遠洋貨船燃油艙的擴容改造技術(shù)探討和實施

◎ 馬健作 中遠海運特種運輸股份有限公司

1.引言

全球限硫令陸續(xù)出臺，實施范圍逐步擴大，船舶用于儲存超低硫燃油的專用燃油艙隨之增大，以滿足限硫令的規(guī)定，超低硫燃油艙為專艙專用，不混裝普通燃油，在燃油艙總艙容一定的情況下，由于超低硫燃油艙占比大了，必然導致普通燃油艙艙容變少。另外一方面，受國際燃油市場波動的影響，部分加油港階段性庫存緊張，當船舶的持油量不足于維持到沿途合適的加油港，需要繞航或者排隊等候加油，將增加船舶營運成本。

船舶燃油艙總艙容自新船建造后就固定下來，按照國際防污染公約規(guī)定，不能使用壓載艙、淡水艙、污油水艙、以及其他艙室等替代，對于限硫令實施之前建造的船舶，或者從短航線改為長航線的船舶，燃油總艙容設計偏小，建議進行燃油艙擴容改造，筆者成功負責幾艘船舶的燃油艙擴容改造工程，在改造效益分析、改造方案、改造規(guī)范、圖紙修改送審、船廠施工和油艙管理方面，積累了一定的專業(yè)技術(shù)和實施經(jīng)驗。

2.效益分析

（1）費用預估和周期。參照本文改造實例，根據(jù)當前國內(nèi)船廠收費標準，燃油艙擴容改造費包括了圖紙修改、圖紙審圖、船廠修理和其他項目等費用，單船改造費用約180萬，改造周期約10—12天，改造時間節(jié)點最好結(jié)合船舶中間檢驗或者特別檢驗一起進行，以節(jié)約船期。

（2）船舶最大持油量。參照本文改造實例，改造前，船舶燃油總艙容約為1500m3，改造后，船舶燃油總艙容約為1995m3，按照85%倉容存儲燃油，燃油比重為0.95計算最大持油量，改造前，船舶最大持油量約為1211噸，改造后最大持油量約為1611噸，增加約400噸。

（3）效益分析。以船舶執(zhí)行中國至西非航線為例，在途徑的加油港中，新加坡錨地的油價比較優(yōu)惠，加油操作比較便利，耗時短；而德班油價比較貴，需要排隊靠港，耗時長。當船舶從國內(nèi)開往西非時，途徑新加坡錨地加滿燃油，如果船舶燃油艙容偏小，持油量不能維持返航到新加坡加油，需要靠泊德班港加高價油；但是，如果船舶燃油艙容足夠大，就可以避免靠泊德班加高價油，油艙擴容改造的效益計算如下。

航行耗油。按照新加坡-西非-新加坡往返里程150000海里，船速12.5節(jié)，航行日耗油24噸進行計算，航行總耗油約1200噸。停泊耗油。西非港口裝卸貨停泊時間為30天，停泊日耗油約4噸，得出停泊總耗油約120噸；安全備用油和油腳約150噸。

以上數(shù)據(jù)計算出船舶從新加坡-西非-新加坡需要燃油一共為1470噸，而船舶最大持油量僅約1211噸，缺口259噸，由于船舶最大持油量不足以維持返新加坡錨地加油，需要靠泊德班港加油，產(chǎn)生了燃油差價、港口使費、船期損失等費用，按照一年跑3個半航次計算，每年燃油費多支出約110萬元，計算結(jié)果根據(jù)燃油、船舶租金和港口使費的市場價格而波動。燃油艙擴容改造后，船舶最大持油量約1611噸，大于往返需要的燃油量1470噸，不需要靠泊德班港加油，每年可以節(jié)約110萬。

綜上所述，一次性投資約180萬元，每年收益約110萬元，收回投資成本周期約1.5年。

3.改造概述

3.1 船舶主要尺度

夏季載重噸：31898.2噸；總長：177.5米；垂線間長：168米；型寬：28.20米；型深：14.20米；設計吃水：9.50米；結(jié)構(gòu)吃水：10米；木材吃水：10.25米；

3.2 改造方案

燃油艙擴容改造方案為：加大原船NO.1重油艙（減小NO.3頂邊壓載艙）；新增加NO.4重油艙（減小NO.2頂邊壓載艙），如圖1、圖2所示。具體改造內(nèi)容如下：

圖1 改造前燃油艙和壓載水艙示意圖

圖2 改造后燃油艙和壓載水艙示意圖

1）加大NO.1燃油艙（左/右），減小NO.3頂邊壓載艙（左/右）。NO.1重油艙（左/右）與NO.3頂邊壓載艙（左/右）為相鄰艙室，將原油艙前壁FR120改為非水密艙壁，新油艙前壁擴大至FR137肋位。然后，在距中13000設置縱艙壁向前延伸，隔離出兩個艙室，縱艙壁往里是油艙區(qū)域，縱艙壁往外是壓載艙區(qū)域。

