北部灣港外錨地原油過駁方案

李學東 侯志強 賀自力 李盛樂 陸俊成

1 交通運輸部水運科學研究院 2 廣西欽州保稅港區明州原油裝卸有限公司 3 廣西北部灣港口管理局欽州分局

1 引言

海上原油過駁在滿足腹地石化產業對原油需求的同時，能夠顯著增加港口的吞吐能力，特別是對于航道、碼頭不具備大型船舶進出港和靠離泊條件的港口。2010年9月，中石油廣西石化欽州1000萬t煉廠建成，設計年加工進口原油1 000萬t。欽州港短期內無法滿足15萬t級及以上油輪安全進港靠泊的要求，故在北部灣港外海設置港外過駁錨地，用于過駁由中東等地而來的大型油輪的原油[1]。北部灣欽州港從2011年開始原油過駁以來，到2020年底海上累積過駁原油約8 000萬t，年過駁原油近1 000萬t，取得了顯著的經濟效益和社會效益。目前，欽州港已成為中國海上原油過駁量最大的港口。

海上原油過駁是世界上公認的高風險作業。國外從事過類似過駁作業的有日本、新加坡等國家的少數幾個港口，對油船在港外錨地過駁作業可借鑒的經驗不多，尚未形成系統且較為成熟的港外錨地原油過駁方案[2]。因此，總結北部灣欽州港外錨地原油過駁安全運營實踐經驗，可為海上原油過駁的港口提供參考。

2 過駁錨地選址及布置方案

過駁錨地選址安全是開展錨地原油過駁風險管控的首要環節。綜合考慮水深、底質、礙航物、交通流、港口航道、海洋功能區劃、石油鉆井平臺、海底電纜管線、歷年臺風運動及與欽州港中石油碼頭的航程(影響海上過駁的經濟性)等多種限制因素條件，在北部灣沿海20 m、25 m和30 m等深線線附近提出3個過駁錨地選址方案，由遠及近分別編號為1#、2#和3#過駁錨地，其中最外側錨地距離欽州港中石油10萬 t級碼頭的航程約為40 n mile。3個錨地的中心坐標為：1#錨地圓心坐標為21°03′00″N，108°33′30″E；2#錨地圓心坐標為21°08′00″N，108°32′00″E；3#錨地圓心坐標為21°18′00″N，108°33′30″E。

1#、2#和3#錨地水深分別為30.2～30.8 m，25.4～27.1 m和19.3～20.0 m，所在海域海底平緩、水深適宜，避開了現有海底管道、電纜及石油平臺等障礙物，并考慮了船舶習慣航路、交通流分布、歷年臺風運動路徑、港口規劃、海洋功能區劃、到欽州港的航程和進出港的便利性等因素。同時，通過采用1#、2#和3#錨地由遠及近的布局，也為卸油船隨著吃水減小由外側的1#錨地向里側的2#、3#錨地轉移提供了一種可能，在一定程度上縮短了受油船的航程，提高了港外過駁的經濟性。

此外，為了加強海上原油過駁期間的安全管理，有效管控海上原油過駁期間的事故風險，提出在正常錨泊區域以外劃定錨泊安全區和錨泊警戒區的要求。過駁作業期間錨泊安全區禁止無關船舶進入，錨泊警戒區是在錨泊安全區的外圍劃定的一定范圍的緩沖區。在安全區和警戒區大小無相關標準依據的情況下，本項目通過原油泄露蒸汽擴散后果計算、池火災熱輻射模擬分析，提出以拋錨點為中心、以1 000 m為半徑的圓形安全區設置方案；結合過駁區域周圍船舶的操縱特性和現場管控的實際情形，提出以拋錨點為中心、以1 n mile為半徑的圓形警戒區設置方案。

3 裝卸工藝方案

北部灣欽州港原油過駁項目在1#、2#和3#過駁錨地進行，卸油船是30萬t級和15萬t級油船，以30萬t級油船為主。在考慮欽州港東航道實際通航條件的基礎上，按照不乘潮通航的原則選取了7.5萬t級油船作為受油船。過駁作業時7.5萬t級的受油船直接靠泊到已經錨泊好的15萬t級(或30萬t級)油船拋錨相反一側，在兩船之間靠泊舷側提前至少布置4組靠球，完成靠泊并進行系固后再連接好輸油管線，采用錨泊船對船并靠過駁的方式將油品自卸油船過駁至受油船。原油過駁作業方案示意圖見圖1。

