壓載水管理系統(tǒng)在船上的安裝

CCS臺(tái)州辦事處

全球所有海上運(yùn)輸船舶所攜帶的壓載水?dāng)?shù)量，每年大約有120億噸，存在于船舶壓載水中隨船周游世界的生物多達(dá)7000種，船舶攜帶的壓載水對(duì)物種入侵和病毒傳播帶來(lái)嚴(yán)重的危害。

為防止、減少和控制海洋環(huán)境發(fā)生有害變化，1982年聯(lián)合國(guó)海洋法會(huì)議通過(guò)《聯(lián)合國(guó)海洋法公約》，1992年《21世紀(jì)議程》首次明確提出了針對(duì)壓載水控制與管理的《生物多樣性公約》。2004年，在英國(guó)倫敦召開(kāi)的IMO外交大會(huì)通過(guò)的《關(guān)于船舶壓載水及其沉積物管理和控制的國(guó)際公約》（以下簡(jiǎn)稱《壓載水公約》）成為第一個(gè)具有法律約束力的國(guó)際性公約，旨在通過(guò)船舶壓載水和沉積物的控制和管理來(lái)防止、減少并最終消除有害水生物和病原體的轉(zhuǎn)移對(duì)環(huán)境、人體健康、財(cái)產(chǎn)和資源引起的風(fēng)險(xiǎn)。

《壓載水公約》對(duì)防止和減少船舶壓載水造成的有害水生物和病原體的傳播，做了詳細(xì)規(guī)定，分為公約正文和附則兩部分。公約正文共22條，包括公約目的、適用范圍、宣言、生效條款和修正程序等，公約附則包括總則（A部分）、船舶壓載水管理和控制要求（B部分）、某些區(qū)域的特殊要求（C部分）、壓載水管理的標(biāo)準(zhǔn)（D部分）和檢驗(yàn)（E部分）等五部分。

根據(jù)《壓載水公約》規(guī)定，該公約須至少有30個(gè)國(guó)家簽署并對(duì)其批準(zhǔn)、接受、核準(zhǔn)無(wú)保留，其合計(jì)商船噸位不少于世界商船總噸位的35%，達(dá)到生效條件12個(gè)月后生效。截止2016年3月8日，已有49個(gè)國(guó)家批準(zhǔn)了該公約，約占世界商船總噸位的34.82%，距生效條件差0.18%。預(yù)計(jì)2016年內(nèi)達(dá)到生效條件，2017年內(nèi)生效實(shí)施。

壓載水公約生效后，對(duì)目前正在營(yíng)運(yùn)的現(xiàn)有船舶有追溯要求的影響。據(jù)預(yù)測(cè)，未來(lái)幾年全球?qū)⒂?.5萬(wàn)艘船舶安裝壓載水管理系統(tǒng)，多數(shù)技術(shù)需要船舶進(jìn)塢時(shí)安裝（吊裝）完成，且安裝壓載水管理系統(tǒng)的時(shí)間較集中。

壓載水公約適用范圍

公約適用于有權(quán)懸掛當(dāng)事國(guó)船旗的船舶；以及無(wú)權(quán)懸掛當(dāng)事國(guó)船旗，但在該當(dāng)事國(guó)的管轄下運(yùn)營(yíng)的船舶。不適用于設(shè)計(jì)或建造為不承載壓載水的船舶、船上密封艙柜中的不排放的永久性壓載水、國(guó)內(nèi)營(yíng)運(yùn)船舶、在國(guó)內(nèi)營(yíng)運(yùn)并獲得免除的他國(guó)船舶、僅在國(guó)內(nèi)和公海上營(yíng)運(yùn)的船舶以及軍艦、軍輔船或政府非商業(yè)船舶。

船上壓載水的管理措施

采用壓載水置換（D-1標(biāo)準(zhǔn)），目前已經(jīng)IMO評(píng)估和接受的有三種方式，分別為順序法（Sequential method）、溢流法（Flow-through method）和稀釋法（Dilution method）。船舶按順序法進(jìn)行壓載水更換，其壓載水容積更換率應(yīng)至少為95%；溢流法和稀釋法則至少為3倍壓載水艙容積的置換率。

采用壓載水性能（D-2標(biāo)準(zhǔn)）：按本性能標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行壓載水管理的船舶，排放應(yīng)達(dá)到小于每立方米10個(gè)最小尺寸大于或等于50微米的可生存生物和小于每毫升10個(gè)最小尺寸小于50微米但大于或等于10微米的可生存生物；并且，指示微生物的排放不應(yīng)超過(guò)規(guī)定的濃度（表1）。目前實(shí)施這一目標(biāo)的主要手段是通過(guò)船舶安裝獲得型式認(rèn)可的壓載水管理系統(tǒng)（BWMS），對(duì)壓載水進(jìn)行處理來(lái)滿足。本文重點(diǎn)介紹壓載水管理系統(tǒng)在船上的安裝檢驗(yàn)。

