電解法壓載水管理系統(tǒng)的檢驗(yàn)

CCS上海分社 何鴻翔

IMO于2004年2月通過了《國際船舶壓載水及沉積物控制和管理公約》（以下簡稱《壓載水公約》），制定出“壓載水性能標(biāo)準(zhǔn)（D-2標(biāo)準(zhǔn)）”，提出嚴(yán)格的壓載水生物控制指標(biāo)。公約一旦生效，所有船舶根據(jù)公約規(guī)定將在一定期限內(nèi)完成壓載水管理系統(tǒng)的安裝。目前，國內(nèi)首套采用電解消毒技術(shù)的船舶壓載水管理系統(tǒng)已通過IMO的最終認(rèn)證，同時(shí)取得了中國船級(jí)社船用產(chǎn)品型式認(rèn)可證書。鑒于公約生效日益鄰近，筆者結(jié)合現(xiàn)場檢驗(yàn)對(duì)其實(shí)船應(yīng)用的有關(guān)要求提出一些體會(huì)和建議。

壓載水管理系統(tǒng)屬于公約的法定要求，應(yīng)本著對(duì)船舶、人員、環(huán)境安全的原則，根據(jù)壓載水管理系統(tǒng)在運(yùn)行中制造、使用或產(chǎn)生危險(xiǎn)化學(xué)品物質(zhì)的可能和程度，參照?qǐng)?zhí)行SOLAS公約和MARPOL公約其他附則中的相關(guān)規(guī)定以及船級(jí)社的相關(guān)要求。

設(shè)計(jì)選型：壓載水管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)選型時(shí)，應(yīng)根據(jù)《壓載水管理系統(tǒng)型式認(rèn)可證書》簽發(fā)時(shí)確定的特定適用范圍，電解消毒法管理系統(tǒng)對(duì)壓載水鹽度有要求，在鹽度變化很大甚至是在淡水區(qū)域營運(yùn)的船舶需特別考慮由此帶來的對(duì)正常營運(yùn)的影響；同時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生可燃?xì)怏w氫，應(yīng)特別考慮系統(tǒng)在油船、化學(xué)品船等船舶上應(yīng)用的適用性。

在現(xiàn)有船改建中，壓載水管理系統(tǒng)的加入會(huì)增大原壓載水系統(tǒng)的壓降、增加壓載泵的功率、降低壓載速度，對(duì)船舶安全產(chǎn)生影響，在壓載效率有要求的油輪和散貨船上應(yīng)用應(yīng)特別考慮；某些處理裝置本身耗電較大，加大了原船電站負(fù)荷，對(duì)船舶操縱產(chǎn)生影響，壓載效率要求不高的雜貨船等可不必按壓載泵最大排量選定壓載水管理系統(tǒng)，降低電站負(fù)荷。對(duì)機(jī)艙容積有限或設(shè)備布置困難的船舶，小體積或模塊化管理系統(tǒng)應(yīng)為首選。所以現(xiàn)有船在壓載水管理系統(tǒng)的選型和設(shè)計(jì)中，應(yīng)對(duì)原壓載水系統(tǒng)、原船舶電力系統(tǒng)、原船舶結(jié)構(gòu)、機(jī)艙布置等的影響做特別考慮。

管理系統(tǒng)布置：電解法壓載水管理系統(tǒng)在壓載水處理中會(huì)使用化學(xué)物質(zhì)硫代硫酸鈉作為中和劑、產(chǎn)生腐蝕性化學(xué)物質(zhì)次氯酸鈉和易燃?xì)怏w氫氣、有毒氣體氯氣，對(duì)船舶、人員、環(huán)境構(gòu)成危險(xiǎn)，應(yīng)參照SOLAS公約第VII章中《散裝運(yùn)輸危險(xiǎn)化學(xué)品船舶構(gòu)造和設(shè)備規(guī)則》的相關(guān)原則要求將管理系統(tǒng)的電解系統(tǒng)和中和系統(tǒng)布置在船舶相對(duì)獨(dú)立的區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域應(yīng)滿足下列要求：

1、艙底布置。設(shè)置獨(dú)立的集液盤或獨(dú)立艙底區(qū)域，吸入管與船舶艙底水管系間應(yīng)設(shè)盲通二用法蘭；該處積液或艙底水的處理應(yīng)遵守壓載水排放要求，經(jīng)中和后方能排入船舶艙底水管系；并設(shè)置液位報(bào)警系統(tǒng)，能在壓載水控制處所發(fā)出聲光報(bào)警。

2、通風(fēng)。應(yīng)裝設(shè)獨(dú)立機(jī)械抽風(fēng)系統(tǒng)，并能在該區(qū)域附近易于到達(dá)處進(jìn)行控制；機(jī)械通風(fēng)口應(yīng)布置成能確保足夠的空氣流經(jīng)該區(qū)域，以免有毒氣體氯氣和/或可燃?xì)怏w氫氣（考慮氣體密度）積聚，排放應(yīng)通向安全的開敞處所，避開起居處所、服務(wù)處所和機(jī)器處所的空氣入口和開口位置。

