溢油回收港作拖船應(yīng)用前景研究分析

陳炯 徐海波 楊琦

摘 要：我國(guó)是石油進(jìn)口大國(guó)，近十年來(lái)，國(guó)內(nèi)發(fā)生了多起影響較大的海上溢油事故，溢油回收船在處理水上溢油事故過(guò)程中具有重要作用。本文梳理國(guó)內(nèi)溢油回收船發(fā)展歷程和現(xiàn)狀，指出了目前專業(yè)溢油回收船存在的問(wèn)題。提出了將港作拖船兼做溢油回收船的想法，并就其可行性、設(shè)計(jì)方向、技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行了分析，并提供了解決方案。

關(guān)鍵詞：溢油回收;港作拖船;船型特征

中圖分類號(hào)：U674.24? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006—7973（2021）03-0126-04

海上溢油是指通過(guò)任何方式溢出并進(jìn)入海洋的任何形式的油類，包括原油、燃料油、潤(rùn)滑油、油泥、油渣和煉制品等。作為能源消耗大國(guó)，我國(guó)石油進(jìn)口與日俱增，以2019年為例，原油進(jìn)口總量達(dá)50572萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)9.5%。據(jù)國(guó)際海事組織統(tǒng)計(jì)分析，全球海上平均每運(yùn)輸4000萬(wàn)噸石油，將發(fā)生一次重大油污事故，而根據(jù)我國(guó)歷史統(tǒng)計(jì)分析，海上重大溢油事故的發(fā)生頻率更是高達(dá)每運(yùn)輸3000萬(wàn)噸石油出現(xiàn)一起[1]。

石油儲(chǔ)備基地、油碼頭的建設(shè)、海上石油平臺(tái)的開(kāi)發(fā)使得沿海港口石油運(yùn)輸逐年增加，溢油風(fēng)險(xiǎn)日漸增大。截至2018年底，全國(guó)沿海港口擁有泊位5017個(gè)、其中深水泊位2439個(gè)，碼頭通過(guò)能力86.4億噸[2]。龐大的貨運(yùn)量也導(dǎo)致國(guó)內(nèi)海洋溢油事故層出不窮。比較典型的有：2010年大連新港油品碼頭輸油管線爆炸導(dǎo)致超過(guò)1500噸的原油流入新港和大窯彎港區(qū);2011年康菲石油中國(guó)有限公司蓬萊19-3油田B平臺(tái)和C平臺(tái)發(fā)生原油泄漏，事故持續(xù)近2個(gè)月仍未完全解決漏油問(wèn)題;2018年伊朗光輝海運(yùn)有限公司油船“SANCHI”輪與香港籍散貨船“CF CRYSTALl”輪在長(zhǎng)江口以東約160海里（296公里）處發(fā)生碰撞，并爆炸起火，形成了10余平方公里的污油帶。

溢油事故會(huì)給當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境、漁業(yè)資源、淺水岸線帶來(lái)巨大的破壞，必須給予快速的應(yīng)急響應(yīng)和及時(shí)的圍控回收。在這些環(huán)節(jié)中，溢油圍控、回收、儲(chǔ)存和油水分離為重中之重，是各級(jí)溢油應(yīng)急反應(yīng)計(jì)劃的重要組成部分，作為這些裝備的載體和集成體的溢油回收船更是溢油應(yīng)急反應(yīng)計(jì)劃中不可或缺的組成部分[3]。

1相關(guān)政策法規(guī)

為了快速、高效地處置海上溢油，降低溢油帶來(lái)的環(huán)境污染，IMO專門(mén)發(fā)布了“國(guó)際油污防備、反應(yīng)與合作公約”。我國(guó)也根據(jù)自身實(shí)際情況，早在2001年就頒布了《港口碼頭溢油應(yīng)急設(shè)備配備要求》，并于2009年對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了更新。標(biāo)準(zhǔn)分別對(duì)海港/河港裝卸油品的碼頭溢油應(yīng)急設(shè)備配備、海港/河港其他碼頭溢油應(yīng)急設(shè)備配備做了明確的要求。其中就有針對(duì)不同碼頭溢油回收船回收艙容和收油能力的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2015年，交通運(yùn)輸部會(huì)同22個(gè)部委聯(lián)合編制了《國(guó)家重大海上設(shè)施溢油應(yīng)急能力建設(shè)規(guī)劃（2015-2020）》。規(guī)劃強(qiáng)調(diào)指出了應(yīng)重點(diǎn)配置事故多發(fā)區(qū)域的人力、物力配置，鼓勵(lì)利用現(xiàn)有資源，將應(yīng)急裝備物資與日常生產(chǎn)裝備有機(jī)結(jié)合。2018年3月交通運(yùn)輸部發(fā)布《國(guó)家重大海上溢油應(yīng)急處置預(yù)案》，對(duì)海上突發(fā)溢油事故的現(xiàn)場(chǎng)指揮、調(diào)度、處置做了統(tǒng)一部署。

