第一章油船概论

1/9油船安全管理课程内容课程安排：27学时（包括6学时实验课）主要内容：课堂教学：油船概论；石油的特性；油船的防火防爆措施；油船静电及预防；油船洗舱；封闭处所与作业；油船污染海洋的原因、防止措施及船上油污应急计划概述实验参考文献：大型油船管理实务；IACS双壳油船共同结构规范；原油洗舱；油船安全知识与安全操作；国际油船和油码头安全指南；原油海洋运输业务管理实务。第一章油船概述第一节油船发展概况第二节油船分类第三节油船特点第四节油船设备系统第五节油船技术用语第一节油船发展概况一、定义：MARPOL：建造或改造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，及符合本公约附则Ⅱ中所规定的任何“化学品液货船”。通常理解：散装运输各种油类的船。二、发展过程：古希腊：陶罐装运橄榄油和酒；1861:ELIZABETH.WATTS—木桶运油；1869：CHALES—铁桶；1878:英国建造了ZOROASTER(佐罗斯特）号，专门运载油类；1886：英国为德国建造了早期最著名的蒸汽机油船—格鲁克福号（GLUCKAUF）蒸汽机船“格鲁克福”轮—现代油船的先驱：300ft（91.44m），载重2307吨；以载运油类货物为主，船体分隔成许多油舱；船壳即为容器；2/9机舱在船艉（艉机型）；考虑了自由液面对稳性的影响及膨胀余位问题；增设了隔离空舱。第一次世界大战：改烧煤为烧燃油；第二次世界大战：加速了油船的发展；20世纪60年代：中东石油大量开采输出，导致油船向大型化和超大型化发展；70年代末以来，油船在趋于大型化的同时，又加强了安全性和防污染性，采取了一系列的措施：惰性气体保护系统；原油洗舱；设置专用压载舱/清洁压载舱；双层底、双层壳；制定单壳油轮强制淘汰时间表。国际海事组织（IMO）2003年海环会（MEPC）第50次会议通过的MARPOL公约修正案于2005年4月5日开始生效。确定单壳油船的淘汰时间表为：C1型油轮：1982年4月5日或早些交付的船舶为2005年4月5日；1982年4月5日后交付的为2005年。C2和C3型油轮：1977年4月5日或早些交付的船舶为2005年4月5日；1977年4月5日后但在1978年1月1日前交付的为2005年；1978年和1979年交付的为2006年；1980年和1981年交付的为2007年；1982年交付的为2008年；1983年交付的为2009年；1984年或晚些交付的为2010年。注：C1类——不满足关于专用压载舱和保护位置（SBT/PL）要求的2万载重吨及以上的单壳原油油轮和3万载重吨及以上的单壳成品油轮。C2类——满足SBT/PL要求的与C1类船舶尺度相同的单壳油轮。C3类——船舶尺度小于上述C1或C2类但在600载重吨及以上的现有油轮。1992年丹麦建造了世界上第一艘双壳油船，30万吨的“EleoMaersk”号。第二节油船分类油船种类很多，从不同的角度，可以分为不同的种类。目前，主要有以下几类：一、按有无自航能力分类自航油船；非自航油船：油驳。浮式生产储油卸油船浮式生产储油卸油船（FPSO，FloatingProductionStorageandOffloading），它兼有生产、储油和卸油功能，油气生产装置系统复杂程度和价格远远高出同吨位油船，FPSO装置作为海洋油气开发系统的组成部分，一般与水下采油装置和穿梭油船组成一套完整的生产系统，是目前海洋工程船舶中的高技术产品。3/9储油船工作方式内转塔系泊系统的FPSO二、按油船用途的不同分类：专用油船：专用于载运石油及其产品的船舶。多用途油船：油/散货船（O/BCarriers）；油/矿砂船（O/OCarriers）；油/散货/矿砂船（O/B/OCarriers）。多用途油船：是既可装载油类又可装载散装干货，但不同时装载的船舶，船型肥大，方形系数Cb一般大于0.8。主要有两种类型：1.