎車制動(dòng)力和轉(zhuǎn)向力，這給了一些安全余量，例如當(dāng)考慮到石油公司國(guó)際海事論壇(OCIMF)對(duì)尼龍纜的安全系數(shù)2.0～2.2要求時(shí)的峰值負(fù)荷。

挪威船級(jí)社(DNV)關(guān)于護(hù)航拖輪的規(guī)則要求，拖纜的破斷強(qiáng)度至少是2.2倍“最大平均拖力(最大可持續(xù)拖力)”，該拖力是按規(guī)則要求實(shí)際護(hù)航測(cè)試的拖力，該規(guī)則要求拖纜機(jī)有一個(gè)負(fù)荷降低系統(tǒng)。

圖1 湄洲灣護(hù)航大型LNG進(jìn)港

所有拖帶屬具都應(yīng)該有高度操作可靠性，并為可能達(dá)到的最大拖纜負(fù)荷設(shè)計(jì)。護(hù)航拖輪的拖纜機(jī)應(yīng)該有高的剎車制動(dòng)力，快速的纜繩布放和回收能力及高的拖力，如拖輪裝備了一套拖纜張力控制裝置，這點(diǎn)尤為重要。

因?yàn)橥侠|的高負(fù)荷，因此推薦安裝拖纜機(jī)負(fù)荷降低系統(tǒng)，來避免尤其在大風(fēng)浪狀態(tài)下可能會(huì)發(fā)生拖纜超負(fù)荷情況。高拖力的拖纜機(jī)能夠在帶較大張力的情況下放出和回收拖纜，當(dāng)需要護(hù)航拖輪立即就位，尤其當(dāng)緊急情況，未拴系護(hù)航拖輪不得不盡快綁牢大船時(shí)，快速纜繩操作是必須的。

船舶甲板設(shè)備要求：被護(hù)航船的甲板設(shè)備建造應(yīng)該適合高的拖纜負(fù)荷及使用拖纜的類型，這是一個(gè)非常重要的細(xì)節(jié)。因?yàn)橛泻芏嚓P(guān)于被拖航船舶缺少合適的強(qiáng)力點(diǎn)及導(dǎo)纜設(shè)備的抱怨，甲板設(shè)施不是合適的尺寸和位置，沒有足夠的強(qiáng)度承受護(hù)航拖輪拖纜的峰值負(fù)荷。如果船舶屬具強(qiáng)度不足以承受可能施加在它上面的拖纜拖力，也許會(huì)被警告降低護(hù)航速度。

4.系纜和解拖

因?yàn)樽o(hù)航拖輪也許與一艘船舶并駕齊驅(qū)而沒有帶纜，為了能夠在可能的最短時(shí)間內(nèi)提供所需的操縱和制動(dòng)力，他們必須快速有效的完成帶纜。在這種情況下對(duì)到達(dá)的船航進(jìn)行拴系護(hù)航，帶纜通常在相當(dāng)高的船速下進(jìn)行。帶纜時(shí)，護(hù)航拖輪通常接近大船船尾來遞交拖纜，近來經(jīng)驗(yàn)表明，因?yàn)榇蟠菪龢懦隽鳑_刷到拖輪尾鰭，對(duì)牽引拖輪船尾操縱比較容易。風(fēng)浪和涌浪會(huì)使安全遞送拖纜變得很困難甚至變成不可能。當(dāng)因?yàn)轱L(fēng)浪和涌浪導(dǎo)致拖輪的移動(dòng)，或者由于拖輪或大船不專業(yè)纜繩操作造成拖纜滑到水下，也許會(huì)造成拖輪螺旋槳絞纏，使拖輪失效。當(dāng)條件變得傳遞拖纜很困難時(shí)，如有可能，拋繩槍可以被用來傳遞撇纜和引纜。

護(hù)航拖輪在航時(shí)解拖，可以在相當(dāng)高速的情形下，但是應(yīng)該總是要保證安全操縱。當(dāng)拖纜是被大船船員解除時(shí)，他們應(yīng)該被命令待命等待拖輪，當(dāng)拖輪追過大船排出流趕上，直到差不多接觸大船船尾時(shí)才能解拖。當(dāng)拖輪到達(dá)位置，并示意船員解拖時(shí)，拖纜應(yīng)該被輕輕的放下，以便拖纜不會(huì)落到水下和絞纏拖輪螺旋槳。當(dāng)靠近泊位護(hù)航拖輪被解除時(shí)，大船船員應(yīng)該被指示采用相似的方法處置拖纜。

5.結(jié)束語(yǔ)

引航員、船舶、拖輪、港口等整個(gè)團(tuán)隊(duì)的密切配合是超大型船舶的安全進(jìn)出港和靠離泊有力的保證，采用護(hù)航拖輪對(duì)超大型船舶實(shí)施監(jiān)護(hù)是一種安全高效的減少航行風(fēng)險(xiǎn)的措施 。