港外錨地原油過(guò)駁實(shí)踐探索

李學(xué)東 侯志強(qiáng) 賀自力 李盛樂(lè)

一、背景及意義

海上原油過(guò)駁在滿足腹地石化產(chǎn)業(yè)對(duì)原油需求的同時(shí)，能夠顯著增加港口的吞吐能力，特別是航道、碼頭不具備大型船舶進(jìn)出港和靠離泊條件的港口。2010年9月，中石油廣西石化欽州1 000萬(wàn)t煉廠建成，設(shè)計(jì)年加工進(jìn)口原油1 000萬(wàn)t，但廣西北部灣欽州港短期內(nèi)無(wú)法滿足15萬(wàn)t級(jí)及以上油輪安全進(jìn)港靠泊的要求。在北部灣港外海設(shè)置港外過(guò)駁錨地開(kāi)展海上原油過(guò)駁是當(dāng)時(shí)解決大型油輪進(jìn)港卸油的重要途徑[1]。北部灣欽州港從2011年開(kāi)始原油過(guò)駁，到2020年底海上累積過(guò)駁原油約8 000萬(wàn)t，年過(guò)駁原油近1 000萬(wàn)t，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。如今，原油過(guò)駁項(xiàng)目仍然對(duì)保障中石油廣西石化項(xiàng)目的正常穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)發(fā)揮著重要的作用。目前，欽州港已建成中國(guó)乃至世界海上原油過(guò)駁量最大的基地，有效增強(qiáng)了廣西北部灣地區(qū)港口的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

海上原油過(guò)駁是世界上公認(rèn)的高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)。在北部灣欽州港開(kāi)展海上原油過(guò)駁項(xiàng)目之前，國(guó)內(nèi)只有廣州、寧波等少數(shù)幾個(gè)港口進(jìn)行過(guò)少量的大型油輪的海上過(guò)駁，過(guò)駁量不大且通常作為大型油輪減載進(jìn)港的輔助作業(yè)。國(guó)外從事過(guò)類(lèi)似過(guò)駁作業(yè)的有日本、新加坡等國(guó)家的少數(shù)幾個(gè)港口，對(duì)油船在港外錨地過(guò)駁作業(yè)可借鑒的經(jīng)驗(yàn)不多[2]，尚未形成系統(tǒng)且較為成熟的港外錨地原油過(guò)駁方案。因此，本文總結(jié)并分享北部灣欽州港外錨地原油過(guò)駁安全運(yùn)營(yíng)十年積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為其他計(jì)劃開(kāi)展海上原油過(guò)駁的港口提供參考。

二、原油過(guò)駁錨地選址方案

選址是保證港外錨地原油過(guò)駁項(xiàng)目安全的重要內(nèi)容，也是開(kāi)展錨地原油過(guò)駁風(fēng)險(xiǎn)管控的首要環(huán)節(jié)。北部灣沿海分布有欽州、防城、北海三個(gè)港口且被雷州半島、海南島和鄰國(guó)越南懷抱，船舶航路交叉密集，通航環(huán)境復(fù)雜，生態(tài)環(huán)境脆弱，限制性因素較多，可供選擇的作業(yè)海域有限[3]。

本項(xiàng)目在綜合考慮水深、底質(zhì)、礙航物、交通流、港口航道、海洋功能區(qū)劃、石油鉆井平臺(tái)、海底電纜管線、歷年臺(tái)風(fēng)運(yùn)動(dòng)及與欽州港中石油碼頭的航程（影響海上過(guò)駁的經(jīng)濟(jì)性）等多種復(fù)雜的限制因素條件下，在北部灣沿海20 m、25 m和30 m等深線附近提出三個(gè)過(guò)駁錨地選址方案，由遠(yuǎn)及近分別編號(hào)為1#、2#和3#過(guò)駁錨地，距離欽州港中石油10萬(wàn)t級(jí)碼頭的航程分別約為40 n mile、35 n mile和25 n mile，水深分別為30.2～30.8 m、25.4～27.1 m和19.3～20.0 m，所在海域海底平緩，水深適宜，避開(kāi)了現(xiàn)有海底管道、電纜及石油平臺(tái)等障礙物，并考慮了與船舶習(xí)慣航路、交通流分布、歷年臺(tái)風(fēng)運(yùn)動(dòng)路徑、港口規(guī)劃、海洋功能區(qū)劃、到欽州港的航程和進(jìn)出港的便利性等因素。同時(shí)，通過(guò)采用1#、2#和3#錨地由遠(yuǎn)及近的布局方案，也為卸油船隨著吃水減小由外側(cè)的1#錨地向里側(cè)的2#、3#錨地轉(zhuǎn)移提供了可行性。這一創(chuàng)新在一定程度上縮短了受油船頻繁往返進(jìn)出欽州港的航程，顯著提高了港外過(guò)駁的經(jīng)濟(jì)性。

