北部湾港外锚地原油过驳方案

李学东 侯志强 贺自力 李盛乐 陆俊成

1 交通运输部水运科学研究院 2 广西钦州保税港区明州原油装卸有限公司 3 广西北部湾港口管理局钦州分局

1 引言

海上原油过驳在满足腹地石化产业对原油需求的同时，能够显著增加港口的吞吐能力，特别是对于航道、码头不具备大型船舶进出港和靠离泊条件的港口。2010年9月，中石油广西石化钦州1000万t炼厂建成，设计年加工进口原油1 000万t。钦州港短期内无法满足15万t级及以上油轮安全进港靠泊的要求，故在北部湾港外海设置港外过驳锚地，用于过驳由中东等地而来的大型油轮的原油[1]。北部湾钦州港从2011年开始原油过驳以来，到2020年底海上累积过驳原油约8 000万t，年过驳原油近1 000万t，取得了显著的经济效益和社会效益。目前，钦州港已成为中国海上原油过驳量最大的港口。

海上原油过驳是世界上公认的高风险作业。国外从事过类似过驳作业的有日本、新加坡等国家的少数几个港口，对油船在港外锚地过驳作业可借鉴的经验不多，尚未形成系统且较为成熟的港外锚地原油过驳方案[2]。因此，总结北部湾钦州港外锚地原油过驳安全运营实践经验，可为海上原油过驳的港口提供参考。

2 过驳锚地选址及布置方案

过驳锚地选址安全是开展锚地原油过驳风险管控的首要环节。综合考虑水深、底质、碍航物、交通流、港口航道、海洋功能区划、石油钻井平台、海底电缆管线、历年台风运动及与钦州港中石油码头的航程(影响海上过驳的经济性)等多种限制因素条件，在北部湾沿海20 m、25 m和30 m等深线线附近提出3个过驳锚地选址方案，由远及近分别编号为1#、2#和3#过驳锚地，其中最外侧锚地距离钦州港中石油10万 t级码头的航程约为40 n mile。3个锚地的中心坐标为：1#锚地圆心坐标为21°03′00″N，108°33′30″E；2#锚地圆心坐标为21°08′00″N，108°32′00″E；3#锚地圆心坐标为21°18′00″N，108°33′30″E。

1#、2#和3#锚地水深分别为30.2～30.8 m，25.4～27.1 m和19.3～20.0 m，所在海域海底平缓、水深适宜，避开了现有海底管道、电缆及石油平台等障碍物，并考虑了船舶习惯航路、交通流分布、历年台风运动路径、港口规划、海洋功能区划、到钦州港的航程和进出港的便利性等因素。同时，通过采用1#、2#和3#锚地由远及近的布局，也为卸油船随着吃水减小由外侧的1#锚地向里侧的2#、3#锚地转移提供了一种可能，在一定程度上缩短了受油船的航程，提高了港外过驳的经济性。

此外，为了加强海上原油过驳期间的安全管理，有效管控海上原油过驳期间的事故风险，提出在正常锚泊区域以外划定锚泊安全区和锚泊警戒区的要求。过驳作业期间锚泊安全区禁止无关船舶进入，锚泊警戒区是在锚泊安全区的外围划定的一定范围的缓冲区。在安全区和警戒区大小无相关标准依据的情况下，本项目通过原油泄露蒸汽扩散后果计算、池火灾热辐射模拟分析，提出以抛锚点为中心、以1 000 m为半径的圆形安全区设置方案；结合过驳区域周围船舶的操纵特性和现场管控的实际情形，提出以抛锚点为中心、以1 n mile为半径的圆形警戒区设置方案。

3 装卸工艺方案

北部湾钦州港原油过驳项目在1#、2#和3#过驳锚地进行，卸油船是30万t级和15万t级油船，以30万t级油船为主。在考虑钦州港东航道实际通航条件的基础上，按照不乘潮通航的原则选取了7.5万t级油船作为受油船。过驳作业时7.5万t级的受油船直接靠泊到已经锚泊好的15万t级(或30万t级)油船抛锚相反一侧，在两船之间靠泊舷侧提前至少布置4组靠球，完成靠泊并进行系固后再连接好输油管线，采用锚泊船对船并靠过驳的方式将油品自卸油船过驳至受油船。原油过驳作业方案示意图见图1。

