港作拖輪護航安全操作淺見

陳亞陽 泉州港務集團新港拖輪有限公司

1.護航的重要性

以湄洲灣水域為例，經本地拖輪公司的作業統計，2020年進出該水域的VLCC為214艘次，VLOC為60艘次，大型LNG為132艘次。隨著進出航道的超大型船舶增多，發生船舶碰撞、觸底、擱淺等事故的可能性增大。因為超大型船舶滿載時質量大、慣性大、操作難、避讓困難，對航道中的小漁船、黃沙船等進出港口的各類船舶防不勝防，稍有疏忽，容易發生碰撞事故，造成人員傷亡及財產損失。另外，超大型船舶發生主機或舵槳失控等突發性事件的可能性也增大，一旦失控，有可能釀成嚴重后果。（1）堵塞航道，使港口生產陷入癱瘓，經濟損失慘重。（2）VLCC滿載時載有 30萬t原油，VLOC也載有幾千噸燃油，一旦發生擱淺或觸底事故將產生原油和燃油泄漏的重大惡性事故。

1.1 事故案例

1989年3月24日油輪“Exxon Valdez″在駛離阿拉斯加的“Valdez Arm”時擱淺，導致大量石油泄漏，此后，美國要求所有滿載油輪必須使用拖輪護航。1990年，美國將石油污染法案升級為法律。經過了15年提出這個法案當中，除其他事項外，美國海岸警衛隊特別是在威廉王子灣和普吉特海灣水域建立油輪護航的新規定。

1989年散貨船“MERCANTILE MARCIA″的沉沒，導致重燃料油泄漏，挪威西岸的“MANGSTAD”和“STURE″要求超過3萬噸級的油輪必須使用拖輪監護。現在挪威政府強制要求所有油輪駛入主要港口時，必須有拖輪護航。1990年瑞典的哥德堡港要求油輪必須護航。芬蘭的油輪護航起步于九十年代初。由于 1992年發生在西班牙海岸的油輪“Aegean Sea”的悲劇，西班牙要求駛往拉科魯尼亞(西班牙)的油輪必須被監護。

2010年4月21日，位于美國墨西哥灣的英國石油公司租用的“深水地平線號”鉆井平臺爆炸并沉入大海，造成 11名工作人員死亡，導致每135000桶原油泄漏海中。這起原油泄漏事故嚴重威脅在墨西哥灣生存的數百種魚類、鳥類和其它生物，當地漁民賴以生存的捕撈業有可能遭到毀滅性的打擊，經濟損失估計達幾百億元。

上述海上溢油事故所造成的嚴重后果讓人觸目驚心，據英國P&I調查報告顯示，油輪擱淺和碰撞引發的溢油占油輪事故的30%。造成這些事故發生的因素有許多，包括技術故障、能見度降低和人為失誤等，其中50%是由于人為因素引起的。

1.2 護航的要求

為保證通航安全，防止船舶污染海洋環境，對超大型船舶實施拖輪護航、監護是非常必要的，國內海事部門對此已經做了強制性規定。

而護航是否適合于特定港口或港口附近水域，對此我們可以進行研究。

1.2.1 風險評估

針對相關方面進行風險評估：（1）港口及其航道詳情，例如：限制區，彎道，距離，水深和潮差；所有航路的環境條件，即:海流，風，能見度，海浪，涌，冰，晝/夜；島嶼，碼頭，底部結構和航道兩側多巖石或多沙，平坦或陡峭；錨地；分道通航制。

（2）助航儀器。

①VTS，船舶和引航員的信息互換。

②航區的交通流，以及其他船舶的影響。

③不同類型船舶的護航方案。

④潮差，海流，海浪，風和/或能見度。

⑤偶發事件的環境影響。

⑥可用的拖輪及拖輪的協助能力。

⑦船舶尺度、類型、吃水、裝載條件。

⑧船舶主要設備的適航情況和操作詳情都是考慮護航的原因。

1.3 研究方向

根據風險評估的結果，研究主要集中在護航是否可以降低航行中的風險。

1.4 明確護航拖輪的需求，護航計劃和培訓要求

設計一個可用拖輪的特定配置方案；定義一個可接受的環境條件和安全船速；選用經驗豐富的引航員和護航拖輪船長；護航應該在和引航員、拖輪船長，如果可能和大船船長商討的基礎上定好計劃。

