危货小课堂丨油船简介及危险性分析

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近期,连云港徐圩港区盛虹30万吨级原油码头以及4个5万吨级液体化工码头即将同步开通使用,连云港港口危化品吞吐量必将大幅度提高。作为连云港石化基地原油和化工品输送的重要通道,盛虹炼化一体化配套港储项目码头工程的建成投产,将大幅降低连云港石化产业基地及炼化项目原油和化工品物流成本,对增强连云港石化产业基地产业联动和项目国际竞争力,都将发挥积极作用。

作为江苏省首个30万吨级原油码头,盛虹原油码头港口岸线长度1670米,总投资26.8亿元,设计原油年吞吐能力1740万吨。随之而来,油船的靠泊作业必将成为今后港口生产工作中的重点和难点,为提高辖区危货从业者专业知识,提升行政相对人安全意识,同时起到答疑解惑和学术交流的作用,连云港海事局徐圩工作组专门创建了危货小课堂学习平台。本期危货小课堂主题是“油船简介及危险性分析”,小祁检察官将为大家介绍一下油船的前世今生以及油轮运输作业过程中的危险性分析及预防。

01油船发展历史

石油是当今世界的重要能源。而在19世纪,欧美国家普遍用鲸油做照明燃料。由于大西洋捕鲸活动过于频繁,鲸油供应濒临枯竭,使得价格暴涨,人们开始寻找其他照明燃料。1852年波兰药剂师依格纳茨·卢卡西维茨(Ignacy lukasiewicz),发现自石油中提炼煤油要容易得多。此后,石油工业进入飞速发展阶段。

早期的石油都是用普通干货船桶装运输的。1886年7月13日,世界第一艘油轮“好运”号(Glückauf)开始首航。该船由英国建造,隶属于德国-美国石油公司,全长97米,采用风帆和蒸汽机为动力,将货舱分隔成若干个长方隔舱,一次可以运输2307吨石油,用泵和管道系统装卸,这是第一艘具有现代油船特征的散装油船。第一次世界大战后至二十世纪末,随着石油产量和运输量的迅速增长,不断推动了原油船的专业化与大型化,在这段历史时期,大型化船舶层出不穷,代表性船舶如下表所示。

02油船的定义与分级

现代油船系指载运散装石油及成品油的液货船,是指建造或为主要在其装货处所装运散装油类(原油或石油产品)的船舶,包括油类、散货两用船,以及全部或部分装运散装货油,并符合《73/78防污公约》附则II所规定的任何化学品液货船。按照载运石油能力的大小,世界造船业将油轮按载重吨位分为以下几个级别:

① 通用型:是指载重吨1万吨以下油轮。

② 灵便型:一般称之为1~5万吨级的油船

③ 巴拿马型(Panamax):船型以巴拿马运河(Panama Canal)通航条件为上限(譬如运河对船宽、吃水的限制),载重吨(DWT)在6~8万吨之间。

④ 阿芙拉型(Aframax):平均运费指数AFRA(Average Freight Rate Assessment)最高船型,经济性最佳,是适合白令海(Baltic Sea)冰区航行油船的最佳船型。载重吨在8~12万吨之间。

⑤ 苏伊士型(Suezmax):船型以苏伊士运河(Suez Canal)通航条件为上限,载重吨在 12~20万吨之间。

⑥ VLCC(Very Large Crude oil Carrier):巨型原油船,载重吨在20~30万吨之间。

⑦ ULCC(Ultra Large Crude oil Carrier):超巨型原油船,载重吨在30万吨以上。

03 油船的结构特点

因石油为流体,易于挥发、燃烧、爆炸,因此油船在构造、设备和营运方面具有以下特点:

(1) 对防火安全要求严格。依据国际海事组织1978年议定书规定,载重量2万吨以上的新造油船,须有惰性气体防爆设施;为避免货油或油气渗漏,货油舱区同首尖舱、机舱、泵舱之间,须有隔离舱;机舱须设在尾部,以防止因烟囱火星落到货油舱区而引起火灾。