图1 原油过驳作业方案示意图

装卸工艺为：15万t级(或30万t级)油船→船内输送泵→橡胶软管→7.5万t级油船。主要流程为：

(1)连接船舶装卸管汇。将7.5万t级油船上携带的输油橡胶软管分别与7.5万t级受油船和15万t级(或30万t级)卸油船上的装卸管汇连接。

(2)核实装卸管道系统压力。在装卸前核实2个船舶上的管道系统压力，装卸时按照最低管道压力进行。

(3)静电预防。选用带绝缘短管的软管或不导电的橡胶软管作为输油管道。

(4)安全检查。输油前认真检查船舶管道上的仪表和阀门有无异常。

(5)安全启动卸船泵。启动卸船泵后实时观察管道压力，由低到高缓慢增加，并控制管道压力在安全范围内。

(6)可燃气体实时监测。采用可燃气体探测器实时监测，一旦发现浓度超标紧急停泵。

(7)停泵。7.5万 t级受油船舶装满原油后及时停泵，并宜具有超压、超限报警和联锁停泵等功能。

(8)清理管道。采用7.5万 t级受油船舶上的氮气吹扫管道，将管道里的油品吹扫至卸油船。

(9)卸下软管。管道清理完毕后，在克令吊辅助下卸下软管。

4 过驳设备及使用方案

4.1 通信与信号

为了保障船舶之间原油过驳作业安全顺利进行，要求两船配备可靠的通信系统。通信语言由双方共同商定，必须保证与过驳作业直接相关的人员都能理解，以避免信息误解或错译命令及信号。具体要求为：

(1)通信系统。开始作业前应明确和测试通信方式，包括备用系统和应急通信程序。

(2)通信语言。应在操作开始之前就使用哪种通讯语言达成一致，以确保所有船舶之间能够保持有效通信，当语言沟通存在问题或疑惑时应暂停进行。

(3)两船靠离泊期间的通信。在驶近、系泊和离泊期间的通信应及早用VHF16频道呼叫对方船舶，然后转到双方同意的工作频道对话。在试验两船通信联络装置并确认其在正常工作状态前，均不得试图进行驶近、系泊和离泊的操纵。在现场负责系缆的驾驶员应携带本质安全型的手提式双向VHF无线电话设备。

(4)转载期间的通信。在锚地原油过驳作业期间，两船上从事驳油作业的主要人员应备有可靠的通信工具，例如本质安全型的手提式双向VHF无线电话。

(5)应急通信方式。现场辅助拖轮应配备卫星电话1部，过驳作业卸油船、受油船均应有卫星电话。

(6)通信装置发生故障。当其中一船所有的通信联络装置发生故障时，应立即发出经双方商定妥当的应急信号并立即终止正在进行的过驳操作。

(7)声响与灯光信号。船舶采取的任何行动均应按照“1972年国际海上避碰规则”的规定发出适当的声响与灯光信号。

(8)号灯与号型。白天，过驳作业的卸油船和受油船都应在主桅上悬挂1面B字旗；晚上，过驳作业的卸油船和受油船都应在主桅上垂直布置2盏环照的红灯。

4.2 系泊缆绳

(1)系泊缆绳由受油船提供。必要时，卸油船应能提供相应数量的缆绳。

(2)船舶若使用钢缆系泊，钢缆应加上软尾索，并满足以下要求：①软尾索由绝缘的合成材料制成(如尼龙绳)；②软尾索长度至少为11 m；③软尾索强度至少为钢缆强度的137%。

(3)受油船至少应在靠泊外舷艏艉处各准备1根应急钢制拖缆，以便紧急情况下由拖轮将两船快速分离。

(4)作业过程中两船通过缆绳系靠在一起，应加强缆绳工作状态的监测并及时调整。

4.3 靠球

碰垫(靠球)的配备规格、数量与位置应足以保证卸油船和受油船在过驳作业期间船体不发生直接接触。碰垫的位置应能随时调整，碰垫的位置除考虑船长、歧管位置和船体各部位强度外，还应使靠泊时的碰撞力均勾分散于两船船体上。靠球技术参数见表1。

表1 靠球技术参数表

通常情况下，碰垫应提前系在卸油船的靠泊一侧并正确放置。靠球安装布置示意图见图2。

图2 靠球安装布置示意图

如果过驳水域风浪较大，操作者将碰垫提前系到卸油船上存在困难，可先将碰垫系在受油船上进行靠泊，在受油船靠妥卸油船后再将受油船上的碰垫钢丝绳转移到卸油船上。通过调整碰垫的位置，可以满足不同大小、载态的船舶并靠系泊的需求。

4.4 输油软管

本项目每组油管4根，管径0.2 m，长度14 m，两两连接后形成2根28 m长的油管。具体要求为：

(1)每次作业前进行空气试压，试验压力0.7 MPa并保持10 min，压力无下降的油管可用于输油作业。如发现有漏气，应及时查找原因并排除，直至符合试验规定为止。每次试压情况应记录备查。

