港口化工码头装卸工艺的探讨

杨晓东(中国石化海南炼油化工有限公司，海南 洋浦 578101)

0 引言

由于成品油、化工品等方面的需求量不断增加，港口化工码头成为物质输送与储备的重要环节，有效地加快了进出口贸易的速度和总量。然而，港口化工码头输送的各类物质均具有特殊性，若处理不当极易引发爆炸、燃烧等事故，带来巨大经济损失的同时，也会造成严重的污染问题，由此可见，港口化工码头的装卸工艺显得尤为重要。

1 港口化工码头装卸工艺的主要设备

1.1 储罐

港口化工码头在装卸过程中会输送许多的液体化工品，包括汽油、柴油、航空煤油、石油等，由于这些物质具备特殊性，若在常温下直接装卸，极易因环境的变化引起液体质量的改变，引发挥发、燃烧等情况。想要对这些特殊的介质进行有效地存储，大多将其存放在储罐内，所以，所有的装卸作业都与储罐有着密不可分的联系。在港口化工码头装卸工艺中，选择必要的储罐时，大多从材质与功能两个方面进行考虑。储罐的材质主要包括金属和非金属两类，使用哪种材质要根据介质的类型来决定。功能方面是为了避免石油、汽油等液体在存储的过程中出现质量的变化，比如浮顶油罐适合存储容易挥发的介质，反之可以用拱顶油罐。与此同时，为了达到提升储罐安全性的目的，许多先进的设备和技术也得到了广泛的运用，例如在拱顶罐上安装氮封装置、或者在储罐内涂抹特殊涂料等。

1.2 装卸器械

装卸器械是港口化工码头装卸作业必不可少的设备，其中装卸臂为最常见的装卸器械，由于其自身的结构和工作原理，不仅能够让装卸作业的效率得到显著提升，也能确保装卸过程的可靠性。与此同时，由于科学技术的飞速发展，装卸臂的类型也发生较大的变化，不仅在器械长度、口径方面产生较大的改变，也能够根据输送介质的类型配备专用的装载臂，例如输送石油、汽油、航空煤油等介质时，可以运用液体装载臂完成作业，即通过装载臂与货船输油口有效地连接，可以更好地提升装卸作业的稳定性，相比传统的螺栓连接方式，在可靠性方面更具优势。也可以根据化工码头的功能区分布情况运用移动装载臂，能够让装载臂迅速适应码头功能区的不断变化[1]。

1.3 装卸管道

由于港口化工码头装卸作业的物质存在差异，有些结构特殊的物质无法利用装卸臂完成装卸作业，只能运用装卸管道进行相应的处理，才能达到装卸的目的。由于港口化工码头的装卸作业存在相应的距离，而且为了保证石油、汽油等截止到质量不会发生改变，装卸管道的材质通常采用金属与非金属两种材料，其中金属装卸管道多以钢作为材料，因为钢的封闭性好、能够消除装卸过程中产生的静电问题，有效地保证了装卸过程的安全性。非金属的装卸管道以橡胶软管和复合软管为主，其中橡胶软管因其在可塑性、拉伸力方面的性能比较优秀，能够承受装卸过程中不同油品的重力，确保装卸过程的稳定性，也能够根据不同情况进行运用。

1.4 船泵

船泵是港口化工码头装卸作业中不可缺少的设备，因为港口码头的功能分区设计存在差异，泊位设置的合理性也有所不同，经常存在船舶作业用时长的问题。为了能够提升化工码头的装卸效率，通常采用增加储罐或软管的方式进行作业。但是这种方式会增加装卸的距离，降低作业效率，此时需要利用船泵提升作业的动能，以达到提高装卸效率的目的。船泵的排量、扬程、转速等方面要根据船舶与码头的距离或介质类型进行选择，比如装卸天然气等介质时，要通过控制船泵的转速和排量确保压力的平衡。

2 港口化工码头装卸工艺的相关内容

2.1 装船作业

2.1.1 重力流动

港口化工码头装船作业是将码头储罐内的液体介质装入货船中的过程，常见的方式有重力作业和装船泵驱动，其中重力流动是利用重力让储罐内的液体介质通过装卸软管流入船舶内。这种方式只需要将储罐设置在较高的位置，利用高低差让液体介质迅速流抵货船即可，由于不需要投入过多的成本，相比其他装船作业方式，能够节省大量的成本。但是作业效率相对较低。

2.1.2 装船泵驱动

装船泵驱动是将转船泵作为主要的动力，将储罐中的液体介质输送到货船内，相较之下，这种方式的作业效率更高，而且具有良好的可扩展性，也就是可以根据码头与货船间的连接距离调整装船泵的数量，实现远距离输送的同时，也能够通过自动化技术对装船泵的排量、转速以及运行状态进行控制，提升装船作业的稳定性[2]。比如利用自动化控制系统建立的模型，对装船过程中出现的特殊情况进行检测，若期间存在问题可自动执行关闭阀门、停泵等操作，有效地降低装船过程中出现事故的概率。