油/矿砂船（O/O船）：特点：由两道纵舱壁将整个装货区域分隔成中间舱(约占整个货舱舱容的40%～50%)和左右两侧边舱，双层底设于中间舱下部且没有矿砂船那样高。船的全部或大部分中间舱用于装载矿货，边舱和部分中间舱装载货油。即单运矿砂时装在中间舱；运油时则载于两侧边舱和部分中间舱。2.矿砂/散货/石油三用船（又称OBO船)：特点：1)货舱横剖面形状与散货船类似成棱形，但一般为双层船壳并具有双层底舱和上、下边舱；2)中间舱(约占整个货舱舱容的70%～75%)的全部或大部分用来装载散货或矿石，两侧边舱、上边舱和部分中间舱用来装载货油，下边舱为压载舱。三、按所装油品分类：原油油船；成品油油船；原油/成品油兼运船；油/化学品兼运船；非石油的油类运输船：如植物油等。四、按载重吨位大小的不同分类：小型油船（0.6万载重吨以下），以运载轻质油为主。中型油船（0.6～3.5载重吨万吨），以运载成品油为主。大型油船（3.5～16载重吨万吨），以运载原油为主，偶尔载运重油。巨型、超级油船（16万载重吨及以上VLCC、30万载重吨及以上ULCC），专用载运原油。世界造船业将油船按载重船型分为以下几个级别：通用型油轮：1万吨以下。灵便型（Handysize）：一般称之为1～5万吨级的油船，分大灵便和小灵便型。大灵便型载重量4～5万吨灵便型油船特点是灵活性强，吃水浅，船长短（170m～180m），舱数量多，所以需求量很大。巴拿马型（Panamax）：船型以巴拿马运河（PanamaCanal）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。阿芙拉型（Aframax）：平均运费指数AFRA（AverageFreightRateAssessment）最高船型，经济性最佳，是适合白令海（BalticSea）冰区航行油船的最佳船型。载重吨在8～12万吨之间。苏伊士型（Suezmax）：船型以苏伊士运河（SuezCanal）通航条件为上限，载重吨在12～20万吨之间。VLCC（VeryLargeCrudeoilCarrier）：巨型原油船，载重吨在20～30万吨之间。4/9ULCC（UltraLargeCrudeoilCarrier）：超巨型原油船，载重吨在30万吨及以上。诺克·耐维斯号-曾经的最大油轮，后改装成FSO，现已拆解。排水量：81879吨(空载)，646642吨（满载）载重（净吨DWT）：564,763吨（经重建后）总注册吨位（GT）：260,941吨吃水：24.61米舷宽：68.86米船长：458米航速：13节第三节油船特点一、采用双层底及双层船壳结构；二、无起货设备和大舱口，仅有圆形或椭圆形小舱口，用油泵、管路及各种控制阀配合完成装卸油作业；三、一般采用纵骨架式结构；四、纵向水密舱壁把油舱划分为并列的两列或三列油舱；五、L/B较小、B/d及方形系数Cb较大，属肥胖型船，干舷亦小；六、机舱布置在船尾，为尾机型船；七、油舱的前后两端设置隔离空舱或用泵舱、压载舱等代替；八、设置多道横舱壁和大型肋骨框架，用以增加横向强度和适装不同品种的油类；九、设有专用压载舱或清洁压载舱，并设有污油水舱。第四节油船设备系统主要内容包括：1、油船专用泵2、货油装卸系统3、扫舱系统4、加温系统5、喷洒系统6、透气系统7、除气系统8、消防系统9、惰性气体系统10、洗舱系统11、液舱参数测量和监控系统。一、油船专用泵1、货油泵。2、扫舱泵。3、压载泵。泵的种类主要有：离心泵、齿轮泵、深井泵及深潜泵。二、货油装卸系统功能：用于货油的注入和排出。组成：货油泵：位于泵舱。5/9货油管系：油舱管系泵舱管系甲板管系各功能控制阀：主要有截止阀和截止止回阀。操纵控制系统：位于泵舱上部控制室。（一）泵舱及泵系油船装油通常都使用岸上的设备，而卸油、扫舱、打排压载水及洗舱则使用船上的泵系。每艘油船设有1-2个泵舱。每个泵舱设置若干部货油泵及扫舱泵。大多数油船都备有3-4台主货油泵，2台扫舱泵及2台压载水泵。