3、通道。該區(qū)域內(nèi)通道設(shè)計(jì)應(yīng)確保穿著保護(hù)服、攜帶自給式呼吸器的人員出入、工作不受限制。

壓載艙和壓載水管系布置：使用電解法壓載水管理系統(tǒng)的船舶因其壓載水中含有消毒溶液，對(duì)人員、環(huán)境構(gòu)成影響，應(yīng)遵循《壓載水公約》要求并參照SOLAS公約第VII章中《散裝運(yùn)輸危險(xiǎn)化學(xué)品船舶構(gòu)造和設(shè)備規(guī)則》的相關(guān)原則規(guī)定，對(duì)壓載艙的布置、透氣系統(tǒng)、液位測量控制、壓載水管系途徑區(qū)域的艙底要求如下：

1、艙柜分隔。壓載水艙與燃油艙、滑油艙、淡水艙、鍋爐水艙應(yīng)以隔離空艙隔開。

2、透氣系統(tǒng)。所有壓載艙的透氣管的布置應(yīng)減少有毒氣體、可燃?xì)怏w在甲板聚集，以及減少可燃?xì)怏w進(jìn)入有著火源處所的可能性。

3、液位測量控制。所有壓載艙測量管的布置應(yīng)避免設(shè)置在封閉處所內(nèi)，防止有毒氣體、可燃?xì)怏w的聚集；為確保避免壓載水溢出，威脅人員安全和破壞環(huán)境生態(tài)，應(yīng)設(shè)置適當(dāng)?shù)膲狠d水高液位報(bào)警系統(tǒng)及高高位自動(dòng)停止功能。

4、艙底。壓載水管系途徑區(qū)域的艙底包括管隧應(yīng)相對(duì)獨(dú)立，吸入管與船舶艙底水管系間應(yīng)設(shè)盲通二用法蘭；應(yīng)設(shè)置單獨(dú)的液位報(bào)警系統(tǒng)，能在壓載水控制處所發(fā)出聲光報(bào)警。該處艙底水的處理應(yīng)遵守壓載水排放要求，經(jīng)中和后方能排入船舶艙底水管系。

材料和管系

1、防腐蝕。電解法壓載水管理系統(tǒng)電解產(chǎn)生的消毒溶液具有腐蝕性，壓載水系統(tǒng)包括壓載艙，壓載水管路、泵、閥門、透氣管等，以及壓載水管系途徑區(qū)域的獨(dú)立艙底均應(yīng)做適當(dāng)?shù)姆栏幚怼狠d水管理系統(tǒng)中電解和中和系統(tǒng)的集液盤或相對(duì)獨(dú)立區(qū)域的艙底也應(yīng)采取有效的防腐措施。

2、管路制造和連接。電解系統(tǒng)產(chǎn)生的高溶度消毒液具有較強(qiáng)腐蝕性，其連接壓載水總管的消毒溶液注入管路、泵、閥等附件，應(yīng)使用耐腐蝕材料制造，采用無法蘭的直接焊接連接，如采用特殊材質(zhì)和粘結(jié)劑，其材料和粘結(jié)工藝應(yīng)經(jīng)船級(jí)社認(rèn)可。管路的制造和連接方式應(yīng)依據(jù)SOLAS公約第VII章中《散裝運(yùn)輸危險(xiǎn)化學(xué)品船舶構(gòu)造和設(shè)備規(guī)則》“貨物駁運(yùn)”的相關(guān)要求。泵、閥及管路應(yīng)有明顯標(biāo)識(shí)。禁用滑動(dòng)式膨脹接頭。

3、管路布置。消毒溶液和中和劑的壓載水總管注入位置的選取應(yīng)遵循壓載水管理系統(tǒng)型式認(rèn)可時(shí)批準(zhǔn)的《系統(tǒng)操作和技術(shù)手冊(cè)》所確定的要求，以期達(dá)到最好的滅活、中和效果。

除氣罐的氫氣排氣管路應(yīng)采用無法蘭的直接焊接連接方式，其布置應(yīng)避免穿過起居處所、服務(wù)處所和控制站，排放應(yīng)通向安全的開敞處所，避開起居處所、服務(wù)處所和機(jī)器處所的空氣入口和開口位置，以及進(jìn)入有著火源處所的可能；出口處安裝防火網(wǎng)。

電氣設(shè)備：壓載水管理系統(tǒng)中的電解系統(tǒng)和中和系統(tǒng)所在的相對(duì)獨(dú)立的區(qū)域內(nèi)的電氣設(shè)施及其布置應(yīng)參照SOLAS公約第VII章《散裝運(yùn)輸危險(xiǎn)化學(xué)品船舶構(gòu)造和設(shè)備規(guī)則》中“電氣設(shè)備”的相關(guān)原則要求，考慮其安全性，包括該區(qū)域的照明系統(tǒng)、警報(bào)系統(tǒng)的防爆要求等。

