次立剛 張笑龍
(中海油能源發展采油服務公司渤中FPSO作業公司,天津塘沽,郵編:300457)
海上油類作業屬于高危作業,一旦發生事故,將產生嚴重的海洋環境污染。多年來,政府主管部門越來越重視海洋環境的保護和監管,對海上油輪的監管程度越來越規范化,要求的合格標準也日趨嚴格。洗艙作業是油輪上經常性的作業,船舶修理、更換貨油油品前,航次結束后一般都要進行洗艙作業。明珠號FPSO作為海上油田的原油生產和存儲設施,在進廠維修或者轉移至新油田時,必須要進行徹底的貨油艙室和生產系統清洗,以便達到安全的作業環境。本文就FPSO在洗艙作業中如何保證安全生產、防止對海洋環境和人員造成傷害進行全面介紹。
2.1 MAPOL73/78公約附則一第十三條規定:
1.每艘載重量為20000噸及以上的新原油船及載重量為40000噸及以上的現有船舶,均應裝有采用原油洗艙的貨油洗艙系統。2.必須裝有惰性氣體系統。船舶進行原油洗艙時,必須保證惰性氣體系統能正常運轉供給,惰氣中的氧氣含量不超過5%,貨油艙中的氧氣濃度控制在8%以下。否則就要終止原油洗艙作業。3、洗艙系統在原油洗艙作業中,為防止原油泄漏和保持艙內的氣體密封,必須裝設與單獨洗艙管路相連的固定式甲板洗艙機,每臺洗艙機應能通過供油管路上的截止閥加以隔離;原油洗艙管路不能使用軟管,洗艙供給管路中應有防止超壓的裝置,且不允許通過機艙。
2.2 國際海事組織 A446(X)決議“關于經修訂的原油洗艙系統設計、操作和控制技術條件”對原油洗艙系統規定了一系列要求:
①原油洗艙的管路。原油供給管路中的原油洗艙管路和所有閥門,應由鋼質或其他等效材料制成,具有足夠的強度以適應可能承受的壓力。管路在船上安裝之后,應以1.5倍的工作壓力進行試驗。
②洗艙機。原油洗艙機應固定安裝,其設計需得到主管機關的認可,每一貨油艙都需安裝洗艙機。
③原油洗艙用泵可以是貨油泵,或者是原油洗艙專用泵。泵的排量應滿足在所需壓力下 (一般為1.2Mpa),按《操作及設備手冊》中規定的最高臺數洗艙機同時工作所需的排量,同時還要供給掃艙用噴射器所需的驅動液。
④為了保證洗艙效果,必須裝有有效的掃艙系統。掃艙泵應使用有效的容積泵、自吸式離心泵、噴射器或其他經主管機關認可的設備。
⑤洗艙時必須保證艙內的含氧量低于8%(明珠號實際要求為5%),且惰性氣體系統必須正常工作。在原油洗艙時供給的惰性氣體必須被連續地監測。
⑥ 《操作和設備手冊》必須經主管機關認可,其內容應包括:“經修訂的原油洗艙系統設計,操作和控制技術條件”的全文;原油洗艙系統的簡圖;標有原油洗艙系統的泵、管路和洗艙機的各自位置;原油洗艙系統的說明書和檢查原油洗艙設備是否處于正常運轉的操作程序檢查單;原油洗艙系統漏油的危險性、必要的防止漏油方法及出現漏油時須采取的措施;供人員在每次操作時使用的原油洗艙前的操作檢查單等。
3.1 惰性氣體系統(IGS)
3.1.1 惰性氣體系統的風機必須有2臺,其總容量應是貨油泵總容量的1.25倍。
3.1.2 固定式氧氣分析儀,每次使用前必須進行校準。
3.1.3 壓力/真空釋放閥的密封液體必須是不凍液或高級潤滑油,其充入量保證高壓釋放壓力大于呼吸閥正壓動作壓力,負壓釋放壓力,等于呼吸閥負壓動作壓力。
3.1.4 惰性氣體系統停止使用時,必須連續向甲板水封供水,保持水封液位正常,使其有效的水封水柱高度大于呼吸閥和壓力/真空釋放閥正壓動作壓力。