(2) 每个货油舱用1~3道纵舱壁和4~10道横舱壁分隔。以减少自由液面对船舶稳性的影响,也便于不同种类的石油分别装载。

(3) 用专门的油泵和油管进行装卸。能在几小时到一昼夜间把全部货油装卸完毕;为便于卸净舱底残油,设有扫舱管系。

(4) 干舷低、设步桥。未设专用压载舱的油船,一般满载航行时干舷都很小,易造成甲板上浪,故常在甲板上架设步桥,以利船员通行。

(5)船体长深比大。油轮大多船体狭长,弯曲力矩较大,故结构多采用纵骨架式,以增加纵向强度。

(6)设置专用压载舱或使用清洁压载舱。专用油轮的运输常为单方向的,回程空放时为保持一定的吃水及吃水差以保证船舶良好的航海性能,须装载大量压载水,如果没有专用压载舱那么只能在货油舱注入压载水。在到达装货港之前,如将含油压载水排入海洋,会造成严重污染。为此,在压载以前须将油舱洗净,并将洗舱水存放入专门的污油舱;同时要设置排油监控系统以严格控制排放压载水的含油量。1983年10月生效的《1973年国际防止船舶污染公约》要求新造的载重量2万吨以上的原油运输船和载重量3万吨以上的成品油船,须设置专用压载水舱,新油船必须设有原油洗舱设备。

04油船运输作业的危险及预防

(1)石油气的燃烧及预防

石油的燃烧不是其液体本身的燃烧,而是石油挥发出气体(烃气)的燃烧。石油挥发出的烃气与适量的空气混合燃烧,可促使石油液体的温度不断升高,由于温度升高而使石油蒸发加剧,不断地向石油液面以上提供石油气,石油气与空气混合,使燃烧不断延续下去。若要点燃石油气,则点火的火焰、火花或静电火花必须要具备足够的能量或热量。可以使用分离燃烧三要素的方式来避免火灾的产生。

① 清除可燃油气:油轮在各种情况下都可能有油气和空气的混合气存在。当这种混合气一旦遇到火源就有潜在的火灾危险。因此,有效清除油气、控制火源是油轮防火防爆的重要措施。

② 控制油轮火源:引起油轮火灾的火源主要有明火和暗火、机械火花、化学能、电器火花、静电火花和雷击等,在作业过程中需要注意避免以上火源的产生。

③ 降低氧气含量:油轮进行卸货过程中,使用隋气系统向货油舱内注入惰性气体;或当某个货油舱需进行修理,其余货油舱和管系使用惰气进行安全防护。

(2)石油气的爆炸及预防

当油气与空气的混合气处于可燃下限(LFL)和可燃上限(UFL)之间,即在1%-10%之间时,就处于可燃爆炸范围。在这种情况下,一旦遇到火源就会发生燃烧爆炸。超出这个范围就是过稀或过浓状态,即处于安全状态。

图中显示,当可燃油气体积含量约在1%--10%之间,氧气体积含量约在11%以上时,油气和空气的混合气才是可燃可爆的。应当注意,不同的油气,其可燃极限是有所不同的,且受温度和压力的影响。当油轮的惰气系统向货油舱充填惰性气体时,由于惰性气体中氧气的体积含量不超过5%,因此就会使整个货油舱混合气中氧气的体积含量不断减少,直至将舱内混合气体稀释到氧气的体积含量小于8%时为止,并保持在这个含量以下,从而达到防火防爆的目的。

但应当明确,无论可燃气体过稀或过浓状态,都不能把它们看成是绝对安全状态。因为当空气进入原为过浓状态的舱室时,空气就会稀释原来处于过浓状态下的混合气,有可能使混合气达到爆炸范围。同样,当由于某种原因使温度升高时,因油品受热挥发,使得原处于过稀状态的混合气因油气浓度增加而达到可燃范围,所以油轮需要持续监测舱内可燃气体和氧气含量以保证安全。

(3)气体中毒危险和预防

石油挥发气体中含有多种有毒成分,会对人体健康所造成危害,在油船实际运营过程中,很大一部分安全事故都是石油及石油气中有毒成分造成的。因此进入油舱、泵房及封闭等场所,应预先做好预防中毒或窒息工作。对油轮气体中毒危险性分析及预防措施如下表所示。

(4)油船静电的危害和预防

“静电”就是是物体磨擦起电现象所产生的电荷。其特点是有运动、有磨擦就会产生静电反映,电位有时可高达几千伏或几万伏,在油轮上,产生过量的静电是致命的,静电放电产生火花一旦遇到可燃油气就极易发生火灾爆炸。对油船静电危险性分析及预防措施如下表所示。

结束语

以上就是本期危货小课堂的全部内容,下期小祁检查官将会给大家介绍一下油船重要设备和特殊装置,内容满满,敬请期待!

|祁伟

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