民用油船改裝為油料補給船的實踐

王琦 郭奎 張新福

摘 要：民用油船具備改裝成油料補給船的基本條件，戰(zhàn)時可將民用油船改裝成油料補給船充實海上補給力量。本文從實踐出發(fā)，研究分析了適合加改裝的民用油船船型，油船航速、航區(qū)、載油量、輸油和供電能力等性能要求，以及適合民用油船加裝的補給裝置類型，并以典型6000t級民用油船為例，對油船改裝為油料補給船的具體步驟和內(nèi)容進行論述。

關(guān)鍵詞：民用油船；加改裝；補給船

中圖分類號：U672.6 文獻標識碼：A 文章編號：1006—7973（2018）9-0038-04

目前海軍艦艇編隊海上物資補給保障主要依靠補給艦實施，海軍列裝的補給艦數(shù)量將維持在合理夠用的范圍，戰(zhàn)時一旦出現(xiàn)補給艦戰(zhàn)損故障，或戰(zhàn)爭持續(xù)時間較長、戰(zhàn)場距離我岸較遠等情況，補給艦數(shù)量可能滿足不了海上補給需求。

海上補給需求量最大的物資是油料，一支航母編隊實施1次海上油料補給的補給量達到數(shù)千噸，補給時間持續(xù)數(shù)小時。補給艦在中、遠海長期執(zhí)行任務(wù)時也經(jīng)常存在攜帶物資消耗完需要再補給的問題，難以滿足編隊常態(tài)化遠航補給需求[1]。

為彌補戰(zhàn)時海上油料補給船數(shù)量的不足，美、英等海軍強國歷來的做法是通過軍民融合途徑，將動員征集的民用油船進行快速改裝并加裝補給裝置，改造成動員油料補給船充實海上補給力量。

海上油料補給主要目的是將一定量的油料從補給船傳輸?shù)浇邮沾土涎a給船除了具有與普通油船相同的油料接收、泵送、存儲、加溫、掃線、計量等功能外，更重要的是能夠在補給船和接收船之間建立一條適應較復雜海況、安全可靠的輸油管路，實現(xiàn)兩船間油料的穩(wěn)定傳輸[2]。

綜合補給艦/專用油料補給船通過滿足海上補給作業(yè)要求的結(jié)構(gòu)設(shè)計和專用補給裝備來實現(xiàn)上述功能。補給艦在設(shè)計建造時，針對補給裝備的加裝和操作使用要求，在甲板上專門劃分補給裝備安裝區(qū)和補給作業(yè)區(qū)，對安裝位置甲板結(jié)構(gòu)進行針對性設(shè)計加強，油、電、氣管線連接采用固定管線設(shè)計。

民用油船主要用于運輸原油、成品油、油化品等化工液體，作為海上專用運輸平臺，具有油料接收、泵送、存儲、加溫等基本功能，滿足油料運輸中的防火、防爆、消防等專業(yè)要求[3]，具備改裝成油料補給船的基本條件，但由于其設(shè)計沒有考慮海上補給需要，其甲板空間布局、結(jié)構(gòu)強度設(shè)計和原有各類管線鋪設(shè)一般不能完全滿足補給裝備加裝、使用要求。為了將民用油船改裝為油料補給船，需要實施一定的改裝，并加裝適合民用油船使用的補給裝備。

經(jīng)過多年國防動員工作開展，現(xiàn)在已經(jīng)有相當數(shù)量的民用油船參與到軍事油料運輸當中，并有部分油船經(jīng)過改裝或建造時貫徹國防要求后，具備對艦船實施海上補給的能力。本文根據(jù)民用油船加改裝為油料補給船工作實踐，對有關(guān)問題進行探析。

1油船選擇

1.1船型選擇

民用油船按運輸?shù)挠突贩N類，可分為成品油船、原油船、原油/成品油兼運船、油品/化學品兼運船（油化船）等。海上補給的油料品種主要是軍艦用柴油，另外還有小量的燃料油和高閃點噴氣燃料。

原油船、油化船經(jīng)常運輸原油和石腦油等化工液體，油艙和管系中殘留較多，洗艙難度大，尤其是管系不容易清洗，實踐中發(fā)現(xiàn)難以徹底清洗干凈，在運輸軍用成品油料過程中可能導致油料受到一定程度的污染。因此一般將運輸柴油、汽油和噴氣燃料的成品油船作為優(yōu)選征用對象，油化船和原油船作為后備征用對象。