3.1.5 惰性氣體系統向貨油艙供應的惰性氣體含氧量不能超過5%(容積),氣體溫度不能超過60℃。盡管原油洗艙所用的清洗工質是原油,但是原油中仍夾雜著少量的水分,在高速噴射的狀態下,也會不可避免地產生靜電。惰性氣體系統的功用就是要使油艙氣體中的含氧量控制在8%以下,方能開始洗艙作業。
3.2 洗艙系統
洗艙管路的原油由貨油泵或專用泵供給。使用原油洗艙時,可用正在卸油的貨油泵向洗艙管路供給原油,不必用專用泵供油。應避免“臟油”(即洗過艙的貨油)再循環。
3.3 高效的掃艙裝置
在貨油艙內的原油即將卸空時,為了排除溶解于原油沉渣中的高粘度殘油,應設有專門的掃艙裝置。一般來說,掃艙裝置的額定排量至少應為所有洗艙機同時操作所需總排量的1.25倍。
3.4 油位測量裝置
在原油洗艙作業期間,為了提高洗艙效率和正確掌握艙內原油的殘油量,必須設有油位測量裝置。
3.5 通訊聯絡設備
在進行原油洗艙作業時,貨油控制室與有關的各部位之間應設有安全可靠的通訊聯絡裝置,以便能及時地調整卸油和原油洗艙作業。這種通訊聯絡裝置應是經主管機關認可的防爆對講機。
4.1 洗艙機必須固定安裝在艙內,頂部洗艙機應有噴嘴垂直角度和旋轉方向的調整及指示裝置。
4.2 原油洗艙供油泵,可選擇專用泵也可選擇貨油泵,其排量和排出壓力應能滿足洗艙機工作要求。
4.3 原油洗艙管路系統必須固定安裝并能承受最大工作油壓1.5倍的壓力,不能用軟管聯接,其管路不能穿越機艙等非危險區域,與洗艙加熱器聯接的管路必須有二道截正閥或一道截止閥、一個盲通板,總管上應裝有壓力和溫度表。
4.4 油艙液位應能在貨控室內遙測,并應設高液位警報。
4.5 下列部位的壓力應能在貨控室內遙測:
a原油洗艙供液泵的吸入和排出壓力;
b.掃艙泵和掃艙噴射器的吸、排壓力;
c惰性氣體系統總管內壓力。
4.6 貨控室、甲板及貨泵艙之間,必須備有經主管機關認可的防爆型通信聯絡設備。
4.7 至少應配備2臺便攜式氧氣分析儀。
原油洗艙與卸貨計劃應包括下述內容:
a.原油洗艙前的卸貨和壓載程序;
b.原油洗艙過程中所要求達到的縱傾值;
c.原油洗艙詳細操作程序,諸如原油洗艙時使用的泵和管系、供油油艙、污油艙液位的控制、預定清洗的油艙和清洗的順序、洗艙方法、洗艙機噴嘴垂直角度沖洗范圍的設定、洗艙周期或噴嘴水平回轉速度;
d.卸貨/洗艙期間剪切應力和彎曲力矩的預算。
6.1 水洗艙設備要求
6.1.1 固定式洗艙機要求同4.1條。
6.1.2 移動式洗艙機放入艙內必須用防靜電繩牢固吊掛在甲板上,連接軟管不能漏泄,并有良好接地。
6.2 水洗艙計劃
6.2.1 洗艙作業前,應根據本船設備情況和洗艙目的編制洗艙計劃。如修船或其它艙內作業或換裝油種等對洗艙的具體要求等制定水洗艙計劃,交洗艙負責人認可簽字后方可實施。
6.2.2 水洗艙計劃應包括如下內容:管系的布置、對縱傾值要求、泵的要求、污油水艙的控制、預定清洗的油艙和洗艙順序、洗艙方法、洗艙機位置和高度的設定、洗艙的時間、洗艙時艙內氣體狀態及安全防患措施等。
6.3 水洗艙作業實施
6.3.1 原油洗艙后的水洗艙,應在全部貨油艙用原油清洗后,再用水洗,實施程序和技術要求按原油洗艙計劃進行。
6.3.2 用移動式洗艙機洗艙,洗艙機吊入油艙前應連接好所有軟管,而在洗艙機未吊出油艙前不可拆開任何連接,作業期間必須嚴格按6.4條“水洗艙作業安全措施”有關規定進行。
6.3.3 盡可能采用開式洗艙方式,洗艙后的油污水應排到有足夠艙容的貨油艙內。
6.3.4 若采用循環洗艙方式,應用兩個污油水艙,先將洗艙污水打入一級污油水艙,經沉淀分離后,下部清水經連通管流入二級污油水艙,再經一定時間沉淀分離,供液泵從下部抽出清水再供洗艙用