圖1 原油過駁作業方案示意圖

裝卸工藝為：15萬t級(或30萬t級)油船→船內輸送泵→橡膠軟管→7.5萬t級油船。主要流程為：

(1)連接船舶裝卸管匯。將7.5萬t級油船上攜帶的輸油橡膠軟管分別與7.5萬t級受油船和15萬t級(或30萬t級)卸油船上的裝卸管匯連接。

(2)核實裝卸管道系統壓力。在裝卸前核實2個船舶上的管道系統壓力，裝卸時按照最低管道壓力進行。

(3)靜電預防。選用帶絕緣短管的軟管或不導電的橡膠軟管作為輸油管道。

(4)安全檢查。輸油前認真檢查船舶管道上的儀表和閥門有無異常。

(5)安全啟動卸船泵。啟動卸船泵后實時觀察管道壓力，由低到高緩慢增加，并控制管道壓力在安全范圍內。

(6)可燃氣體實時監測。采用可燃氣體探測器實時監測，一旦發現濃度超標緊急停泵。

(7)停泵。7.5萬 t級受油船舶裝滿原油后及時停泵，并宜具有超壓、超限報警和聯鎖停泵等功能。

(8)清理管道。采用7.5萬 t級受油船舶上的氮氣吹掃管道，將管道里的油品吹掃至卸油船。

(9)卸下軟管。管道清理完畢后，在克令吊輔助下卸下軟管。

4 過駁設備及使用方案

4.1 通信與信號

為了保障船舶之間原油過駁作業安全順利進行，要求兩船配備可靠的通信系統。通信語言由雙方共同商定，必須保證與過駁作業直接相關的人員都能理解，以避免信息誤解或錯譯命令及信號。具體要求為：

(1)通信系統。開始作業前應明確和測試通信方式，包括備用系統和應急通信程序。

(2)通信語言。應在操作開始之前就使用哪種通訊語言達成一致，以確保所有船舶之間能夠保持有效通信，當語言溝通存在問題或疑惑時應暫停進行。

(3)兩船靠離泊期間的通信。在駛近、系泊和離泊期間的通信應及早用VHF16頻道呼叫對方船舶，然后轉到雙方同意的工作頻道對話。在試驗兩船通信聯絡裝置并確認其在正常工作狀態前，均不得試圖進行駛近、系泊和離泊的操縱。在現場負責系纜的駕駛員應攜帶本質安全型的手提式雙向VHF無線電話設備。

(4)轉載期間的通信。在錨地原油過駁作業期間，兩船上從事駁油作業的主要人員應備有可靠的通信工具，例如本質安全型的手提式雙向VHF無線電話。

(5)應急通信方式。現場輔助拖輪應配備衛星電話1部，過駁作業卸油船、受油船均應有衛星電話。

(6)通信裝置發生故障。當其中一船所有的通信聯絡裝置發生故障時，應立即發出經雙方商定妥當的應急信號并立即終止正在進行的過駁操作。

(7)聲響與燈光信號。船舶采取的任何行動均應按照“1972年國際海上避碰規則”的規定發出適當的聲響與燈光信號。

(8)號燈與號型。白天，過駁作業的卸油船和受油船都應在主桅上懸掛1面B字旗；晚上，過駁作業的卸油船和受油船都應在主桅上垂直布置2盞環照的紅燈。

4.2 系泊纜繩

(1)系泊纜繩由受油船提供。必要時，卸油船應能提供相應數量的纜繩。

(2)船舶若使用鋼纜系泊，鋼纜應加上軟尾索，并滿足以下要求：①軟尾索由絕緣的合成材料制成(如尼龍繩)；②軟尾索長度至少為11 m；③軟尾索強度至少為鋼纜強度的137%。

(3)受油船至少應在靠泊外舷艏艉處各準備1根應急鋼制拖纜，以便緊急情況下由拖輪將兩船快速分離。

(4)作業過程中兩船通過纜繩系靠在一起，應加強纜繩工作狀態的監測并及時調整。

4.3 靠球

碰墊(靠球)的配備規格、數量與位置應足以保證卸油船和受油船在過駁作業期間船體不發生直接接觸。碰墊的位置應能隨時調整，碰墊的位置除考慮船長、歧管位置和船體各部位強度外，還應使靠泊時的碰撞力均勾分散于兩船船體上。靠球技術參數見表1。

表1 靠球技術參數表

通常情況下，碰墊應提前系在卸油船的靠泊一側并正確放置。靠球安裝布置示意圖見圖2。

圖2 靠球安裝布置示意圖

如果過駁水域風浪較大，操作者將碰墊提前系到卸油船上存在困難，可先將碰墊系在受油船上進行靠泊，在受油船靠妥卸油船后再將受油船上的碰墊鋼絲繩轉移到卸油船上。通過調整碰墊的位置，可以滿足不同大小、載態的船舶并靠系泊的需求。

4.4 輸油軟管

本項目每組油管4根，管徑0.2 m，長度14 m，兩兩連接后形成2根28 m長的油管。具體要求為：

(1)每次作業前進行空氣試壓，試驗壓力0.7 MPa并保持10 min，壓力無下降的油管可用于輸油作業。如發現有漏氣，應及時查找原因并排除，直至符合試驗規定為止。每次試壓情況應記錄備查。