護航計劃應該包括如下內容：

①船舶尺度、吃水和操縱特性。

②目的地、航路、通過時間、計劃護航速度、應急錨地。

③船舶交通流和風險。

④可能遇到的環境條件。

⑤護航拖輪的尺寸、類型和系柱拖力，以及護航方法；當采用消極護航（拖輪不系纜）時，要求拖輪相對大船的位置。

⑥在護航加速時護航拖輪可能產生的最大拖力。

⑦大船導纜孔裝置、纜樁、為護航使用的強力點的安全負荷。

⑧護航拖輪相會地點。

⑨通訊設備和頻道。

⑩關于拖帶設備和拖纜操作的要求。

護航計劃應該提前較長時間通知大船船長。在美國強制護航水域，一個提前的護航會議是強制的，包括上面提到的內容。

2.正常的港作拖輪護航

2.1 國內港作拖輪現狀

目前，國內港口普遍使用的是ZP傳動推進的全回轉拖輪作為護航拖輪，其主要特點：

（1）主機功率高而船舶尺度小，變速靈敏，可進行360°自由旋回，原地掉頭，可控制推力的大小和方向，每100匹馬力可發揮1.5＊0.98KN的前進推力，拖力是推力的90%。

（2）耐波性能差，涌浪較大時易顛簸搖擺，容易損失拖力和容易斷纜和碰撞；在拖輪微速的情況下，風流和水流影響會很大，回轉性能不理想；跟隨大船以較高速度 (6—10knot)航行時，拖力下降很大，最大拖力一般在零航速時最大，航速變大后，拖力明顯下降，在以6knot航速跟隨大船航行時所能發出的拖力只有零航速時最大拖力的65%左右，在以8knot航速航行時所能發出的拖力只有零航速時最大拖力的 50%左右，在以10knot航速航行時所能發出的拖力只有零航速時最大拖力的40%左右。拖力的明顯下降使得拖輪搶險能力大大減弱。

以“新港拖08”5200hp全回轉拖輪為例，主要參數如下：

①主尺度 ：總長/37.6m 型寬/10.5m 型深/5m

②設計（滿載）吃水：3.8m

③持續功率：1920KW×2

④航速：13kn

⑤拖力：主機 100%持續功率時，系柱拖力，向前不小于608K N（62 噸），向后558KN（57 噸）

⑥德國肖特爾推進裝置為二臺帶導管的360°全回轉舵槳裝置

⑦工作條件：風力≤8級，浪高≤2.6m

⑧絞纜筒剎車力：1176KN（120t）

⑨纜繩：

（a）系泊索7 根，每根為φ60mm×100m，抗斷強度大于490KN（50t）。

（b）拖纜索3根，每根為φ110mm×180m，抗斷強度大于1860KN（190t）。

2.2 護航拖輪的使用

參考美國華盛頓州關于護航法規要求護航拖輪馬力等于5%的被護航油輪載重噸（國內也有7%～8%的說法），因此一艘200000載重噸的油輪需要10000馬力拖輪護航。

通過正常的港作拖輪護航時可以在大船的一側系拖輪，其可以當作舵，或由拖輪系纜或這些方法的組合來進行。使用的方法在很大程度上取決于當地的習慣和可用拖輪的類型。拖輪是否系纜主要取決于航道和環境條件的限制。應該考慮以下因素:

（1）即使有足夠的船員系拖纜也需要時間。

（2）失控之前不會有預警，而且也無法預測大船的動向，其可能會直行也可能會向左或右轉向。

給拖輪系纜可能需要幾分鐘，從失控的那一刻到拖輪起作用，這都會影響拖輪反應時間，寶貴的時間可能會流失。另一方面，當拖輪在船側操作，系纜與否取決于所需拖輪的數量。當拖輪在一側系纜時，而大船由于故障而轉向時，拖輪可能不會在正確的一側。這意味著需要在兩側同時帶拖輪。而拖輪不系纜時，引航員可以直接指揮拖輪到需要的位置。

當拖輪帶在船頭時將比系在兩舷更靈活。同樣也適用于拖輪在船尾吊拖，港內對于船況較差、車舵性能不佳的船舶使用拖輪護航時最好還是在船尾吊拖輪航行，以便在出現意外情況是及時協助制速，也可適當協助轉向。但在正常航行時應提醒拖輪保持拖纜不受力。

鑒于航道對于船舶的大小和吃水的限制，并考慮到拖輪的可用數量和類型，這些都應慎重考慮是否給拖輪系纜。拖輪位置也應該考慮在這些因素中，流和風也起了決定的作用。

現需要考慮的是在什么位置系拖纜。舉例：一艘在航的滿載油輪忽然引擎故障。大船船頭向右舷偏轉，而僅靠自身能力并不能停止該趨勢。此時位于大船船頭右舷拖輪的位置并不是能有效地抑制偏轉的，而是位于大船船尾左舷拖輪的位置更有效。不考慮海浪因素，同樣，做舵使用的船尾拖輪，和船側系纜的拖輪比并沒有很大的不同。在這種情況下，在船的一側系纜拖輪的有效性快速下降。如果拖輪在大船兩側系纜，目的是為了防止主機突然故障，他們需要在兩側或至少使用一個舵拖輪，所使用的拖輪馬力應足夠大。當在船側的拖輪有首纜，他們可以施加制動力以及轉向力。