6.4 水洗艙作業安全措施
6.4.1 非惰性化油艙水洗艙作業安全措施
6.4.1.1 在一個艙內同時使用流量小于35m3/h的洗艙機數量不能多于四臺,若使用流量在35-60 m3/h的洗艙機數量不能超過三臺。
6.4.1.2 移動式洗艙機放入油艙之前,必須接妥全部軟管接頭并檢測其是否有良好連續地接地性。洗艙機從油艙取出之前,不得拆開任何接頭和接地線。
6.4.1.3 不準采用循環水洗艙。
6.4.1.4 不準使用化學添加劑。
6.4.1.5 洗艙水加熱溫度不能超過60℃,三級油的貨油艙洗艙水加熱溫度不能超過80℃
6.4.1.6 測量或吊放其它器具的作業,必須通過所設測量孔進行。否則,待洗艙結束后5h方可進行這類作業。
6.4.2 惰性化油艙水洗艙作業安全措施
6.4.2.1 洗艙作業之前,必須用便攜式氧氣測量儀測量艙內氧氣濃度,其值必須在8%以下。
6.4.2.2 洗艙作業中,油艙內氧氣濃度若大于8%或惰性氣體系統發生故障時,洗艙作業必須暫停,直到條件符合時才能再恢復洗艙作業。
6.4.2.3 洗艙時,艙內應保持正壓,以防空氣侵入,如出現負壓就應暫停洗艙作業。
6.4.3 移動式洗艙機及其連接軟管的安全標準
6.4.3.1 移動式洗艙機的外殼材質應符合此種要求,即當其與油艙內部結構接觸時不致引起火花。
6.4.3.2 所有軟管必須有良好的導電性,在干燥條件下,電阻不得超過10Ω/m。
6.4.3.3 在軟管對接時,應保證使洗艙機、軟管以及固定的供水管系之間達到有效電氣連接。
6.4.3.4 洗艙機伸入艙內時,應用防靜電繩索撐掛,不應使軟管受力。
7.1 除氣前準備工作
7.1.1 在除氣作業前,洗艙指揮應將除氣作業計劃制定妥當,交洗艙負責人認可簽字后方可實施。該計劃應包括通風、除氣的方式和時間、使用的設備以及達到的氣體標準等內容。
7.1.2 備妥通風除氣設備,并確認其在安全可用狀態。只允許使用液壓,氣動或蒸汽(水)驅動的移動式風扇或鼓風機。
7.1.3 通知全體相關人員,遵守一切相關的安全事項。
7.1.4 艙室空調采用內循環方式。
7.2 除氣作業
7.2.1 有惰性氣體系統的除氣程序
7.2.1.1 首先用惰氣驅氣,直至艙內烴氣含量按體積比降到2%以下時,才能開始進行除氣作業。驅氣時惰氣應以低速送入油艙,以防止不利的氣體攪動。
7.2.1.2 用可在缺氧環境中測定烴氣百分比濃度的儀器(常用的測爆儀不適用于此情況)測定艙內烴氣濃度,確認其值在2%以下。
7.2.1.3 開始除氣以前,應與其它油艙隔離。用移動式風扇或鼓風機向油艙送入空氣時,應使用帆布風筒并將風筒邊接于風扇或鼓風機上,伸到艙里距艙底lm處,風扇或鼓風機應裝在艙口最遠處的對角線上。將艙口蓋打開,惰氣入口應關閉。
7.2.1.4 也可采用稀釋法除氣。即使用惰性氣體系統的風機經惰氣管路直接向艙內送空氣進行除氣作業。但應將惰氣風機調到最大容量,以便油艙內氣體產生最大的擾動。并應將返回惰氣源的管路以及惰化狀態油艙的惰氣入口關閉。
7.2.2 未裝有惰氣系統的除氣程序
7.2.2.1 將移動式風扇或鼓風機裝在艙口對角線最遠處的洗艙孔上,并連接帆布風筒,風筒下端伸至艙里距艙底lm處。將艙口蓋打開。
7.2.2.2 在單獨油艙即將正式通風之前,所有開口均應關閉。
7.2.2.3 各油艙使用公共通風系統時,每個油艙均應完全隔離,以防止油氣串通。