1.2航速

航行橫向和縱向補給過程中補給船和接收船需要保持一致的航速、航向和相對距離。為保證船的航行性能，航行補給需要維持一定的航速，一般橫向補給不低于14節(jié)，縱向補給不低于10節(jié)。民用油船航速普遍較低，因此需要選擇航速較高的油船，或者在新建油船貫徹國防要求時提高航速指標，一般服務(wù)航速應不低于14節(jié)。

1.3航區(qū)

隨著海軍艦艇遠航訓練和作戰(zhàn)范圍的擴大，補給船需要能夠在遠海執(zhí)行補給任務(wù)。為此，應優(yōu)先選擇航區(qū)為遠海（無限）航區(qū)的油船，航區(qū)為近海但結(jié)構(gòu)設(shè)計實際達到遠海航區(qū)要求的油船可作為后備征用對象

1.4載油量

中、遠海補給需要較大的載油量，一般使用10000t級以上的油船，結(jié)合船的操控性和使用靈活性等方面考慮，10000t～30000t級油船較合適，近海補給可使用3000t～10000t級油船

1.5航行中輸油流量和供電功率

民用油船在商業(yè)航行中一般不會開啟貨油泵或使用額外的大功率用電設(shè)備。補給船與民用油船的一個主要不同在于補給任務(wù)是在航行中進行，需要在航行狀態(tài)下進行輸油，并使用補給裝備，因此需要航行狀態(tài)下具有足夠的輸油流量和供電功率。

1.6加改裝條件

主甲板和尾甲板能提供滿足補給裝置加裝要求的空間，具備加改裝的基本條件，加改裝技術(shù)難度和施工量適當。

1.7其他條件

技術(shù)狀況良好，船齡較新，具有一定的征用潛力（數(shù)量），優(yōu)先考慮運營國內(nèi)、亞洲航線的船舶。

2 補給裝置選擇

適合民用油船采用的補給方式主要是航行橫向、縱向和并靠補給三種。其中，并靠補給對補給裝置的依賴度低，但只能在3級以下海況下實施，在中、遠海使用限制較多[4]，民用油船主要采用航行橫向和縱向補給方式。

航行橫向、縱向補給裝備功能均包括兩船間輸油管路的展開連接、油管端頭對接、補給完成后的管路掃線、管路快速解脫與撤收，特殊情況下的緊急解脫等功能。此外，航行橫向補給裝備還具有關(guān)鍵的恒張力自動補償功能。

現(xiàn)有的橫向補給裝置主要是采用高架索法的門架式/補給柱式橫向補給裝置[5]，多數(shù)采用液壓動力驅(qū)動、液壓作動筒補償?shù)膬杉壓銖埩ρa償技術(shù)，整套裝置體積重量大、結(jié)構(gòu)復雜。現(xiàn)有的縱向補給裝置多數(shù)采用液壓驅(qū)動，長時間戰(zhàn)儲后橡膠密封件易失效。用于加裝的補給裝備應針對民用油船的特點，以及長期戰(zhàn)儲、快速加裝的特殊要求進行專門設(shè)計，一般應遵循以下原則：

（1）盡量遵循補給艦上的補給程序，保持補給裝備的總體操作方式和使用習慣不變；

（2）盡量應用成熟的補給技術(shù)形式和經(jīng)驗，充分借鑒現(xiàn)有橫向、縱向補給裝置的成熟技術(shù)成果和研制經(jīng)驗；

（3）利用艦船上現(xiàn)有的、與補給裝置配套的接收裝置，避免對接收艦進行加改裝；

（4）采用模塊化（集裝化）設(shè)計，提高裝置的通用性、緊湊性。補給裝置設(shè)計上應便于在民船上快速加裝，便于公路、鐵路、水路運輸；

（5）采用全電驅(qū)動方式，減小補給裝置體積重量，降低系統(tǒng)功率，利于長時間戰(zhàn)儲。

（6）充分利用民船原有油、氣、電管線系統(tǒng)，盡量減少各類管線改裝量，縮短加裝時間。

（7）民用油船加改裝后應保持原船各項技術(shù)性能，改裝恢復后應能完成正常商業(yè)營運任務(wù)。

可用于油船加裝的橫向補給裝置主要包括高架索法和張力軟管法兩類，高架索法宜采用電動一級恒張力補償技術(shù)[6]和集裝箱模塊化結(jié)構(gòu)，通過高架索承載補給軟管和鞍座，由于裝置體積重量相對較大，適用于10000t級以上油船，張力軟管法通過高強度輕質(zhì)軟管直接承受軟管自身張力[7]，裝置體積重量較小，適用于10000t級以下油船。縱向補給裝置主要采用漂浮軟管法[8]，結(jié)構(gòu)采用集裝托盤式。