货油泵的性能要求：防止在运转中发生火花；泵的总排量应在24h内卸完全部货物泵的原动机如为蒸汽温度不超过230℃的蒸汽机时，可装设在泵间内。其它各类的原动机均装设在泵间以外，如机舱内。其传动轴穿过舱壁或甲板处，有气密或防爆密封装置，并有润滑措施以防过热或产生火花。常见的货油泵有：离心泵深井泵蒸汽直动往复泵螺杆泵其它回转泵等（二）货油管系主要有直线式和环形两种类型管系。1、直线式管系2、环形管系主要设置在油泵舱位于船舶中部或设在货油舱之间的油轮上。环形管系的油管通过各油舱形成环形回路。（三）泵舱管系泵舱内的货油泵及扫舱泵都通过泵舱管系与货油舱内的输油管及扫舱管相连接。任何一个货油泵都可通过泵舱管系装卸各货油舱的货油，并能在各油舱之间进行调拨。三、扫舱系统清扫油舱残油。扫舱系统一般包括：扫舱泵扫舱管系6/9扫舱管系主要有两种型式：一种是在货油管系的基础上，在各货油舱内另设扫舱支管及吸油口（有时统称扫舱吸入管），扫舱支管接在输油干管上，并与扫舱泵相连通。另一种是另外铺设一套扫舱管系及吸油口，并与活塞往复式泵连通，但与货油装卸系统各自独立。扫舱系统的工作程序有二类：一类是扫舱系统和货油装卸系统同时开始工作，到油位下降到一定高度时货油装卸系统停止工作，由扫舱系统将余油抽出；另一类是在货油装卸系统停止工作后，由扫舱系统将舱内残油吸尽，或者将各舱底残油集中到某一舱，然后再用货油管系卸出四、货油加温系统目的：在船舶运输的石油中，某些原油、燃料油和润滑油等流动点较高，粘度大。为了能使卸货顺利进行，则在装货后的航行途中货油需维持在一定的温度，或在卸油前要加热到某一指定的温度。货油的加热系统—蒸汽加热管系来源：蒸汽来源于锅炉每个油舱的加温管系各自成一组，各组管系有其独立的进气和排气管，它们分别连接于主甲板的加温系统的进气和排气总管上。由辅助锅炉供给蒸汽。在加热排气管上装设有供检查加热管是否渗漏用的检查旋塞。如有渗漏会使石油进入加热管内，则凝水中必有油花。利用检查旋塞还可以判断舱内温度是否已经升高或进气阀开启是否过大，若气阀开启过大，则会有大量蒸汽从旋塞口排出。在冬季加热货油后，应用压缩空气吹出蛇形管内的冷凝水，以防止货油卸空后可能冻破管系。加热盘管的类型货油舱加热盘管有两种：蛇形盘管螺旋形盘管螺旋形加热盘管，在用法上有两种：用在货油吸口处。在货油舱内设几个大的螺旋盘管，利用对流的方法对货油进行加热。加热管在舱内布置的特点：在吸油喇叭口装设有螺旋盘管。以便使货油能顺利流进吸入管内。整个货油舱加热管的布置从宏观上来看是蛇形盘管铺在舱底，从纵向看，加热管是沿船首尾线铺设的直管。一般油船加热管距舱底的高度在15～20cm左右。货油加温作业1、使用机舱的废汽进行“暖管”，即使用压力很低的蒸汽将加热管系中的剩余残水顶出。2、启动锅炉，锅炉正常后开始向货油舱送蒸汽，但开始时压力一定要小，不能急剧地向加热管系通入蒸汽，以避免任何水击作用造成膨胀接头、加热管或阀门等受到损伤。3、当加温管系都充满蒸汽，不出现任何水击声音，一切正常后通知机舱慢慢加压，开始正常加热，加热总管压力一般在0.0006～0.0008Mpa（6～8kg/m2）。4、在加温过程中，要确认阀门的开度符合加热的要求。要定期测量各舱的温升情况，若出现不平衡时，应予调整。5、观察加温管系的工作情况，必要时可打开回水阀（放残阀）检查有无油类混入。7/96、运输合同中规定要保温承运时，应根据具体情况达到保温要求的温度，并做好记录。但一般情况要避免锅炉负荷大幅度的变化。7、冬季或大风浪天气时，应注意提前开好加热或增大锅炉负荷。加温时间与节能通常，原油的最低加温温度一般为25～35℃，最高不可超过50℃。油温过高的危害：一是油温过高会使泵壳温度迅速升高，而泵浦为防止油温过高，一般都有保护装置，当达到65℃～70℃时，该装置即接通，泵浦自动停止运转；二是货油温度过高不利于卸货，因蒸发汽体较多，因此会更多地产生汽蚀现象；三是浪费燃料。四是油温过高，轻质成份蒸发过多时对油质有影响。五、喷