2）增加NO.4燃油艙（左/右）油艙，減小NO.2頂邊壓載艙（左/右）。在原NO.2頂邊壓載艙（左/右）后端增加分隔出新燃油艙NO.4燃油艙（左/右）。以FR149肋位作為分隔邊界，原FR149橫向普通框架改為水密艙壁結(jié)構(gòu)。在距中13000處設置水密縱艙壁形成雙殼保護，縱艙壁往里是油艙區(qū)域，縱艙壁往外是壓載艙區(qū)域。

4.改造原則

船舶燃油艙擴容改造的改建部分船體結(jié)構(gòu)強度應符合相關的船級社要求和規(guī)定，需滿足IAC“NO.47船舶建造和修理質(zhì)量標準”(最終版本)以及中國船舶建造質(zhì)量標準，兩個標準不一致之處，由船東確定適用范圍，油艙改造原則主要如下：

（1）滿足原船建造說明書中所有的技術(shù)及檢驗規(guī)范。

（2）不得影響現(xiàn)有設備的功能并易于使用維護及核實人員操作。

（3）完成所有改造所需詳細設計圖紙及必要的計算，重量控制等。

（4）完成所有改造所需必要的圖紙送審等工作。

（5）完成所有改造所需材料清單（應包括推薦廠家）及費用預算。

（6）改造所需材料盡量按原設備備件、材料選擇。新增管系應有足夠柔性以防止管系由于膨脹和收縮或船體變形引起的脹縮應力；新增管路應避免形成氣囊，在管路中易形成氣囊處應設有放氣裝置。

5.油艙擴容改造的圖紙資料

本文油艙擴容改造方案涉及燃油和壓載水兩種液體艙室，包含艙室結(jié)構(gòu)、管系閥門、遙控測溫和液位顯示系統(tǒng)，改造范圍大，相關圖紙多，需要時間長，根據(jù)具體操作，分三批次修改和送審，第一批次是船體圖紙、輪機圖紙；第二批次是配載儀，因為配載儀是根據(jù)裝載手冊內(nèi)容而設計的一款裝載軟件，安裝在電腦里使用，需要等裝載手冊退審圖出來后，才能做配載儀修改和送審；第三批次是手工測深表修改和送審，因為手工測深表是根據(jù)測深管拐點坐標數(shù)據(jù)進行制定的，需要等測深管改裝好后，才能做手工測深表修改和送審。相關圖紙資料修改和送審工作盡可能提前開始，以免耽誤廠修施工，本方案需要修改和送審的圖紙資料如下。