2國(guó)內(nèi)溢油回收船發(fā)展歷程

“碧海1號(hào)”是我國(guó)第一艘用于海上浮油回收的船舶，該船型配備了當(dāng)時(shí)先進(jìn)的復(fù)合式浮油回收裝置，具有對(duì)海上溢油和固體垃圾回收、臨時(shí)儲(chǔ)存，布設(shè)圍油欄、噴灑浮油消散劑、回收油輪艙底水和清洗艙室的污水和對(duì)外消防能力。

“海洋石油251”建成于2008年。最大溢油回收速度是100m?/h，總投資4000余萬(wàn)元，是當(dāng)時(shí)亞洲最大也是最早的環(huán)保船。船只除了進(jìn)行海面溢油圍控、收集任務(wù)以外，還具有對(duì)外消防，清理海面垃圾，實(shí)施海上救援清理等功能。

“海特191”是中國(guó)海事系統(tǒng)制造的第一艘專業(yè)溢油應(yīng)急回收船舶，裝有溢油回收及圍控設(shè)備、溢油監(jiān)視雷達(dá)等專業(yè)設(shè)備，可進(jìn)行溢油回收、圍控、浮油清除、固體漂浮清理等功能，是我國(guó)當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的溢油應(yīng)急回收專業(yè)船只。

“中油應(yīng)急103”由同方江新造船廠負(fù)責(zé)建造，配備兩臺(tái)側(cè)開(kāi)內(nèi)置式收油機(jī)和一艘小型溢油回收輔助船，是當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)海上溢油回收、應(yīng)急救助旗艦型船只。可在溢油污染事故中充當(dāng)應(yīng)急處理指揮中心，負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)指揮、調(diào)度及海面浮油圍控、回收工作。除此之外船只還具有拖帶、海上消防、海上救助、海上工程裝備守護(hù)等功能。

“甬潔5”輪，該船型是浙江省首艘由企業(yè)自建的內(nèi)置式溢油回收船，總長(zhǎng)45.9m，總功率1620KW，配備了世界上最先進(jìn)的“LAMOR內(nèi)置式溢油回收設(shè)備。能適應(yīng)各種不同海況，對(duì)開(kāi)闊海域進(jìn)行快速回收，配備全回轉(zhuǎn)舵槳操控系統(tǒng)，兼具消防、救生、應(yīng)急指揮等功能。

以上船型主要尺度、溢油回收能力、投資造價(jià)如下表所示：

從上述船型資料可以看出，近些年來(lái)，溢油回收船呈現(xiàn)專業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，其收油方式也比較豐富。但這類船型整體造價(jià)高、維護(hù)成本高、利用率低，并不適宜大批量建造，數(shù)量有限。而一旦發(fā)生重特大海上溢油事故，往往沒(méi)有足夠有效的裝備可以調(diào)用，這一點(diǎn)在蓬萊19-3溢油事件中已經(jīng)顯現(xiàn)[4]。這時(shí)，船型本身的多功能化、兼用船型的發(fā)展便是很重要的一條發(fā)展途徑。從目前港口船型的配比來(lái)看，拖船占據(jù)了較大數(shù)量，若能將其功能拓展、兼做溢油回收船，則可實(shí)現(xiàn)溢油回收船型的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的雙贏。

3溢油回收港作拖船面臨的主要技術(shù)問(wèn)題與發(fā)展方向

3.1溢油回收港作拖船現(xiàn)狀分析

目前溢油回收港作拖船仍處于探索發(fā)展階段，已經(jīng)完成建造的船型并不多。

鎮(zhèn)江船廠于2015年曾建造一型具有溢油回收能力的港作拖船，同時(shí)還具備溢油回收和布放圍油欄功能。該船型總長(zhǎng)38.00m，型寬11.00m，型深5.30m，設(shè)計(jì)吃水4.30m，溢油艙艙容120m3，設(shè)計(jì)航速13kn，配備400米充氣式圍油欄和2只DXS下行帶式收油機(jī)。

本課題項(xiàng)目目前正在研制一型40米溢油回收港作拖船。目前項(xiàng)目船型已經(jīng)完成制造并交付船東，各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)達(dá)到預(yù)期。該型船（見(jiàn)圖6）溢油回收艙布置于船只艏部，艙容高達(dá)302m3?？苫厥臻W點(diǎn)小于60℃的海面溢油，船只采用雙吃水設(shè)計(jì)，按港內(nèi)拖帶作業(yè)，沿海航區(qū)和A1 + A2海區(qū)溢油回收作業(yè)設(shè)計(jì)。艏部配備1.5噸*12m的液壓伸縮吊，輔助撇油器的布放和回收，對(duì)無(wú)法回收的薄油層，則可噴灑消油劑進(jìn)行消除。

從現(xiàn)有船型分析，溢油回收港作拖船目前主要是完成港口拖帶，沿海航區(qū)航行和溢油回收，同時(shí)船型目前也主要集中于5000HP左右的船型，而溢油回收和裝載能力則大小不一，但港作拖輪作為溢油回收船型具有明確的可行性。