表1

壓載水管理系統(tǒng)選型考慮的因素

壓載水管理系統(tǒng)型式繁多，目前已經(jīng)CCS認(rèn)可的廠家達(dá)16家，殺滅微生物的處理方法多樣（如圖1、2、3），這也決定了裝船產(chǎn)品形式的多樣化，根據(jù)船舶自身特點(diǎn)及船舶航線等情況合理選型壓載水管理系統(tǒng)，對(duì)今后船上的安裝、壓載水處理以及設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)影響較大。

圖1：過(guò)濾+UV+光催化法

圖2：水力旋流分離+超聲波+紫外線法

圖3：電催化+超聲波法

船舶特點(diǎn)

1、船型及其壓載需求

不同類型船舶的壓載能力和壓載泵流量差別很大，而船舶總壓載能力、在任一港口所要求的壓載水排放量和裝載量亦大不相同，有的船型對(duì)壓載水的依賴性高，如油輪和散貨船，有的船舶對(duì)壓載水依賴性低，如集裝箱船。壓載依賴性高的船舶，通常在空載時(shí)（沒(méi)有貨物）要求全壓載航行，其壓載泵的設(shè)計(jì)通常要求在一定的時(shí)間內(nèi)打進(jìn)或排出全部壓載水，以適應(yīng)快速的港口周轉(zhuǎn)時(shí)間。壓載依賴性低的船舶，通常具有相對(duì)小的壓載能力且?guī)缀醪贿M(jìn)行完全壓載航行（沒(méi)有貨物情況下），其壓載水操作很有限，往往是調(diào)駁，如從一艙到另一艙，調(diào)節(jié)縱傾和橫傾，而不必在一定的時(shí)間內(nèi)打進(jìn)或排出全部壓載水。

船舶具有多個(gè)壓載系統(tǒng)，某些油船，常有兩套壓載系統(tǒng)，一套在貨物區(qū)域（危險(xiǎn)區(qū)域），一套在機(jī)艙區(qū)域（安全區(qū)域），通常要求考慮防火防爆。也有非油船在左右兩舷各設(shè)一套相互獨(dú)立的壓載水系統(tǒng)。

2、船舶航線

船舶的貿(mào)易航線，一些國(guó)家，如美國(guó)，有其國(guó)家地方性壓載水管理要求；而有的航線，環(huán)境溫度、水的濁度、鹽度和泥沙含量對(duì)一些處理技術(shù)的功效或者維護(hù)的影響較大；而受航行時(shí)間的影響，壓載水留存艙內(nèi)的時(shí)間也不相同。

3.壓載水管理系統(tǒng)特點(diǎn)

采用的處理技術(shù)（如過(guò)濾、紫外、電催化、超聲波等），會(huì)影響對(duì)某條特定船舶適用性。如部分技術(shù)需要的消防系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)；處理系統(tǒng)能力對(duì)于某些壓載依賴度不高的船舶，選用較小處理能力的系統(tǒng)，應(yīng)與壓載泵的排量相匹配；防護(hù)等級(jí)及防爆，處理裝置及其所用材料的防護(hù)等級(jí)以及防火等級(jí)應(yīng)滿足安裝在危險(xiǎn)處所時(shí)對(duì)設(shè)備的防爆要求。如對(duì)于油船、液貨船和其他載運(yùn)危險(xiǎn)品的船舶，安裝壓載水處理裝置時(shí)，還應(yīng)注意相關(guān)防爆要求。若安裝在危險(xiǎn)區(qū)域，系統(tǒng)內(nèi)電氣設(shè)備應(yīng)采用合適的防爆類型。

4、其他因素

對(duì)壓載艙及管系的腐蝕，某些壓載水處理技術(shù)可能會(huì)改變壓載水中化學(xué)成分或者壓載艙中氣體成分，應(yīng)防止破壞壓載艙涂層和加速壓載艙和管系的腐蝕。

危險(xiǎn)化學(xué)品的儲(chǔ)存，壓載水處理系統(tǒng)使用的活性物質(zhì)包括臭氧、過(guò)氧化氫等化學(xué)品，以及中和劑增加了對(duì)船上操作人員健康、安全和環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。

系統(tǒng)購(gòu)置和維護(hù)成本，購(gòu)置成本與運(yùn)行操作成本。如能源消耗、儲(chǔ)存化學(xué)品消耗、備件消耗以及培訓(xùn)成本等。

安裝建議

1、一般要求

BWMS電氣設(shè)備的安全等級(jí)應(yīng)符合其所安裝的區(qū)域要求；發(fā)生影響B(tài)WMS正常操作的任何故障，在所有壓載水操作控制站應(yīng)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)；

BWMS應(yīng)設(shè)有適當(dāng)?shù)呐酝ɑ蛟娇匮b置以有效隔離船舶上與之連接的其他船舶系統(tǒng)；任何旁通或越控狀態(tài)都應(yīng)激發(fā)報(bào)警，并在控制設(shè)備上做記錄；