5.1 船體圖紙

1）總布置圖(general arrangement plan)；

2）完工裝載手冊Ⅰ典型裝載(loading manual i-typical loading)；

3）完工裝載手冊Ⅱ谷物裝載(loading manual ii-grain load)；

4）完工破艙穩(wěn)性計算書(damage stabiltiy calculation)；

5）完工破艙穩(wěn)性計算書（木材）(damage stabilty calculation(timber))；

6）破損控制圖(damage control plan)；

7）破損控制手冊(damage control booklet)；

8）空船重量重心計算書(lightship weight report)；

9）艙容表(capacity data)；

10）艙容圖(capacity plan)；

11）基本結(jié)構(gòu)圖（貨艙區(qū)）(profile and decks(cargo region))；

12）外板展開圖（貨艙區(qū)）(sheel expansion(cargo region))；

13）貨艙區(qū)舷側(cè)結(jié)構(gòu)圖（包括頂邊艙）(side constr.in cargo holds(inc.top tank)；

14）小艙蓋和人孔蓋布置圖（貨艙區(qū)）(arr of small hatch manhole covers(cargo hold))；

15）全船直梯、扶梯、扶手、欄桿布置圖(arr of handails&ladders)；

16）船舶標志布置圖(arr of ship's marks)；

17）壓載水管理計劃（ballast water management plan）；

5.2 輪機圖紙

1）蒸汽耗量估算書（calculation of steam consumption）；

2）燃油輸送系統(tǒng)（fueloil transfer system）；

3）蒸汽系統(tǒng)（steam system）；

4）凝水系統(tǒng)（condensate system）；

5）液位、吃水遙測傳感器布置圖（tank level draft sensor arragement）；

6）全船艙底、壓載系統(tǒng)（ships bilge ballast diagram）；

7）全船空氣、測深及注入管（ships air,sounding and filling pipes）。

5.3 配載儀

1）智能裝載軟件（smart load）；

2）測試裝載工況（test loading conditions）。

5.4 手工測深表（manual sounding tables）

6.廠修施工

本文介紹的油艙擴容改造方案，改造項目包括有水密縱艙壁和橫艙壁，測深管、蒸汽加熱管系閥門、加油/駁油管系閥門、透氣管/透氣帽、遙測溫度和液位顯示系統(tǒng)等等。將壓載水艙部分區(qū)域改造為燃油艙，根據(jù)《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范》對燃油艙內(nèi)部管路布置的規(guī)范要求，飲水、熱水、清水管路不得穿過油艙；油管不應穿過淡水艙；海水管路允許在油艙內(nèi)通過，但管壁必須按規(guī)范要求加厚，其穿越部位海水管不準有可拆接頭；空氣管可從油艙里穿，壁厚應按照圖紙要求，接頭必須焊接形式。壓載水艙內(nèi)部管路較多，可能有其他管路借道通過，施工現(xiàn)場需仔細勘驗壓載水艙內(nèi)部管路的種類和規(guī)格，核實改為油艙后是否滿足規(guī)范要求，如果不滿足，需要進行整改。

在廠修施工過程中，提前與船檢、船廠、供應商等單位溝通協(xié)調(diào)，落實備件物料、車間預制、定位安裝、質(zhì)量驗收的每一個環(huán)節(jié)，確保保質(zhì)保量完成廠修施工任務，廠修施工注意要點如下：

（1）做好油艙燃油調(diào)駁、洗艙和測氧測爆工作，確保人員安全作業(yè)。

（2）根據(jù)審圖要求，提前采購好油艙溫度、液位遙測系統(tǒng)，電線、閥門、透氣帽等物料。做好設備產(chǎn)品證書、無有害物質(zhì)聲明等證書收集工作。

（3）對于改造為燃油艙的區(qū)域，把內(nèi)部原來的油漆打磨干凈，避免油漆剝落污染燃油。而壓載水艙內(nèi)壁則需要做好油漆涂層工作。

（4）驗收時，對相關燃油管路、蒸汽管路和空氣管路進行氣密試驗，確保沒有泄漏，并檢查確認管路可靠固定。檢查改造區(qū)域肋骨的通流孔位置是否正確，避免囤積殘油；對相關水密艙壁進行焊縫探傷、氣密試驗或者水密試驗，確保有效水密，避免焊縫漏油漏水。

（5）對相關測深管進行測繪，記錄測深管的長度和拐點坐標等數(shù)據(jù)，制作新手工測深表。測量記錄測深管的數(shù)據(jù)包括：艙室名稱、測深管總長、測深管拐點坐標等等信息，其中測深表拐點坐標測量和填寫方法如下，參考“圖3 測深管拐點坐標”。X 坐標以尾垂線為原點，以某肋位（FR）偏移某一數(shù)值表示，往船艏偏移為正，往船尾偏移為負，例如，X坐標為FR103+100，代表肋位號為103，往船艏偏移100mm；Y坐標是距船中距離，左舷為正，右舷為負，例如，Y坐標為12850F.CL(P)，代表距離船中線12850mm；Z坐標是距基線距離，例如，Z坐標為14230A.BL，代表距離基線14230mm。

圖3 測深管拐點坐標

7.油艙管理

船舶燃油艙擴容改造工程完成后，前幾次的壓排水和加裝油操作，管理重點是防止相關油水艙出現(xiàn)漏油問題，對于燃油艙和壓載水艙，可以打開道門，檢查液面是否正常，其他相鄰艙室可進行內(nèi)部檢查；同時，通過觀察燃油沉淀柜/日用柜殘水和分油情況，判斷燃油含水量是否超標；在排放壓載水操作時，密切監(jiān)視舷外排水口附近海面是否出現(xiàn)油花。

船舶燃油艙擴容改造工程完成后，需要進行一次新測深表的精確性核對，可以通過燃油流量表讀數(shù)、油艙互駁等方法核對，如果新的測深表數(shù)據(jù)不準確，及時匯報船舶管理公司，以聯(lián)系設計單位進一步修訂測深表。

8.結(jié)束語

如果遠洋貨船燃油艙容偏小，船舶的持油量不足于維持航行至沿途的合適加油港，需要繞航或者排隊等候加油，將極大增加船舶營運成本，本文介紹的燃油艙擴容改造技術(shù)探討和實施，通過燃油艙容擴容改造，增加船舶持油量和續(xù)航力，船舶不需繞航或者排隊等候就能加到價格優(yōu)惠的燃油，減少船舶燃油費，港口使費和船期損失等營運成本。