2.2 卸船作业

2.2.1 增加卸罐区

由于港口化工码头卸货的货船与储罐区存在一定的距离，想要直接将石油、汽油等介质直接输送到储罐中是比较困难的，不仅需要对化工码头的功能区分布情况进行调整，也需要在输油管道、动力泵等方面给予大量的投入。所以，为了能够更好地解决这个问题，可以通过增加卸罐区的方式来实现。也就是在相距码头特定距离的位置设置卸罐区，便于缩短卸船输油的距离，卸罐区与码头的距离通常大于3km，小于5km，也可以根据实际情况相应的增加，比如海南炼化的经营产品种类较多，下属港口化工码头的吞吐量较大，卸罐区可以设置在距离码头8km的位置，如果因距离较远，接力泵的扬程难以满足输送要求，可以利用加压处理来解决该方面的问题。虽然这种方式能够解决卸船作业时距离较远的问题，但是需要加大资金用于解决空间、能源损耗、设备量增加等问题，无法达到良好的经济效益，需要根据情况进行考虑。

2.2.2 串联输油加压

串联输油加压的方法进行卸船作业与增加卸罐区类似，不同的是，增加卸罐区的方法需要较多的中间油罐，不仅增加占地面积，也会在处理的过程中增加石油、汽油等介质的损耗量。串联输油加压法无需上述的相关设备，只需要将卸油泵与加压泵进行串联，就能够让各种液体介质经输油管道进入储罐中，也能够与自动化控制系统进行紧密的配合，实现对不同液体化工品高效地输送，避免当中出现因输送间断或二次输送造成的资源浪费问题。这种方式在港口化工码头泊位不足且同类液体化工品较多的情况下能够起到良好的效果。但是这种方法对设备的精度以及自动化控制系统的水平方面拥有较高的要求，即只有自动化技术能够对输油泵、动力泵等进行精准控制才能保证卸船效率。

2.2.3 利用装卸器械

为了能够确保输油过程的安全性，往往会在相应的环节增加装卸器械，其中装卸臂是应用最多的设备之一。因为经过技术的发展，装卸臂的结构和性能得到进一步的优化，与自动化技术也形成充分地融合，工作效率得到大幅提高。装卸臂在输油作业时，能够与货船的集货口进行充分地连接，再利用自动化技术，可以更好地提升输油作业效率，而且当中还配备了紧急脱离装置，在出现问题时迅速切断货船与装卸软管间的联系，最大程度的避免事故的蔓延，保障货船的安全。与此同时，随着货船运输能力的增强，装卸器械在尺寸方面也在逐渐加大，能够保证码头良好的作业效率，缩短卸船作业的时间。与此同时，由于装卸臂在精度与工作效率方面的优势，也可以应用在多卸船作业的情况，即两艘货船同时输油或一艘货船向多个储罐输油的情况。在这种情况下，装卸臂的安装位置无需做太多的变化，只需要确保输送的介质能够流经管道顺利输送即可，至于输送分配问题由分配站的阀门组进行切换处理[3]。

2.3 直取作业

直取作业是在船与船之间进行的输油作业，也就是需要输油作业的货船不会直接向储罐输油，是与事先停靠在泊位上的不同船只进行相应的操作。这种作业方式能够缩短卸船作业时间和货船的停靠时长，减少码头在运行过程中的成本投入，带来更多的经济效益。只是想要实现这样的输油方式，需要提前设置相应的连通管道系统，便于在货船抵达时能够迅速开展卸船作业。需要注意的是，在作业的过程中，各类液体介质和化工品的结构、质量存在差异，极易在输送过程中产生静电问题，从而引发爆炸、燃烧等事故，因此，必须针对作业运用的管线进行全方位的优化，才能够避免此类问题的发生。例如直取作业时的连通管道在连接过程中要配备静电消除器等设备，或者在输送液体化工品时，要根据介质特征、管线口径等方面设置相应的流速，做到逐渐提升输送速度，因为突然加大流速会让液体介质在进入储罐后与罐壁产生强烈冲击，从而引起静电，至于最大流速控制在4.5m/s以内即可。

2.4 泄空残留

卸船作业结束后，装卸软管等输油管道的内壁会残留许多的物质，不仅有油质，也会存在水、气体等各类物质，如果不将这些物质完全清除，会引起不同介质间的物理和化学反应，从而引发相应的事故，毕竟港口化工码头的吞吐量在日益增长，输油管道中的残留物质的结构会变得越来越复杂，引发事故的概率也随之上升。因此，在装卸作业结束后，要及时对装卸臂、输油管道的内部进行清洁，确保不会有残留的物质。清除液体残留的方式较多，主要包括运用清管器和泄空泵。清管器能够对输油管道进行深度的清洁，也就是将管道当中的残留油质全部吹扫至船舱，或者在装卸软管的内部沿着管壁进行移动，以达到清除残留物质的目的。泄空泵主要用于对装卸臂的清理，通过将氮气灌入装卸臂内，利用氮气的吹扫达到清除内部残留的目的[4]。另一方面，资源损耗问题在装卸过程中也是比较常见的，因为石油、汽油等液体介质会在流动时被蒸发消耗，造成资源的浪费，特别是在港口化工码头吞吐量日益增长的过程中，产生的资源损耗问题极其严重，因此，企业也应当重视港口化工码头装卸作业造成的资源浪费问题。

3 结语

综上所述，为了确保港口化工码头物质输送过程的安全，必须要对装卸工艺予以严格的把控，即不仅要重视储罐、装卸器械、装卸管道等设备的质量，也要对装船、卸船、直取、泄空残留等方面的作业予以高度的重视，保证各类化工品顺利输送的同时，也能够最大程度的提高装卸效率，提升港口化工码头的利用率。