3.2溢油回收港作拖船設(shè)計(jì)方向

除了滿足船級(jí)社、海事局相應(yīng)規(guī)范、法規(guī)外，在設(shè)計(jì)溢油回收港作拖船指標(biāo)時(shí)，還應(yīng)參考港口碼頭溢油應(yīng)急設(shè)備配備要求，并結(jié)合港口的實(shí)際靠泊能力情況選擇相應(yīng)溢油回收能力。以海港裝卸油品的碼頭溢油應(yīng)急設(shè)備配備要求為例（表2），不同靠泊能力的碼頭，其溢油回收艙容和收油能力標(biāo)準(zhǔn)不一樣，實(shí)際選取設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)應(yīng)不低于其最低要求值，但從溢油突發(fā)事故來(lái)分析，往往需要更大的艙容。

3.3技術(shù)難點(diǎn)與解決方法

3.3.1解決溢油艙布置帶來(lái)的防火、防爆問(wèn)題

海面溢油為易燃、易爆類型，屬于危險(xiǎn)化學(xué)品，回收船型應(yīng)具有散裝運(yùn)輸化學(xué)品船特征，具備區(qū)域防火、防爆問(wèn)題。其解決方式需保證浮油儲(chǔ)存艙室設(shè)置在機(jī)器處所和起居處所的前方或者后方（拖船船型一般位于前方），并可考慮將泵艙作為隔離艙隔離機(jī)艙與浮油回收艙。浮油回收艙艙口位置應(yīng)嚴(yán)格控制，避免危險(xiǎn)區(qū)域的增加，浮油回收作業(yè)區(qū)域的相關(guān)電氣設(shè)備均應(yīng)有防爆功能，面向浮油回收區(qū)域的上層建筑前端壁和舷窗應(yīng)采用A60防火等級(jí)。

3.3.2解決不同工況下的浮性、穩(wěn)性調(diào)整問(wèn)題

拖船兼做溢油回收船時(shí)應(yīng)校核滿載拖帶出港、滿載拖帶到港、滿載溢油出港、滿載溢油到港、半載溢油出港、半載溢油到港等工況。為保證其在溢油裝載工況下的浮性、穩(wěn)性，首先應(yīng)適度提高兼用船型的型深。其次，海面收集的溢油通常為油水混合物，其密度較常規(guī)的油品更高，通?？梢赃_(dá)0.9-0.95t/m3。而由于危險(xiǎn)區(qū)域要求，溢油艙只能布置在船舶艏部，這時(shí)艏部的高配重將對(duì)船只浮態(tài)帶來(lái)巨大的影響，造成巨大的首傾。而拖帶工況下由于拖船船型重心位置比較靠后，又會(huì)導(dǎo)致拖帶工況下呈現(xiàn)很大尾傾的情況。針對(duì)這種情況，需要在船型前后兩端均設(shè)置較大艙容的壓載水艙，便于各個(gè)工況下進(jìn)行浮態(tài)的調(diào)整。

3.3.3解決主甲板下方船員住艙上移帶來(lái)的船員居住問(wèn)題

《船舶與海上設(shè)施法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》明確規(guī)定的不同職位船員的居住面積，《海船甲板部、輪機(jī)部和客運(yùn)部最低安全配員表》則規(guī)定了最低船員數(shù)量配備的要求，單純地縮減擠壓原有船員艙室無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)目的。因此，溢油回收拖船可較常規(guī)拖船而言多設(shè)置一層甲板室，以此來(lái)保證船員艙室配備和面積滿足相關(guān)要求。但甲板室層數(shù)的增加需要注意船只伴拖時(shí)，避免上層建筑與拖帶船只碰撞。

4結(jié)語(yǔ)

未來(lái)的海上溢油事故處理，必然是一種高、中、低檔船型配備的形式。這種形式在保證溢油處理能力的同時(shí)，更能保證溢油事故的快速響應(yīng)和更大的溢油回收能力，并且有效節(jié)約社會(huì)資源。本文從一種兼用船型角度出發(fā)，將常規(guī)拖船設(shè)計(jì)為溢油回收兼用船型，具有廣泛的市場(chǎng)前景和良好的社會(huì)效益，如果能將該船型普及推廣，能有效提高港口的防污染能力。

參考文獻(xiàn)：

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[2]丁文濤，王達(dá)川，齊越，葛彪.2018年沿海港口基本建設(shè)回顧[J].中國(guó)水運(yùn)（下半月），2019，19（11）：53-54.

[3]鄒云飛，張德文，張鵬.溢油回收船的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)水運(yùn)（下半月），2015，15（05）：23-24+29.

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基金項(xiàng)目：2019年度江西省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目“40米大容量溢油回收拖船研究與設(shè)計(jì)”（項(xiàng)目編號(hào)GJJ191284），主持人：陳炯。