BWMS應(yīng)設(shè)計(jì)成在進(jìn)行清洗、校準(zhǔn)、維修等操作時(shí)，視覺(jué)報(bào)警處于開(kāi)啟狀態(tài)，并在控制設(shè)備上做記錄；

BWMS的控制設(shè)備應(yīng)能自動(dòng)地監(jiān)測(cè)和調(diào)整必要的處理劑量、強(qiáng)度或影響B(tài)WMS處理性能的其他方面，并能夠?qū)Ρ匾奶幚磉^(guò)程進(jìn)行適當(dāng)控制?？刂圃O(shè)備在BWMS工作期間應(yīng)具有連續(xù)自我監(jiān)測(cè)功能。監(jiān)測(cè)設(shè)備應(yīng)記錄BWMS正常工作或失效情況；

BWMS的額定處理能力（TRC）應(yīng)與服務(wù)于該BWMS系統(tǒng)的壓載泵排量匹配，確保BWMS在船上的運(yùn)行不超過(guò)其型式認(rèn)可中確定的TRC。

2、BWMS安裝艙室通風(fēng)要求

如BWMS安裝在安全區(qū)域內(nèi)，對(duì)于不會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)氣體（如氫氣（H2）、碳?xì)錃怏w（烴氣）、臭氧（O3）、氯氣（Cl2）、二氧化氯（ClO2）等）的BWMS而言，應(yīng)位于具體足夠通風(fēng)能力的位置；對(duì)于會(huì)產(chǎn)生如上所述危險(xiǎn)氣體的BWMS而言，應(yīng)位于設(shè)有強(qiáng)制機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的處所，通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)至少具有每小時(shí)不少于6次或者BWMS生產(chǎn)廠家所規(guī)定的空氣交換能力（取大者）。

如BWMS安裝在危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)，無(wú)論BWMS是否會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)氣體，應(yīng)位于設(shè)有強(qiáng)制機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的處所，通風(fēng)系統(tǒng)滿足相應(yīng)的要求，如IEC60092-502、IBC規(guī)則、IGC規(guī)則等。當(dāng)BWMS產(chǎn)生危險(xiǎn)氣體，其所在艙室還應(yīng)考慮如下要求：在可能存在危險(xiǎn)氣體的艙室設(shè)置氣體探測(cè)器，一旦發(fā)生氣體泄漏應(yīng)同時(shí)就地和在BWMS控制室激發(fā)聲光報(bào)警，氣體探測(cè)器應(yīng)按照IEC60079-29-1進(jìn)行設(shè)計(jì)和試驗(yàn)；對(duì)該艙室的通風(fēng)管應(yīng)引至開(kāi)敞甲板的安全區(qū)域；使用氣體釋放閥（即除氣裝置）的布置應(yīng)設(shè)有具有獨(dú)立關(guān)閉功能的監(jiān)控測(cè)量裝置，氣體釋放閥的開(kāi)口端應(yīng)引至開(kāi)敞甲板的安全區(qū)域。

如果BWMS安裝在一個(gè)獨(dú)立式艙室中，該艙室還應(yīng)：具有等效于“其他機(jī)器處所”的耐火完整性；位于任何可燃、腐蝕、有毒或有害區(qū)域之外，除非經(jīng)特別批準(zhǔn)。

3、BWMS管系要求

服務(wù)于BWMS的壓載泵的總排量原則上不應(yīng)超過(guò)BWMS的額定處理能力（TRC）。當(dāng)BWMS的處理能力是按船舶一臺(tái)壓載泵設(shè)計(jì)時(shí)，則應(yīng)在壓載水管理計(jì)劃中說(shuō)明。

為BWMS所配置的壓載水泵的壓頭應(yīng)在考慮系統(tǒng)的壓力損失后，符合BWMS的壓力要求。壓載水的重力排放僅適用于所配置的BWMS不要求壓載水在排放過(guò)程中再進(jìn)行處理的船舶。

4、布置和維護(hù)

對(duì)現(xiàn)有船舶，應(yīng)了解船上可安裝設(shè)備和系統(tǒng)的空間位置以及與船舶壓載水系統(tǒng)配置情況，盡可能利用船上現(xiàn)有壓載系統(tǒng)，使系統(tǒng)能與現(xiàn)有壓載水系統(tǒng)很好地組合工作，以簡(jiǎn)化系統(tǒng)的改裝并方便后續(xù)維護(hù)保養(yǎng)；取樣管位置，在系統(tǒng)布置中事先考慮預(yù)留取樣裝置，取樣應(yīng)在排放壓載水時(shí)從排放管路上盡可能靠近排放口的位置進(jìn)行（圖4）。

圖4：某船安裝的取樣裝置

控制和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（圖5、6），協(xié)調(diào)與現(xiàn)有壓載水系統(tǒng)的控制，設(shè)置遙控操作板，便于機(jī)旁操作和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作狀況。

圖5：主甲板貨控室遙控操作板

圖6：機(jī)艙監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

壓載水管理系統(tǒng)安裝定位還應(yīng)充分考慮今后設(shè)備本身及其他設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)的便利性，周密考慮在船上位置布局的合理性。