3 油船加改裝步驟和內(nèi)容

以某典型6000t級成品油船加改裝為油料補給船為例，該型成品油船總長110m，型寬17.6m，設(shè)計吃水6.5m，設(shè)計航速14.2節(jié)，續(xù)航力5000海里，載油量6200t，無限航區(qū)，主要運營國內(nèi)和東南亞航線，運輸品種為汽柴油等。

根據(jù)該船的噸位、航速、載油量等性能參數(shù)，決定為該船加裝張力軟管法橫向補給裝置和漂浮軟管法縱向補給裝置，主要在中近海為驅(qū)護艦艇補給軍艦用柴油。

3.1改裝前準備

（1）洗艙。洗艙目的一是甲板結(jié)構(gòu)加強等改裝施工需要動火焊接，而橫向補給裝置加裝位置下方是油艙，為確保安全，改裝前應對整船油艙和管系進行清洗，消除油氣爆炸的危險[9]；二是滿足軍事油料運輸對于油品質(zhì)量的要求，防止運輸?shù)挠推肥艿綒埩粼谟团摵凸芫€中的化工品污染。

（2）測爆。洗艙完畢并充分通風后，應對油艙進行測爆檢查，確保可燃混合氣濃度在爆炸極限以內(nèi)，以保證改裝安全。

3.2 橫向補給裝置加裝

圖1橫向補給裝置加裝位置圖

（1）甲板結(jié)構(gòu)加強。該船左右兩舷#65肋～#101肋之間具有一塊長60m，寬3.9m的空間可滿足加裝要求。擬將補給裝置加裝在右舷#76～#80肋甲板，位置如圖1所示，該處位于船中部，跨過一個油艙的隔墻，方便改裝，而且補給裝置和甲板輸油管路法蘭接口的距離適當，方便油管連接。橫向補給裝置在工作時需要承受舷外方向的拉力，裝置底座還需要承受裝置自重，根據(jù)受力和強度校核計算的結(jié)果，為保證安裝強度，設(shè)計將右舷#76、#78、#79、#80從縱壁至舷側(cè)增設(shè)強橫梁。

（2）焊接預置底座。預置底座是一個與補給裝置集裝托盤底座匹配的獨立底座，與集裝托盤底座的安裝尺寸相匹配，底座上留有一定數(shù)量的螺栓孔，將預置底座焊接在經(jīng)過加強的甲板上，如圖2所示。

（3）壓縮空氣管線的改裝。壓縮空氣主要用于油料補給完成后，對輸油管線進行掃線，排空管線內(nèi)的油料[10]。在離補給裝置最近的壓縮空氣管線處加裝三通閥門和快速接口。通過使用兩端為快速接頭的壓縮空氣軟管，連接三通和補給裝置壓縮空氣接口。

（4）輸油管線改裝。該船左/右舷中部設(shè)有DN250至DN150等多種口徑的貨油口，接口為法蘭形式。補給裝置進油口采用HCRJ快速接頭方式，為與補給裝置連接連接，在DN150貨油口處連接一個法蘭-快速短接（圖3），即接頭一端為DN150法蘭與貨油口法蘭連接，另一端為與補給裝置進油口匹配的HCRJ快速接頭，采用兩端均裝有HCRJ快速接頭的10m聚氨酯輸油軟管分別與補給裝置上和貨油口的法蘭-快速接頭相連。

（5）供電線路改裝。橫向補給裝置依靠電力驅(qū)動，多數(shù)民用油船貨油區(qū)不設(shè)配電設(shè)施。改裝時可從機艙/配電間，或油船中部起重機處取電，使用低煙無鹵、阻燃的銅芯（TITC）船用電纜，盡量采用穿管方式，與甲板保持一定安全距離，從主甲板上方的步橋上鋪設(shè)到補給裝置控制柜附近，通過航空接頭與補給裝置電控柜連接。

（6）補給裝置加裝。主要包括裝置吊裝、固定、輸油管線連接、高壓空氣管線連接、動力電纜連接等。吊裝時需要使用碼頭吊裝設(shè)備，將補給裝置吊裝至預置底座上，用螺栓進行固定，如圖4所示。為縮短加裝時間，除吊裝外其余加裝工作可在航渡中進行。