在船側的拖輪制動時也創造了一個轉船力矩。這是另一個原因為什么需要在兩側系拖輪。而舵拖輪可以產生制動力而不會產生很高的轉動力矩。

當拖輪在船舶的一側并未系纜，但近距離守候，他們可以根據故障發生的情況而迅速就位。

當大船速度超過三至四節，一般拖輪失去其轉向力，而推力將增加。而推力將提高大船的速度，所以一般應避免這么做。涌浪會進一步減小拖輪的有效性。全回轉拖輪的效果會更好，其在較高速度下，施加轉向力，而不會增加大船的前進速度。

另一方面的問題也應該要考慮，而且這可能更重要，例如，在上述情況滿載油輪和強橫風的情況。雖然大船船尾左舷拖輪和船尾拖輪試圖阻止偏轉的，但是他們將與風一同將推船推向危險區域的方向，而 大船船頭右舷拖輪會向一個更安全的方向推動。

拖輪通常在一條線上牽引，應考慮他們是否需要系纜。當系在船頭附近時，大船的速度應該不超過6節以上。

港內護航拖輪走前方護航時，保持在本船前方偏左約500米距離同步前行，有效地提醒會遇來船及時右轉避讓。重載船、大船過港內急彎時可指揮護航拖輪在轉向反側的船首位準備，隨時在大船轉向不及時或受轉向側險灘影響而發生轉向困難時進行及時的頂推，防止壓向凹岸。

3.拖纜和拖輪甲板設備要求（參考歐洲一些港口的標準）

護航拖輪拖纜的破斷強度至少是 2.5-3 倍最大剎車制動力和轉向力，這給了一些安全余量，例如當考慮到石油公司國際海事論壇(OCIMF)對尼龍纜的安全系數2.0～2.2要求時的峰值負荷。

挪威船級社(DNV)關于護航拖輪的規則要求，拖纜的破斷強度至少是2.2倍“最大平均拖力(最大可持續拖力)”，該拖力是按規則要求實際護航測試的拖力，該規則要求拖纜機有一個負荷降低系統。

圖1 湄洲灣護航大型LNG進港

所有拖帶屬具都應該有高度操作可靠性，并為可能達到的最大拖纜負荷設計。護航拖輪的拖纜機應該有高的剎車制動力，快速的纜繩布放和回收能力及高的拖力，如拖輪裝備了一套拖纜張力控制裝置，這點尤為重要。

因為拖纜的高負荷，因此推薦安裝拖纜機負荷降低系統，來避免尤其在大風浪狀態下可能會發生拖纜超負荷情況。高拖力的拖纜機能夠在帶較大張力的情況下放出和回收拖纜，當需要護航拖輪立即就位，尤其當緊急情況，未拴系護航拖輪不得不盡快綁牢大船時，快速纜繩操作是必須的。

船舶甲板設備要求：被護航船的甲板設備建造應該適合高的拖纜負荷及使用拖纜的類型，這是一個非常重要的細節。因為有很多關于被拖航船舶缺少合適的強力點及導纜設備的抱怨，甲板設施不是合適的尺寸和位置，沒有足夠的強度承受護航拖輪拖纜的峰值負荷。如果船舶屬具強度不足以承受可能施加在它上面的拖纜拖力，也許會被警告降低護航速度。

4.系纜和解拖

因為護航拖輪也許與一艘船舶并駕齊驅而沒有帶纜，為了能夠在可能的最短時間內提供所需的操縱和制動力，他們必須快速有效的完成帶纜。在這種情況下對到達的船航進行拴系護航，帶纜通常在相當高的船速下進行。帶纜時，護航拖輪通常接近大船船尾來遞交拖纜，近來經驗表明，因為大船螺旋槳排出流沖刷到拖輪尾鰭，對牽引拖輪船尾操縱比較容易。風浪和涌浪會使安全遞送拖纜變得很困難甚至變成不可能。當因為風浪和涌浪導致拖輪的移動，或者由于拖輪或大船不專業纜繩操作造成拖纜滑到水下，也許會造成拖輪螺旋槳絞纏，使拖輪失效。當條件變得傳遞拖纜很困難時，如有可能，拋繩槍可以被用來傳遞撇纜和引纜。

護航拖輪在航時解拖，可以在相當高速的情形下，但是應該總是要保證安全操縱。當拖纜是被大船船員解除時，他們應該被命令待命等待拖輪，當拖輪追過大船排出流趕上，直到差不多接觸大船船尾時才能解拖。當拖輪到達位置，并示意船員解拖時，拖纜應該被輕輕的放下，以便拖纜不會落到水下和絞纏拖輪螺旋槳。當靠近泊位護航拖輪被解除時，大船船員應該被指示采用相似的方法處置拖纜。

5.結束語

引航員、船舶、拖輪、港口等整個團隊的密切配合是超大型船舶的安全進出港和靠離泊有力的保證，采用護航拖輪對超大型船舶實施監護是一種安全高效的減少航行風險的措施 。