此外，為了加強(qiáng)海上原油過(guò)駁期間的安全管理，有效管控海上原油過(guò)駁期間的事故風(fēng)險(xiǎn)，提出了在正常錨泊區(qū)域以外劃定錨泊安全區(qū)和錨泊警戒區(qū)的要求。其中，錨泊安全區(qū)在過(guò)駁作業(yè)期間禁止無(wú)關(guān)船舶進(jìn)入，錨泊警戒區(qū)是在錨泊安全區(qū)的外圍劃定的一定范圍的緩沖區(qū)。在安全區(qū)和警戒區(qū)大小無(wú)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)的情況下，本項(xiàng)目通過(guò)原油泄漏蒸汽擴(kuò)散后果計(jì)算、池火災(zāi)熱輻射模擬分析，提出以拋錨點(diǎn)為中心、以1 000 m為半徑的圓形安全區(qū)設(shè)置方案；結(jié)合過(guò)駁區(qū)域周?chē)暗牟倏v特性和現(xiàn)場(chǎng)管控的實(shí)際情形，提出以拋錨點(diǎn)為中心、以1 n mile為半徑的圓形警戒區(qū)設(shè)置方案。

三、原油過(guò)駁工藝方案

北部灣欽州港原油過(guò)駁項(xiàng)目在選定的前述1#、2#和3#過(guò)駁錨地進(jìn)行，卸油船是30萬(wàn)t級(jí)和15萬(wàn)t級(jí)油船，以30萬(wàn)t級(jí)油船為主。受油船則在考慮欽州港東航道實(shí)際通航條件的基礎(chǔ)上，按照不乘潮通航的原則選取7.5萬(wàn)t級(jí)油船“連運(yùn)湖”輪和“連興湖”輪。

過(guò)駁作業(yè)時(shí)7.5萬(wàn)t級(jí)的受油船直接靠泊到與已經(jīng)錨泊好的15萬(wàn)t級(jí)（或30萬(wàn)t級(jí)）油船拋錨相反一側(cè)，在兩船之間靠泊舷側(cè)提前至少布置四組靠球，完成靠泊并進(jìn)行系固后再連接好輸油管線，采用錨泊船對(duì)船并靠過(guò)駁的方式將油品自卸油船過(guò)駁至受油船。原油過(guò)駁工藝方案見(jiàn)圖1。

圖1 原油過(guò)駁作業(yè)方案示意圖

過(guò)駁工藝為：15萬(wàn)t級(jí)（或30萬(wàn)t級(jí)）油船→船內(nèi)輸送泵→橡膠軟管→7.5萬(wàn)t級(jí)油船。

本項(xiàng)目每組過(guò)駁油管4根，管徑約0.2 m，長(zhǎng)度14 m，兩兩連接后形成2根28 m長(zhǎng)的油管。為了保留安全余量，軟管供應(yīng)商同意的最大轉(zhuǎn)運(yùn)速度為15 m/s，原油過(guò)駁速率約為5 500萬(wàn)t/h，大約15 h完成一艘次過(guò)駁作業(yè)，一艘滿載的30萬(wàn)t級(jí)油輪需要4～5艘次才能將所裝載原油全部卸完。過(guò)駁期間為防止兩船之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生碰撞、摩擦或擠壓到輸油軟管導(dǎo)致管道磨損甚至破裂發(fā)生原油泄漏事故，輸油軟管應(yīng)在船載克令吊的起吊下懸在空中，彎曲半徑不小于其直徑的4倍。

四、原油過(guò)駁船舶操縱方案

考慮到油輪在圓形水域進(jìn)行過(guò)駁作業(yè)，若拋雙錨，在作業(yè)過(guò)程中可能會(huì)造成錨鏈纏繞，所以卸油船應(yīng)采用拋單錨方式錨泊。卸油船在錨地錨泊，保持船首頂風(fēng)頂流，在卸油船處于艏向相對(duì)恒定狀態(tài)時(shí)，受油船從卸油船拋錨的相反一側(cè)進(jìn)行靠泊。這時(shí)，由于卸油船的遮擋，受油船處于卸油船的下風(fēng)一側(cè)，可以大大減小兩船靠泊過(guò)程中靠球及系纜承受的載荷作用，保障兩船并靠作業(yè)的安全。受油船靠泊時(shí)，過(guò)駁隊(duì)員應(yīng)在卸油船上顯示靠泊中心位置或駕駛臺(tái)位置旗，兩船的輸油口前后相差不得超過(guò)5 m。

為了避免兩船之間的碰撞和直接接觸，采取四只靠球聯(lián)組使用的方案。靠球?yàn)閳A筒形，直徑3 m、長(zhǎng)度6 m，允許最大擠靠角度10°，標(biāo)準(zhǔn)工作壓力0.045～0.05 MPa，四只靠球?yàn)橐唤M布置在兩條船舶之間?？壳虻奈恢贸紤]船長(zhǎng)、歧管位置和船體各部位強(qiáng)度外，還應(yīng)使靠泊時(shí)的碰撞力均勾分散于兩船船體上，通常前后部各布置兩個(gè)（見(jiàn)圖2）。