7.2.2.4 在使用移動式風扇或鼓風機時,應妥善與甲板連接,使風扇與甲板間的導電性保持良好。
7.2.2.5 固定式除氣設備可以同時用于一個以上的油艙除氣作業,但當某一油艙正在進行洗艙作業時,則該除氣設備不允許這樣使用。
7.2.2.6 在油艙除氣作業完成后,要等10min才能進行氣體檢測工作,以求氣體的相對穩定,測量要在幾個不同高度上進行。若檢測后不符合標準,應繼續進行通風除氣。
7.2.2.7 在除氣作業完成后,應仔細檢查通風系統,特別要注意檢查壓力/真空閥(P/V閥)以及高速透氣閥的完好程度。同時,還要檢查并清理裝有防止火焰罩的閥門或通風豎管。
7.3 在需要的情況下其它艙室的除氣,諸如專用壓載艙(SBT)、干隔艙等,應采取安全有效的方法進行。
海事機關對大型油輪原油洗艙進行全程海事監管是十分必要的。主要監管包括對原油洗艙的書面審批、現場審批和現場監管三個方面作簡要探討。
8.1 書面審批
當接到進行原油洗艙的指令時,執行方應立即做好準備工作并向相關海事部門遞交書面申請。書面申請應該主要遞交如下文書和材料:
(1)原油洗艙申請書;(2)經認可的《船舶原油洗艙操作和設備證書》(3)原油洗艙作業負責人員的培訓證明和資歷;(4)原油洗艙作業實施圖表計劃;(5)原油洗艙安全措施;(6)船舶主要證書;(7)國際防止油污證書;(8)油污損害民事責任保險或其他財務保證證書;(9)所載原油種類
8.2 現場審批
為了進一步確認船舶提供文書、材料的真實性和船舶的技術狀況,保證原油洗艙的安全進行,還需要進行現場審批。主要從以下幾個方面入手:
(1)船方應提前向海事部門遞交書面申請并得到批準(2)船方應進行安全檢查和試壓,按規定,試壓壓力。為工作壓力的1.1倍,以確定管線、閥門無泄漏。(3)檢查核實原油洗艙系統有關閥門,防止因錯開閥門而發生污染,禁止使用的閥門應掛警告牌。校對各艙液位指示計、吃水指示計以及惰性氣體含氧指示儀表。(4)檢查貨油艙內含氧量。含氧量必須低于8%,否則需繼續進行充注惰性氣體,直到低于8%。油艙內壓力必須保持為正壓。(5)對艙內原油適當加溫,要視原油產地、油品來決定。(6)配備足夠的洗艙人員。(7)洗艙裝置的檢查與準備。(8)必須建立原油洗艙作業中的指揮、通訊聯絡及值班制度。作業現場與貨油泵控制室之間的相互聯絡要無障礙,電話及其他通訊設備要保持暢通狀態。
8.3 原油洗艙現場監管
在洗艙前,需檢查以下方面的準備情況:船上的消防水龍帶和消防設施是否備妥,防污設備是否準備妥當并立即可用,甲板洗艙管線是否有原油泄漏,甲板水封是否完好,壓力真空切斷閥內的液面位置是否正確等,檢查船方是否按照船上的原油洗艙《操作和設備手冊》內的表格內容要求進行了檢查,并抽查部分項目,檢查船方是否按照《操作和設備手冊》規定的程序進行原油洗艙。
按照國際海事組織A.446(X)決議《關于經修訂的原油洗艙系統設計、操作和控制技術條件》和中華人民共和國交通行業標準 《油船洗艙作業安全技術要求》規定,原油洗艙的現場監督要重點監管以下內容:1、船舶進行原油洗艙時,為告知所有人員不得隨意操作閥門,避免洗艙管線漏油,應在主要通道處和一些必要的部位掛出告示牌,以示注意。2、禁止船方在夜間開始原油洗艙,由于原油洗艙發生溢油的風險較高,特別是原油洗艙的初始階段,在夜間開始原油洗艙,一旦發生洗艙管線破裂時,較難發現。《油船洗艙作業安全技術要求》規定:洗艙作業必須在日出到日落的時間內開始。開始洗艙時要加派人手巡查管線,原油洗艙一般容易發生泄漏的部位有:閥的密封壓蓋、管的連接法蘭、擴管接頭、洗艙機轉動部位3、要求提供測氧報告。為確保洗艙安全,每次原油洗艙前,都必須對所有需要洗艙的油艙手工測量氧氣濃度,以保證油艙內的氧氣濃度低于8%。現場監督的目的就是確保測氧儀使用前正確檢查和校正,測量的方法正確。