管理系統(tǒng)中的電氣控制系統(tǒng)的安裝布置應(yīng)滿足壓載水管理系統(tǒng)型式認(rèn)可時(shí)批準(zhǔn)的《系統(tǒng)操作和技術(shù)手冊(cè)》所確定的各項(xiàng)特定要求，如監(jiān)控系統(tǒng)的取樣點(diǎn)位置應(yīng)充分考慮取樣的準(zhǔn)確性，保障壓載水處理達(dá)到設(shè)計(jì)要求；氣體泄漏報(bào)警系統(tǒng)探頭布置正確，能保證壓載水管理系統(tǒng)安全運(yùn)行。

對(duì)有自動(dòng)化功能的船舶，壓載水管理系統(tǒng)相應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)按船舶自動(dòng)化相關(guān)規(guī)定接入自動(dòng)化系統(tǒng)中。

在現(xiàn)有船改建中，模塊化壓載水管理系統(tǒng)各功能模塊可靈活設(shè)置，但其具體布置應(yīng)考慮營運(yùn)安全、操作方便和監(jiān)控有效。

消防：鑒于電解法壓載水管理系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)中不斷產(chǎn)生可燃?xì)怏w氫氣，并通過防爆風(fēng)機(jī)注入空氣稀釋至安全溶度后通過管路排出船外，依據(jù)SOLAS公約第II-2章B部分“火災(zāi)和爆炸的預(yù)防”中相關(guān)原則要求，應(yīng)將壓載水管理系統(tǒng)的應(yīng)急停止功能接入機(jī)器處所風(fēng)機(jī)、油泵應(yīng)急停止系統(tǒng)，防止可燃?xì)怏w氫氣和防爆風(fēng)機(jī)對(duì)火勢的增大。

人員保護(hù)：采用電解法壓載水管理系統(tǒng)的船舶包含下列危險(xiǎn)操作：制備和存儲(chǔ)中和劑硫代硫酸鈉溶液；處理管理系統(tǒng)尤其是電解系統(tǒng)泄漏；處理氣體泄漏；人員進(jìn)入壓載艙等，為保護(hù)日常操作、維護(hù)和應(yīng)急處理船員的需要，船上應(yīng)依據(jù)SOLAS公約第VII章中《散裝運(yùn)輸危險(xiǎn)化學(xué)品船舶構(gòu)造和設(shè)備規(guī)則》的相關(guān)原則要求以及經(jīng)批準(zhǔn)的壓載水管理系統(tǒng)《系統(tǒng)操作和技術(shù)手冊(cè)》的要求對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行培訓(xùn)，并配備適宜的保護(hù)設(shè)備，包括用抗化學(xué)性材料制成的連衣褲工作服、貼肉護(hù)目鏡和/或面罩等，以及安全設(shè)備如自給式空氣呼吸器、防爆燈、便攜式氣體探測儀等。保護(hù)設(shè)備和安全設(shè)備的性能要求和存取要求應(yīng)滿足《散裝運(yùn)輸危險(xiǎn)化學(xué)品船舶構(gòu)造和設(shè)備規(guī)則》的相關(guān)規(guī)定。

化學(xué)品儲(chǔ)存：該系統(tǒng)使用化學(xué)物質(zhì)硫代硫酸鈉作為中和劑排出壓載水中超標(biāo)的消毒劑。其船上的儲(chǔ)存可依據(jù)SOLAS公約第II-2章中“危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸”的相關(guān)原則要求執(zhí)行。

化學(xué)法水處理技術(shù)因其高效被廣泛使用，又因其在殺滅有害生物同時(shí)會(huì)對(duì)人類和環(huán)境造成威脅和損害，用于船舶壓載水管理系統(tǒng)需通過IMO特殊認(rèn)可，以免在殺滅有害生物同時(shí)對(duì)船員健康造成危害和環(huán)境造成二次污染。該系統(tǒng)作為一種典型的技術(shù)成熟的化學(xué)法處理系統(tǒng)，因其在營運(yùn)中會(huì)同時(shí)產(chǎn)生可燃?xì)怏w、有毒氣體和腐蝕性液體，對(duì)其應(yīng)用研究具有廣泛性、代表性，為船舶壓載水管理系統(tǒng)實(shí)船應(yīng)用制定安全的、適度的標(biāo)準(zhǔn)和要求。隨著時(shí)間推移，越來越多的國家將接受壓載水公約，公約生效日期日益鄰近，將有越來越多的科研機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)廠家加入到壓載水處理裝置的研究、開發(fā)和生產(chǎn)中來，更多更新的安全、高效的壓載水處理技術(shù)將被得到應(yīng)用，我們也將不斷地更新、完善相應(yīng)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，為這些技術(shù)在船上安全應(yīng)用提供保障。