(2)软管应与被输送的原油相容并能与货物温度和压力相适应。

(3)软管的爆破压力应不小于最大工作压力的4倍。

(4)软管的最大工作压力不得小于1.0 MPa(表压)。

(5)软管应每隔半年进行1次静水压力试验，试验压力在1.5倍最大工作压力与2/5爆破压力之间，调验压力和日期应标明在软管上，试验情况应记录备查。

(6)软管上应标明序号、启用日期，以及允许的最大工作压力和最高、最低工作温度。

(7)软管在驳油过程中应由悬挂设施适当悬挂，弯曲半径不得小于其直径的4倍。

(8)为了保留安全余量，软管供应商同意的最大转运速度为15 m/s。参考《海港总体设计规范》(JTS 165-2013)、《油气化工码头设计防火规范》(JTS158-2019)等提出的油品物料输送管道的静电安全流速限值为4.5 m/s，转运速度应缓慢增加到设计限值。

(9)过驳期间为防止两船之间的相对运动产生碰撞、摩擦或挤压到输油软管导致管道磨损甚至破裂泄露事故，输油软管应在船载克令吊的起吊下悬在空中。

4.5 工作船

过驳作业现场应有大马力拖轮和消防船监护值守。本项目配备有3艘工作船在作业水域现场进行监护警戒，分别为甬港环油1号、甬港消拖3号、甬港消拖6号。其中甬港消拖3号、甬港消拖6号为消拖两用港作拖轮，可以提供船舶助泊、消防、监护等服务。

5 过驳船舶并靠方案

锚地过驳船舶并靠方案包括卸油船锚泊、靠泊前的准备、受油船靠泊、输油、离泊等步骤。操作要领及注意事项如下：

(1)考虑到油轮在圆形水域过驳作业，若抛双锚，在作业过程中可能会造成锚链缠绕，所以采用抛单锚方式锚泊。

(2)在靠泊操作开始之前，各船应做好适当准备，包括过驳设备试验和安全检查，并再次确认两船间通信联络装置符合要求。

(3)进行靠泊前安全检查，检查项目应不少于《原油过驳安全作业要求》(GB/T18819-2002)附录A“靠泊前船/船装卸安全检查项目表”中规定的内容。

(4)靠泊、离泊作业均应在白天进行，除非有关人员有适当的夜间过驳操作经验。

(5)卸油船在锚地锚泊，保持船首顶风顶流。受油船靠泊时，过驳队员应在卸油船上显示靠泊中心位置或驾驶台位置旗，两船的输油口前后相差不得超过5 m。一般用受油船缆绳系靠，还可用卸油船缆绳加以增补。

(6)在船上克令吊的协助下完成输油管线的连接，为避免输油管线与船舷摩擦发生破损，输油管线应由船上克令吊起吊并悬在一定高度。

(7)原油输送前应进行安全检查并由受油船提出启动要求。输油前的安全检查项目应不少于《原油过驳安全作业要求》(GB/T18819-2002)附录A“货物输送前船/船装卸安全检查项目表”或《船对船石油过驳安全作业要求》(GB/T 18819-2019)附录A“船对船过驳作业安全检查表”中规定的内容，相关方负责人应对安全检查结果予以确认。

(8)原油的输送操作由卸油船负责控制。输送期间，卸油船应指派专人在货泵操纵控制室值班。原油输送期间，两船及过驳队三方都应指派专人在各自歧管处负责观察软管，发现异常立即报告操作负责人。原油输送完成后，软管应经过扫线后才能拆卸。

(9)在离泊解缆时，应特别注意避免两艘船碰撞。常用的解缆方法是：船首的操作人员解前倒缆，然后解开首缆。船尾的操作人员先解尾缆，然后解开尾倒缆。

6 应急方案

(1)参与过驳作业的船舶应有过驳安全和防污染应急预案并定期开展应急演练，过驳作业过程中，作业相关方应做好应急准备工作，当出现紧急情况时立即启动相应应急预案。

(2)过驳经营人和相关参与方在每次过驳前应做好紧急离泊计划，过驳作业过程中做好应急准备，当继续进行过驳作业的风险不可接受时，应根据情况采取暂停过驳、增加系泊缆绳或快速离泊等措施。

(3)过驳经营人严格执行主管机关最终确定的靠离泊作业限制条件，配备包含消防、溢油应急及通航安全维护在内的相应拖轮及设备，靠泊期间做好随时终止靠泊的应急准备。

(4)除直接参与过驳作业的船舶外，其他拖轮、消防船和相关工作船应停泊在过驳点附近的安全地方，无必要不要紧邻过驳船舶，现场待命值守期间应急船舶应能做到随叫随到、随时可用。

7 结语

海上国际石油运输以超大型油轮为主，对不具备大型油轮进港靠泊条件的港口，通常采用港外锚地原油过驳的方式进行卸油。相比于海上在航原油过驳方式，锚地过驳方式的过驳量稳定且安全水平更高。该项目已安全运营10年，形成了一套港外锚地原油过驳的系统化方案，对我国其他港口开展海上原油或其他液体散货过驳作业具有参考价值。