(1)具體操作
船方應根據原油洗艙參加人員及職責分工進行作業,必須指派一名人員在甲板巡回檢查,嚴格洗艙作業交接班制度。洗艙作業情況應詳細記入表格保存。經常測定惰性氣體總管含氧量,如果含氧量高于8%,必須立即停止洗艙作業。甲板現場值班人員必須經常檢查洗艙機運轉情況,以及洗艙管線閥門有無泄漏。
(2)原油洗艙過程中,在出現下屬情況時必須暫停原油洗艙作業
①卸油區發生不符合油輪停泊洗艙作業的情況,如雷電即將到來,或者出現大風浪等危險性情況,或其他環境對洗艙船有明顯不安全時;②受油單位要求停止洗艙作業的;③惰性氣體系統發生故障,或貨油艙內氧氣體積分數高于8%以上;④ 油區負責人發現未按照洗艙作業指導要領操作,命令停止洗艙作業;⑤洗艙負責人判斷應停止洗艙作業的其它緊急情況;⑥卸油作業暫停(開式洗艙時)。⑦原油洗艙管系發生漏油時⑧原油洗艙用泵發生故障時⑨有關原油洗艙用壓力表發生故障時⑩貨控室的控制機能發生故障時。
因以上任何一種原因而中止原油洗艙作業,再重新開始原油洗艙作業時,必須確認中止原因已消除才能恢復原油洗艙作業。
油輪原油洗艙作業時,安全問題的重要性無論怎樣強調都不會過分,安全也是海事監管的根本出發點。這里將著重介紹原油洗艙靜電的產生和防止、油艙內氣體環境的控制以及防止漏油等一些洗艙作業中需要強調的安全問題。
9.1 防止原油洗艙中靜電的產生
研究與實踐證明,油在管道中流動時,摩擦管壁產生靜電,流速越高,靜電壓越高。為此,應限制裝卸油的速度,一般最好穩定在2~4m/s以下的速度。一般單臺洗艙機排量在60m3/h以下較為合適。只有在使用固定式洗艙機且艙內惰化情況下才可以使用大排量洗艙機。
不得用混有水的油洗艙,因為洗艙油中含有水或洗艙水中含有油時,靜電會增大
9.2 貨油艙內氣體環境的限制
貨油艙內氣體環境的控制主要是指貨油艙的惰性化和保持艙內正壓。向貨油倉充注惰性氣體是保證原油洗艙安全作業的有效措施。原油洗艙必須在油艙內空氣被惰性化的情況下進行,因此,進港前或卸油開始前油艙內氧氣體積分數一定要在 8%以下,原油洗艙過程中也要保持在8%以下。
9.3 防止漏油
為了防止原油洗艙作業中漏油而造成危害,洗艙系統要用原油進行漏油實驗。試驗時所用壓力為洗艙機正常工作壓力的110%。試驗中如果發現泄露,應予以排除,并將漏油試驗結果明確記錄在“洗艙日志”上。對于原油洗艙作業開始時間,要求選定在日出到日落之間的白天時間內。
文章對洗艙作業的法律要求和實際作業中的技術指標做了大致的描述,以上要求或許與實際操作有些出入,但本文所述要求為安全方面要求的最低標準,也是海事監管的基本指標和安全要求的標準。隨著海事監管的加強,以往實際操作中的不合乎規范的行為和指標需要進行積極地改進和完善。海事監管并不是束縛我們作業的手腳,而是對我們安全作業的監督監管和促進保障。只要我們仍然以安全為出發點,確保設備和程序的合乎規則要求,即便以后海事監管更加嚴格,都不會成為我們作業的負擔。希望本文內容能夠在以后的實際作業中對順利通過各種監管起到一定的指導作用。
[1]《國際海上人命安全公約》2004年版
[2]《國際海運危險貨物規則》2006年修正案
[3]《MARPOL73/78》公約
[4]“明珠號”原油洗艙作業期間人員分工及職責