(2)軟管應與被輸送的原油相容并能與貨物溫度和壓力相適應。

(3)軟管的爆破壓力應不小于最大工作壓力的4倍。

(4)軟管的最大工作壓力不得小于1.0 MPa(表壓)。

(5)軟管應每隔半年進行1次靜水壓力試驗，試驗壓力在1.5倍最大工作壓力與2/5爆破壓力之間，調驗壓力和日期應標明在軟管上，試驗情況應記錄備查。

(6)軟管上應標明序號、啟用日期，以及允許的最大工作壓力和最高、最低工作溫度。

(7)軟管在駁油過程中應由懸掛設施適當懸掛，彎曲半徑不得小于其直徑的4倍。

(8)為了保留安全余量，軟管供應商同意的最大轉運速度為15 m/s。參考《海港總體設計規范》(JTS 165-2013)、《油氣化工碼頭設計防火規范》(JTS158-2019)等提出的油品物料輸送管道的靜電安全流速限值為4.5 m/s，轉運速度應緩慢增加到設計限值。

(9)過駁期間為防止兩船之間的相對運動產生碰撞、摩擦或擠壓到輸油軟管導致管道磨損甚至破裂泄露事故，輸油軟管應在船載克令吊的起吊下懸在空中。

4.5 工作船

過駁作業現場應有大馬力拖輪和消防船監護值守。本項目配備有3艘工作船在作業水域現場進行監護警戒，分別為甬港環油1號、甬港消拖3號、甬港消拖6號。其中甬港消拖3號、甬港消拖6號為消拖兩用港作拖輪，可以提供船舶助泊、消防、監護等服務。

5 過駁船舶并靠方案

錨地過駁船舶并靠方案包括卸油船錨泊、靠泊前的準備、受油船靠泊、輸油、離泊等步驟。操作要領及注意事項如下：

(1)考慮到油輪在圓形水域過駁作業，若拋雙錨，在作業過程中可能會造成錨鏈纏繞，所以采用拋單錨方式錨泊。

(2)在靠泊操作開始之前，各船應做好適當準備，包括過駁設備試驗和安全檢查，并再次確認兩船間通信聯絡裝置符合要求。

(3)進行靠泊前安全檢查，檢查項目應不少于《原油過駁安全作業要求》(GB/T18819-2002)附錄A“靠泊前船/船裝卸安全檢查項目表”中規定的內容。

(4)靠泊、離泊作業均應在白天進行，除非有關人員有適當的夜間過駁操作經驗。

(5)卸油船在錨地錨泊，保持船首頂風頂流。受油船靠泊時，過駁隊員應在卸油船上顯示靠泊中心位置或駕駛臺位置旗，兩船的輸油口前后相差不得超過5 m。一般用受油船纜繩系靠，還可用卸油船纜繩加以增補。

(6)在船上克令吊的協助下完成輸油管線的連接，為避免輸油管線與船舷摩擦發生破損，輸油管線應由船上克令吊起吊并懸在一定高度。

(7)原油輸送前應進行安全檢查并由受油船提出啟動要求。輸油前的安全檢查項目應不少于《原油過駁安全作業要求》(GB/T18819-2002)附錄A“貨物輸送前船/船裝卸安全檢查項目表”或《船對船石油過駁安全作業要求》(GB/T 18819-2019)附錄A“船對船過駁作業安全檢查表”中規定的內容，相關方負責人應對安全檢查結果予以確認。

(8)原油的輸送操作由卸油船負責控制。輸送期間，卸油船應指派專人在貨泵操縱控制室值班。原油輸送期間，兩船及過駁隊三方都應指派專人在各自歧管處負責觀察軟管，發現異常立即報告操作負責人。原油輸送完成后，軟管應經過掃線后才能拆卸。

(9)在離泊解纜時，應特別注意避免兩艘船碰撞。常用的解纜方法是：船首的操作人員解前倒纜，然后解開首纜。船尾的操作人員先解尾纜，然后解開尾倒纜。

6 應急方案

(1)參與過駁作業的船舶應有過駁安全和防污染應急預案并定期開展應急演練，過駁作業過程中，作業相關方應做好應急準備工作，當出現緊急情況時立即啟動相應應急預案。

(2)過駁經營人和相關參與方在每次過駁前應做好緊急離泊計劃，過駁作業過程中做好應急準備，當繼續進行過駁作業的風險不可接受時，應根據情況采取暫停過駁、增加系泊纜繩或快速離泊等措施。

(3)過駁經營人嚴格執行主管機關最終確定的靠離泊作業限制條件，配備包含消防、溢油應急及通航安全維護在內的相應拖輪及設備，靠泊期間做好隨時終止靠泊的應急準備。

(4)除直接參與過駁作業的船舶外，其他拖輪、消防船和相關工作船應停泊在過駁點附近的安全地方，無必要不要緊鄰過駁船舶，現場待命值守期間應急船舶應能做到隨叫隨到、隨時可用。

7 結語

海上國際石油運輸以超大型油輪為主，對不具備大型油輪進港靠泊條件的港口，通常采用港外錨地原油過駁的方式進行卸油。相比于海上在航原油過駁方式，錨地過駁方式的過駁量穩定且安全水平更高。該項目已安全運營10年，形成了一套港外錨地原油過駁的系統化方案，對我國其他港口開展海上原油或其他液體散貨過駁作業具有參考價值。