3.3縱向補給裝置加改裝

（1）甲板結(jié)構(gòu)加強。縱向補給裝置加裝在油船尾部，該船尾甲板中間有一處滿足加裝要求的空間，位于尾樓甲板的第-2～-8號肋之間油船的中軸處，位置如圖5所示。根據(jù)裝置在工作中的受力情況，為保證其安裝強度，在每兩肋中間增加一根冷彎方形空心型鋼。

（2）焊接預置底座。改裝時將縱向補給裝置預置底座焊接在尾甲板上。

（3）壓縮空氣管線改裝。從尾甲板下機艙內(nèi)引出壓縮空氣管線至甲板加裝處，設(shè)置三通接頭，通過軟管通過連接三通與補給裝置上的掃線球發(fā)送器。

（4）輸油管線改裝。與橫向補給裝置加裝的油船中部貨油區(qū)不同，民用油船尾部區(qū)域一般為非防爆區(qū)，不設(shè)置固定輸油管線。縱向補給裝置所需的輸油管路需要從船中部臨時改裝并布設(shè)到油船尾部，改裝方式包括改裝鋼制管線和臨時布設(shè)軟管兩種。改裝鋪設(shè)鋼制管線施工量大、耗時長，軍事任務(wù)完成后恢復也較麻煩，而且由于鋼制管線即使掃線后也會存留一定的油氣，在船尾部非防爆區(qū)內(nèi)存在安全隱患，因此大多采用布設(shè)軟質(zhì)管線的方式。

圖7 安裝法蘭陽端

具體方式是在左/右舷中部DN150貨油口處處安裝法蘭陽端，即接頭一端為150mm的法蘭與船上輸油管法蘭連接，另一端為HCRJ快速接頭陽端（圖7），使用幾段長度為20m，兩端分別裝有HCRJ快速接頭陰端（陽端）的補給軟管，通過首尾相連的方式布設(shè)一條船中部至尾部的軟質(zhì)輸油管線（圖8），管線的一端與輸油法蘭連接，另一端與補給裝置進油口連接。

（5）供電線路改裝。縱向補給裝置依靠電力驅(qū)動，改裝方式與橫向補給裝置類似，可從機艙/配電間處取電，使用低煙無鹵、阻燃的銅芯（TITC）船用電纜，盡量采用穿管方式布設(shè)線路，并在尾樓后墻上設(shè)置接電箱。

（6）補給裝置加裝。基本過程與橫向補給裝置加裝相同，使用碼頭吊裝設(shè)備，將補給裝置吊裝至預置底座上，調(diào)整位置，用螺栓將補給裝置固定在預置底座上。除吊裝外，其余加裝工作可在航渡中進行。

4結(jié)束語

民用油船改裝為油料補給船除了上述內(nèi)容外，還涉及油船與岸基指揮所和海上艦船的通信指揮、上船補給分隊的生活保障、油船和受補艦船的補給配合、船員的補給訓練等具體問題。只有通過深入研究和不斷的加改裝實踐，才能摸索出一套完善的適合于民用油船加改裝的技術(shù)方案和勤務(wù)使用規(guī)程，從而保證戰(zhàn)時民用油船加改裝有章可循，迅速形成保障能力。

參考文獻：

[1]胡浩，熊偉. 從軍民融合的角度看戰(zhàn)時海上運輸補給保障[J]. 中國水運，2012（10）：21-23.

[2]翟性泉，夏勇，趙厚寬.外軍補給艦船[M].北京：國防工業(yè)出版社，2013.

[3]吳漢才，王錦法.船舶貨運[M]. 北京：科學出版社，2012.

[4]王利偉.國外海軍海上補給現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J]. 船電技術(shù)，2017（2）：58-62.

[5]宋曉東.海上補給體系特點分析[J]. 船舶工程，2012增刊（2）：5-8.

[6]王琦，翟性泉，王巖.全電動航行橫向補給裝置控制系統(tǒng)設(shè)計[J].自動化與儀器儀表.2017（2）：77-79

[7]趙厚寬，翟性泉，郭奎，李曉勇. 張力軟管法橫向液貨補給裝置的設(shè)計[J]. 船舶工程，2012增刊（2），54-57

[8]韓濤，李江翔，葉明.艦艇航行補給接收裝置及發(fā)展趨勢[J].船舶，2005（5）：15-18

[9]中華人民共和國勞動部職業(yè)安全衛(wèi)生與鍋爐壓力容器監(jiān)察局.工業(yè)防爆實用技術(shù)手冊 [M].沈陽：遼寧科學技術(shù)出版社，1996 .

[10]郭艷麗.輸油管道檢修動火施焊與防火安全[J]. 石油化工安全技術(shù)，2001（2）：41-43