圖2 靠球安裝布置示意圖（卸油船）

正常情況下，碰墊應(yīng)提前系在卸油船的靠泊一側(cè)并正確放置。如果過(guò)駁水域風(fēng)浪較大，操作者將碰墊提前系到卸油船上存在困難，可先將碰墊系在受油船上進(jìn)行靠泊，在受油船靠妥卸油船后再將受油船上的碰墊鋼絲繩轉(zhuǎn)移到卸油船上。通過(guò)調(diào)整碰墊的位置，可以滿足不同大小、載態(tài)的船舶并靠系泊的需求。

兩船并靠完成后通過(guò)纜繩系靠在一起，系泊纜繩由受油船提供。一般情況下，兩條船之間布置10根纜繩，在船的前部后部各布置5根。作業(yè)過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)纜繩工作狀態(tài)的監(jiān)測(cè)并及時(shí)調(diào)整。

兩船并靠及離泊作業(yè)均應(yīng)在拖輪的協(xié)助下完成，過(guò)駁作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)有大馬力拖輪和消防船監(jiān)護(hù)值守。本項(xiàng)目配備有三艘工作船在作業(yè)水域現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)護(hù)警戒，分別為甬港環(huán)油1號(hào)、甬港消拖3號(hào)、甬港消拖6號(hào)。其中甬港消拖3號(hào)、甬港消拖6號(hào)為消拖兩用港作拖輪，可以提供船舶助泊、消防、監(jiān)護(hù)等服務(wù)。

五、其他要求

為了保障船舶之間原油過(guò)駁作業(yè)安全順利進(jìn)行，要求兩船配備可靠的通信系統(tǒng)。通信語(yǔ)言由雙方提前共同商定，必須保證與過(guò)駁作業(yè)直接相關(guān)的人員都能理解，以避免信息誤解或命令及信號(hào)的錯(cuò)譯。

靠泊、離泊操縱均應(yīng)在白天進(jìn)行。在靠泊操縱開(kāi)始之前，各船應(yīng)做好適當(dāng)準(zhǔn)備，包括過(guò)駁設(shè)備試驗(yàn)和安全檢查，并再次確認(rèn)兩船間通信聯(lián)絡(luò)裝置符合要求。白天，過(guò)駁作業(yè)的卸油船和受油船都應(yīng)在主桅上懸掛一面B字旗；晚上，過(guò)駁作業(yè)的卸油船和受油船都應(yīng)在主桅上垂直顯示兩盞環(huán)照的紅燈。

原油的輸送操作由卸油船負(fù)責(zé)控制。輸送期間，卸油船應(yīng)指派專(zhuān)人在貨泵操縱控制室值班。原油輸送期間，兩船及過(guò)駁隊(duì)三方都應(yīng)指派專(zhuān)人在各自歧管處負(fù)責(zé)觀察軟管，發(fā)現(xiàn)異常立即報(bào)告操作負(fù)責(zé)人。原油輸送完成后，軟管應(yīng)經(jīng)過(guò)掃線后才能拆卸。

在離泊解纜時(shí)，應(yīng)特別注意避免兩船碰撞。常用的解纜方法是：船首的操作人員解前倒纜，然后解開(kāi)首纜。船尾的操作人員先解尾纜，然后解開(kāi)尾倒纜。

參與過(guò)駁作業(yè)的船舶應(yīng)制訂過(guò)駁安全和防污染應(yīng)急預(yù)案并定期開(kāi)展應(yīng)急演練。過(guò)駁作業(yè)過(guò)程中，作業(yè)相關(guān)方應(yīng)做好應(yīng)急準(zhǔn)備工作，當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)立即啟動(dòng)相應(yīng)應(yīng)急預(yù)案。受油船應(yīng)在靠泊外舷艏艉處各準(zhǔn)備至少一根應(yīng)急鋼制拖纜，以便緊急情況下由拖輪將兩船快速分離。

六、結(jié)語(yǔ)

海上國(guó)際石油運(yùn)輸以超大型油輪為主，對(duì)不具備大型油輪進(jìn)港靠泊條件的港口，港外錨地原油過(guò)駁成為解決大型油輪進(jìn)港卸油的重要方式。相比于海上在航原油過(guò)駁方式，錨地過(guò)駁的方式過(guò)駁量穩(wěn)定且安全水平更高。北部灣港外錨地原油過(guò)駁項(xiàng)目解決了中石油廣西石化項(xiàng)目的原油需求問(wèn)題，在保證企業(yè)生產(chǎn)安全運(yùn)行、原料進(jìn)口穩(wěn)定和降低生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本等方面發(fā)揮了顯著作用，已連續(xù)多年蟬聯(lián)我國(guó)乃至世界上原油過(guò)駁量最大的海上原油過(guò)駁項(xiàng)目。依托該項(xiàng)目安全運(yùn)營(yíng)十年積累的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)形成一套港外錨地原油過(guò)駁的系統(tǒng)化方案對(duì)我國(guó)其他港口開(kāi)展海上原油或其他液體散貨過(guò)駁作業(yè)具有重要的參考價(jià)值。