林新通
關于國際航行船舶油氣回收,MARPOL 73/78公約附則Ⅵ有明確的規定,若當事國管轄的港口或裝卸站對液貨船產生的揮發性有機化合物排放加以控制,適用的液貨船須配備主管機關根據MSC/Circ.585 號通函《關于蒸氣排放控制系統標準》認可的蒸氣排放收集系統,并須在裝載有關貨物時使用該系統。然而,對于國內航行載運易揮發性貨物的船舶,其油氣排放問題在法規層面上長期以來一直是空白。
隨著人們對船舶節能減排和大氣環境污染意識的提高,船舶油氣回收工作近幾年才在我國興起,人們慢慢體會到船舶油氣回收的重要性。首先,油品易揮發,達到一定濃度就容易發生爆炸,實施油氣回收可消除安全隱患,同時可以保護人員的身體健康;其次,可以減少對大氣的污染,油氣中的有機物(VOC)是導致霧霾和臭氧超標的重要污染物,收集船舶貨油蒸氣可以減少大氣污染;另外,油氣回收可以實現資源的回收再利用,不僅節約了資源,而且具有可觀的經濟效益。
為進一步降低船舶污染物排放,控制船舶造成的大氣污染,2020年8月1日實施的《國內航行海船法定檢驗技術規則(2020)》強制規定,對于2020年1月1日及以后建造的150總噸及以上的國內航行油船,進入我國排放控制區應配備經認可的蒸氣排放收集系統。我國隨后以行業標準的形式出臺了配套的船舶油氣回收安全技術要求。本文重點梳理相關法規關于國內航行油船配備蒸氣排放收集系統的新要求,分析實施過程中存在的問題并提出相應的對策建議。
船舶蒸氣排放收集系統基本原理就是收集船舶裝載貨油時從油艙揮發或排出的油氣,并對油氣中的烴類氣體化合物進行回收,以防止其擴散到大氣中污染環境或者影響人體健康,同時將油氣回收再利用產生一定的經濟效益。一般蒸氣排放收集系統包括導靜電軟管、絕緣法蘭、壓力/真空閥、氧含量分析儀、連接管路、隔離閥、防火型快速關斷閥、過濾器、阻火器、風機等,通過相應自動控制程序實現以上各設備的自動運行。
船舶應安裝有固定收集油氣的管路,該管路與船體電氣連接。當船舶設有惰性氣體管路時,也可作為油氣收集管路,此時,應在惰性氣體供應管與油氣收集管路設置隔離裝置。收集到的油氣通過集氣管路輸送到船上油氣處理裝置或送到船岸油氣回收總管,船岸油氣回收總管或者軟管通過連接接頭法蘭與岸上的油氣回收管連接,在岸上對收集的油氣進行處理。
在船上和岸邊都可以進行油氣回收處理,油氣回收系統一般分為三個類型:廢油吸收、直接制冷、碳床吸收。油氣回收系統可以使用上述三種類型的一種或者組合。下面簡要介紹一種常見的用碳床吸收的方法并采用岸上設備對船上油氣收集處理的過程。
利用船岸對接系統的輸氣軟管與油輪的油氣專用接頭對接,將油輪船艙內含油氣氣體引出,引出的油氣在送往油氣回收裝置的過程中,會經過在線監測系統,在線監測系統的前方管線上設置有安全閥,在其后方設置有緊急切斷閥;在線監測系統可對油氣的氧含量、烴濃度、硫濃度以及油氣壓力、溫度、流量參數進行在線監控,并通過與緊急切斷閥連鎖,實現自檢、自動報警和自動保護的功能,當船艙油氣的氧含量體積百分比等于或高于8%時,或當裝船過程中出現了超壓、負壓、油氣處于爆炸極限范圍內以及溢流事故時,在線監測系統會發出報警,并讓緊急切斷閥進行緊急切斷動作,將危險及時與岸上系統隔離;在緊急切斷閥之后設置有過濾器,將油氣中的液滴及雜質過濾除去;在過濾器之后設有阻爆、阻燃器,保證爆炸不會在船舶與油氣回收系統之間傳遞。
將上述得到的油氣輸送到第一級活性炭吸附系統,經第一級活性炭吸附系統處理后的油氣,被輸送進入第二級活性炭吸附系統。第二級活性炭吸附系統由兩個吸附塔組成,兩個吸附塔交替工作,當一個活性炭吸附塔吸附飽和后,切換至另一個活性炭吸附塔進行吸附工作,吸附飽和的活性炭吸附塔進入真空解吸狀態。第二級活性炭吸附系統的解吸使用干式真空泵完成,經過第一級活性炭吸附系統處理后的尾氣和第二級活性炭吸附系統處理后的尾氣分別在高處放空。
第一級活性炭吸附系統的真空泵出口排出的高濃度油氣和第二級活性炭吸附系統的真空泵出口排出的高濃度油氣分別進入低溫吸收塔底部,經過5 ℃的低溫吸收劑從塔頂噴淋吸收回收油氣中大部分的有機物成分。不能被吸收的氣體從吸收塔頂排出,進入第一級活性炭吸附系統前端,循環回收其中有價值烴類。吸收塔吸收的油氣,經過泵增壓后送至吸收劑儲存罐。
《船舶大氣污染物排放控制區實施方案》(交海發〔2018〕168 號)規定,2020年1月1日及以后建造的150 總噸及以上中國籍國內航行油船進入排放控制區,應具備碼頭油氣回收條件,鼓勵滿足安全要求時開展油氣回收。
《國內航行海船法定檢驗技術規則(2020)》采用了《船舶大氣污染物排放控制區實施方案》(交海發〔2018〕168 號)關于中國籍國內航行油船配備油氣回收裝置的規定,在第5篇第7章7.2.7節中明確規定了對于2020年1月1日及以后建造的150總噸及以上的國內航行油船,進入我國排放控制區,應配備經認可的蒸氣排放收集系統,該系統應符合MSC/Circ.585 號通函《關于蒸氣排放控制系統標準》的相關要求。另外,載運原油的上述油船,還應備有并實施VOC 管理計劃,該計劃應根據國際海事組織制定的指南編寫。
2021年2月1日起實施的交通運輸行業標準《船舶油氣回收安全技術要求》(JT/T 1346—2020),適用于載運原油和成品油的船舶在裝載貨油過程中產生油氣的回收作業,該標準規定了船舶油氣回收作業的一般要求、設備設施要求、操作要求以及人員培訓要求等。
2021年4月1日起實施的國家標準《油品運輸大氣污染物排放標準》(GB 20951—2020)規定,新投入使用且150總噸及以上的油船應設置密閉油氣收集系統,對于現有8 000總噸及以上的油船自2024年1月1日后需符合該國標關于油船排放控制的要求。
關于國內航行油船配備蒸氣排放收集系統,目前,我國已初步建立了以《國內航行海船法定檢驗技術規則(2020)》、《船舶油氣回收安全技術要求》 (JT/T 1346—2020)和《油品運輸大氣污染物排放標準》(GB 20951—2020)為主的標準體系。采納MSC/Circ.585 號通函《關于蒸氣排放控制系統標準》,針對船舶蒸氣排放收集系統的設計安全標準,重點從管路連接要求、溢流報警、超壓及真空保護、操作規程和人員培訓等方面進行明確,確保船舶蒸氣排放收集系統安全,以防范蒸氣排放收集時的火災爆炸風險。
油船要配備符合MSC/Circ.585 號通函《關于蒸氣排放控制系統標準》要求的蒸氣排放收集系統,需要配備封閉式液位監測系統、貨油艙溢出報警系統、超壓和真空保護系統,同時還需要配備惰性氣體系統等。這些設備的投入使得小型油船增加了建造成本。另外,小型油船載運貨物量相對較少,貨物蒸氣排放量也相對較少,造成的環境污染有限,因此,安裝符合法規要求的蒸氣排放收集系統在適用船舶噸位大小方面值得商榷。
《國內航行海船法定檢驗技術規則(2020)》僅提及,對于2020年1月1日及以后建造的150總噸及以上的國內航行油船需要配備經認可的蒸氣排放收集系統,對于現有油船不作要求;而《油品運輸大氣污染物排放標準》(GB 20951—2020),不僅要求新投入使用且150總噸及以上的國內航行油船需要配備經認可的蒸氣排放收集系統,而且要求現有8 000總噸及以上的油船應自2024年1月1日后符合該國標關于油船排放控制的要求。從法律效力方面看,國家標準是全國性標準,其適用于全國范圍,而國內海規是部門規章,國家標準的法律效力高于部門規章,因此,對于現有油船適用蒸氣排放控制的要求上,建議國內海規參考國家標準要求,對相關內容進行明確,以避免國內海規與國家標準要求的不一致甚至相抵觸。
安裝蒸氣排放收集系統旨在收集揮發的油氣,減少油氣揮發損耗以及控制油氣揮發造成的影響,排除安全隱患。然而,在船舶進入排放控制區或者靠泊碼頭時,在使用蒸氣排放收集系統方面,法規并未進行強制性要求,甚至也沒有相關配套法規對若不按照規定使用蒸氣排放收集系統時的懲處措施。因此,建議明確油船應配備認可的蒸氣排放收集系統,并在裝載有關貨物時使用該系統,也可以出臺相關配套的設備使用管理規定或者揮發性有機化合物排放控制規定等。
船舶油氣回收工作作為一項節能減排工程,涉及航運公司、船舶、碼頭、產品設計、監管單位等多個方面。我們應牢牢把握和踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念,扎實開展船舶油氣回收工作,同時,不斷完善技術法規體系,為我國船舶工業的可持續發展、建設資源節約型和環境友好型社會作出積極貢獻。